18th European Symposium on Computer Aided Process Engineering pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Braunschweig, Bertrand (EDT)/ Joulia, Xavier (EDT)

出品人:

页数:1232

译者:

出版时间:2008-6

价格:$ 644.10

装帧:

isbn号码:9780444532275

丛书系列:

图书标签:

Process Engineering
Computer Aided Design
Chemical Engineering
Simulation
Optimization
Modeling
Control
Europe
Symposium
CAPE

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具体描述

"The 18th European Symposium on Computer Aided Process Engineering" contains papers presented at the 18th European Symposium of Computer Aided Process Engineering (ESCAPE 18) held in Lyon, France, from 1-4 June 2008. The "ESCAPE" series brings the latest innovations and achievements by leading professionals from the industrial and academic communities. The series serves as a forum for engineers, scientists, researchers, managers and students from academia and industry to present new computer aided methods, algorithms, techniques related to process and product engineering, and discuss innovative concepts, new challenges, needs and trends in the area of CAPE. This research area bridges fundamental sciences (physics, chemistry, thermodynamics, applied mathematics and computer sciences) with the various aspects of process and product engineering.The special theme for "ESCAPE-18" is CAPE for the Users! CAPE systems are to be put in the hands of end users who need functionality and assistance beyond the scientific and technological capacities which are at the core of the systems. The four main topics are: off-line systems for synthesis and design; on-line systems for control and operation; computational and numerical solutions strategies; integrated and multi-scale modelling and simulation. Two general topics address the impact of CAPE tools and methods on Society and Education. CD-ROM that accompanies this book contains all research papers and contributions. It is international in scope with guest speeches and keynote talks from leaders in science and industry. It presents papers covering the latest research, key top areas and developments in Computer Aided Process Engineering.

