系统工程过程系统工程1

大师语录
化学工程经过归纳、综合和与其它知识的交叉，形成了以
传递和反应为主且还在不断发展的三传一反+X的学识基础.
这一学识基础的应用对象已远远超出了化工起家时的化学 产品，覆盖了所有物质的物理和化学加工的工艺， 将化 学工程提升至过程工程。 -----郭慕孙
郭慕孙 (1920-)，男，广东省潮州市人，中国科学院院士， 化工冶金研究所 名誉所长, 化学工程专业.
Efficient
Use of Energy, 1982, 1994
7. Douglas J M, Conceptual Design of Chemical Processes, 1988
从《过程系统工程》中能学到什么?
学习(或学完)一门新课时，思考一些问题
我能学 到什么?
我有什么 收获?
未来的影响
和控制（常见）。
研究内容：研究解决系统问题的方法，而不是讨论构成系统的 基本单元的基本原理、规律和特性。
系统工程与钱学森

二战时的运筹学，1950 年代MIT开设《系统工程》 课程

1978年9月27日钱学森 等在《文汇报》发表了 《组织管理的技术——系
统工程》

“两弹一星”
2008年9月28日
1.3 过程系统工程
Process Synthesis
Overall
To be discussed in detail …….
引言 二、课程特点与面临的困难
1、课程特点： 全局的观点（与单元操作不同） 定性与定量相结合 学科交叉（技术、经济、社会，数学、计算机等）；
2、教材：
（如何使用教材？） “理论与实践” ，深度、两届学生的反应及其他
系统＝f (组成要素，结构，功能，环境）
1.2 系统工程
什么是系统工程?
系统工程是“组织、管理系统的规划、研究、制造、试验、使 用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法”。 ----钱学森 定义：从全局的观点出发，用定量和定性相结合的方法，从技术、 经济、社会的角度，对一个系统作全面的模拟、分析、评价、优化
引言
一、化学工程与化工系统工程
课程名称（英文）： Process System Engineering (PSE) Chemical System Engineering
化学&化工？
化学工程&化学 工艺？
1. 化学工程的发展简史
★ 20世纪初 ---- 20年代，化学工程学科的诞生
里程碑－MIT《化工原理》的问世
★ 20世纪30年代－ 60年代，化学工程学科快速发展 里程碑－7个二级学科的诞生（反应工程、分离工程、 传递过程、化工热力学、化工单元操作、化工系统 工程） 学科传统精髓： “三传一反”(?) ★ 20世纪70年代－90年代，化学工程学科大大拓展 里程碑－生物化工、材料化工、环境化工、微电子 化工等交叉领域的延伸. 新发展： 三传一反+X ★ 21世纪初，化学工程学科的深化（X) 里程碑－时空多尺度化学工程的探索(分子尺度、微 观纳米尺度、介观毫米尺度、宏观厘米尺度、设备 米尺度、装置十米尺度)
过程系统创新！
过程系统工程的产生与发展沿革
什么是过程系统工程?
过程系统：为达到某种物质和能量转换目的，而由过程单元按一定 结构关 系构成的统一体称为过程系统。是以物流为加工对象的、区别于机械加工 生产“元件”的系统。 （化工、冶金、水泥、合成氨、炼油、材料等） 过程系统工程：是系统工程的一个分支，其研究历史晚于系统工程，把系 统工程的一套研究方法、观点、思路应用到过程系统的模拟、评价、优化 、合成等问题上，形成了过程系统工程学。是将化学工程、应用数学、将 计算机软件、过程控制的理论与技术集成的学科。（较教材p1上更准确） 过程系统不仅仅 指传统的化工过程系统，它涵盖了整个这一类型的过 程网络，如化工、冶金、材料、生化、医药的生产过程。(拓展:经营/管理 和决策)
3、课时：较少，与其内容与重要性不匹配
三、对策
1、课堂学习---注重方法、了解思想、记好笔记（现有课本、课件为主） 2、课下复习---因人而异、适当筛选 (参考书：4+3本） 3、突出重点、效率优先、学以致用 4、关于考试（历届情况、本届的方法:闭卷考试分数为主，兼顾平时）
第1章 绪论
★ 系统 ★ 系统工程
过程系统工程是一个交叉学科
化学工程学 信息论 控制论
应用数学
运筹学
…
过程系统工程的核心思想
过程系统工程的核心思想
全局
优化
关键：如何通过优化的单元构筑优化的系统？
优化的单元设备
反应器 加热炉
优化的系统
+
分离塔器 机泵
？
优化的 过程系统
操作费用 环境影响 经济效益
？
引言 2.PSE在化学工程与工艺专业课程体系中的地位
化学工程与工艺(专业课)
产品
Principles of Chemical Engineering
化工原理
3 transfer
化工工艺学
原 料
反应工程
分离工程 化工热力学
化工系统工程
process
服务
reactor
separation
energy
Simulation Design Optimization
主要参考书
1.过程系统工程概论（科大翻印，前几届学生用）
2.杨冀宏等. 过程系统工程wenku.baidu.com论. 北京：烃加工出版社，1989 3.杨友麒等.化工过程模拟与优化.北京:化学工业出版社,2006
4.杨友麟. 实用化工系统工程. 北京：化学工业出版社，1989
5. Rudd D F, Process Synthesis, 1973 6. Linnhoff B, User Guide on Process Integration For the
★ 过程系统工程
★ 过程系统工程的有关基本术语 ★ 过程系统工程主要研究内容 ★ 过程系统工程研究的四个基本问题（具体化） ★ 过程系统工程的应用
★ 系统优化的灵敏度分析
1.1 系统
什么是系统?
涵义：一定条件下完成一定功能或实现一定目的，由若干互相联系、 互相影响的部分要素组成的整体。灌溉系统（水泵、管路、喷嘴）、 精馏系统、计算机系统。系统（考察对象）大小的相对性：小系统、 大系统。 哲学观点：所谓系统就是由相互作用的要素组成的具有特定结构、功 能的有机整体。