跨越边界：新世纪以来欧洲计算机辅助工艺工程研究前沿探索本书简介本书汇集了近年来在欧洲，特别是在21世纪初至今，计算机辅助工艺工程（CAPE）领域涌现出的，与“第十八届欧洲计算机辅助工艺工程研讨会（European Symposium on Computer Aided Process Engineering, ESCAPE-18）”会议主题不直接重叠或侧重的创新性研究与应用。本书旨在提供一个更广阔的视角，探索那些驱动现代化学工程、过程设计与运营范式变革的关键技术和理论突破，特别关注那些在CAPE核心领域之外，或代表了学科发展新方向的细分议题。第一部分：过程建模与仿真范式的演进本部分深入探讨了超越传统稳态和瞬态模拟的下一代建模技术。 1. 离散事件仿真与混合系统建模在复杂操作中的应用随着化工、制药及食品工业中批次和半连续过程的日益复杂，传统的连续模型难以精确捕捉调度、物流和反应器开关操作的瞬态影响。本书详细介绍了基于离散事件系统（DES）和混合整数线性规划（MILP）的集成建模框架。重点讨论了如何将这些方法与连续流体力学（CFD）模型耦合，以优化高价值精细化学品的生产调度和资源分配，尤其关注了设备利用率最大化和中间产品库存最小化策略的实现。 2. 基于数据驱动的机理模型校正与增强本章分析了传统基于第一性原理（First Principles）的模型在参数估计和不确定性量化方面的局限性。我们重点考察了利用现代传感器技术和工业大数据，通过高斯过程回归（GPR）、支持向量机（SVM）等机器学习方法，对现有过程模型进行实时校正和不确定性分析的技术路径。书中提供了多个实际案例，展示了如何利用历史操作数据对催化剂失活模型或非理想混合模型进行迭代改进，从而显著提高预测精度，降低模型风险敞口。 3. 统一本体论与语义互操作性为了解决不同工程软件之间数据格式和术语定义不一致的问题，本部分提出了一套面向过程工程的本体论框架。该框架旨在建立一个跨软件平台的通用知识表示层，使流程图、设备参数、模拟结果和优化目标能够在不同工具间无缝传输和理解。重点讨论了如何利用OWL（Web Ontology Language）和SPARQL查询语言来构建和管理大规模过程知识库，促进知识的复用和自动化决策。第二部分：智能决策支持与优化前沿本部分关注CAPE技术在实现真正的“智能工厂”和自适应控制系统中的最新进展，这些进展往往超越了传统的稳态优化范畴。 4. 适应性控制与模型预测控制（MPC）的鲁棒性增强虽然MPC是过程控制的核心，但其性能高度依赖于所使用的预测模型。本章侧重于开发更具鲁棒性和适应性的MPC策略。探讨了随机模型预测控制（Stochastic MPC）在处理突发性原料质量波动和执行器故障时的表现。此外，还详细介绍了基于强化学习（RL）的自适应控制器设计，该方法能够在线学习和调整控制律的参数，以应对模型不确定性和环境变化的长期影响，特别是在高风险、高灵敏度的反应系统中。 5. 实时优化（RTO）与边缘计算的融合随着计算能力的下沉，RTO不再局限于集中式服务器。本书探讨了将优化算法部署到分布式控制系统（DCS）或现场设备中的“边缘计算”策略。重点分析了在计算资源受限的边缘设备上运行高效、轻量级优化算法（如序列二次规划的简化版本）的可行性。这使得设备级别的实时性能优化得以实现，减少了通信延迟，增强了系统的响应速度。 6. 全生命周期环境影响评估集成到设计流程传统的工艺设计主要关注经济性和安全性。本部分探讨了如何将生命周期评估（LCA）指标——如碳足迹、水资源消耗和能源效率——直接嵌入到早期设计和优化循环中。我们展示了如何构建多目标优化问题，平衡经济效益（NPV）与环境成本（Environmental Cost），并利用先进的可视化工具向决策者清晰展示不同工艺路线在环境-经济权衡曲线上的分布。第三部分：新兴技术在过程工程中的颠覆性应用本部分考察了当前工程界正在积极探索，但尚未完全纳入标准CAPE工具集的创新领域。 7. 微反应器网络（MRN）的建模与放大（Scale-up）挑战微流控和模块化化学工程是现代过程强化的趋势。本书详细介绍了针对微反应器网络（MRN）的优化设计方法。这包括如何利用网络流理论和多尺度建模来预测在从实验室到工业规模放大的过程中，传质和传热效率的变化。重点分析了如何使用计算流体力学（CFD）模拟特定微通道几何结构对反应选择性的影响，并为模块化工厂的布局提供指导。 8. 新材料过程的相平衡计算与高通量实验数据的整合对于新型溶剂、深共熔溶剂（DESs）或离子液体等新兴材料体系，准确的相平衡数据是关键。本章讨论了基于分子模拟（如密度泛函理论DFT和分子动力学MD）来预测复杂多组分体系热力学性质的方法。更重要的是，探讨了如何利用高通量实验平台生成的数据，通过贝叶斯优化等方法，高效地校准和筛选分子模型参数，加速新材料的工业化进程。 9. 人机交互与虚拟现实（VR/AR）在操作培训中的应用过程安全和操作熟练度依赖于高质量的培训。本书探讨了如何将详细的CAPE模型（如动态模拟器）与沉浸式技术（VR/AR）结合，创建高保真度的操作培训环境。内容涵盖了如何将3D设备模型、实时仿真数据和故障诊断流程叠加到现实工作环境中，以提升操作员的应急响应能力和对复杂过程的直观理解，尤其关注了远程维护和协作的潜力。结语本书通过对上述前沿课题的深入剖析，意在展示计算机辅助工艺工程领域持续的活力与广度。它不仅仅是关于优化算法的集合，更是关于如何利用前沿计算科学和数据科学工具，解决当代化学和生物过程工程中最紧迫、最具挑战性的实际问题。本书适合于过程工程师、化工系统研究人员以及致力于推动工业4.0和可持续发展目标的高级学生和专业人士阅读。