Топологические декомпозиционно-эвристические алгоритмы и комплекс программ оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки химических производств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Образцов, Андрей Александрович

• Образцов, Андрей Александрович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Образцов, Андрей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ: ОПТИМАЛЬНОЙ КОМПОНОВКИ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1 Математическое описание задачи: оптимальной компоновки физических систем как комбинаторнойЛЧР-задачи.'.

1.2 Инженерно-технологическая постановка задачи оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки химических производств. 2G

1.3 Краткая характеристика современных методов; и алгоритмов оптимального размещения объектов.

1.4 Краткая характеристика современных методов; ш алгоритмов оптимальной трассировки;.:.

1.5 Выводы.;.

2 РАЗРАБОТКА; ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ДЕКОМПОЗИЦИИОННО-ЭВРИСТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ОПТИМАЛЬНОЙ РЕСУРСОЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЙ КОМПОНОВКИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ.:.;„.

2.1 Обоснование выбора вида целевой; функции для оценки оптимальности компоновки химических производств.„.:.

2.2 Разработка компьютерных моделей представления инженерно-технологических знаний по рациональному размещению оборудования химических производств.

2.2.1 Разработка фреймов.

2.2.2 Разработка продукционных правил.:.

2.3 Декомпозиционно-эвристический алгоритм оптимального размещения единиц оборудования.

2.4 Редукционный топологическо-эвристический алгоритм оптимальной трассировки разветвленных сетей технологических трубопроводов.

2.5 Выводы.

3 АРХИТЕКТУРА И ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ ОПТИМАЛЬНОЙ РЕСУРСОЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЙ КОМПОНОВКИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ«СНЕМРЬА№Г».

3.1 Архитектура комплекса программ оптимальной компоновки химических производств «ChemPlant».

3.2 Программное обеспечение комплекса программ.

3.2.1 Модуль ввода параметров технологического оборудования.

3.2.2 Модуль графического изображения технологических схем.

3.2.3 Модуль оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки оборудования.

3.3 Интеллектуальное и информационное обеспечение комплекса программ.

3.3.1 База инженерно-технологических знаний о компоновке.

3.3.3 База данных параметров оборудования.

3.3.3 База данных технологических схем.

3.3.4 База исходных данных проекта компоновки.

3.4 Режимы функционирования и методика применения комплекса программ «ChemPlant».

3.5 Вычислительные эксперименты по оценке эффективности разработанных алгоритмов.

3.6 Выводы.

4 ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ «CHEMPLANT» ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ОПТИМАЛЬНОЙ РЕСУРСОЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЙ КОМПОНОВКИ УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА В КРУПНОТОННАЖНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАКА.

4.1 Инженерно-технологическая и математическая постановка задачи оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки установки.

4.2 Формирование набора эвристических правил о рациональной компоновке производства аммиака.

4.3 Разработка компьютерных моделей представления инженерно-технологических знаний по компоновке установки.

4.4 Анализ научно-обоснованных результатов оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки установки.

4.5 Выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Топологические декомпозиционно-эвристические алгоритмы и комплекс программ оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки химических производств»

Проектирование новых химических производств (ХП) включает две взаимосвязанные инженерно-технические стадии:

1) технологическое, или функциональное, проектирование [1-7];

2) конструкционное, или монтажно-техническое, проектирование [1,814].

Одной из важнейших задач конструкционного проектирования химических производств (ХП) является монтажная проработка, в результате которой решается комплексная задача оптимальной компоновки ХП, включающая задачу оптимального размещения оборудования и задачу оптимальной трассировки внутрицеховых технологических трубопроводов (ТТ), создаются чер- , тежи всех ТТ и обвязки технологического оборудования проектируемого производства [1. 7, 14]. Оптимальная компоновка ХП является важным инженерно-техническим фактором повышения ресурсоэнергоэффективности ХП, который позволяет:

1) уменьшить капитальные затраты на проектируемое производство за 1 счет снижения металлоемкости труб, сокращения протяженности и упрощения конфигурации ТТ, что дает возможность сократить число фасонных частей ТТ, а также снизить затраты на строительные конструкции;

2) сократить эксплуатационные затраты ХП на перемещение технологических потоков насосами или компрессорами;

3) повысить эффективность использования производственных площадей, а также сократить амортизационные отчисления, а также затраты на техническое обслуживание (ТО) и ремонт оборудования.

Задача оптимизации компоновки относится к классу наиболее трудоемких эвристическо-вычислительных задач математического моделирования и оптимизации химико-технологических систем (ХТС), которыми, являются ХП, поскольку для ее решения необходимо прежде всего осуществлять приобретение и переработку знаний об операциях монтажно-технологического проектирования ХП, о физико-химических и гидродинамических условиях функционирования системы ТТ, процессов и аппаратов ХП, о различных конструкционных и геометрических ограничениях, а затем уже проводить определенные вычислительные операции над данными для выбора оптимального компоновочного решения. Методы и алгоритмы поиска оптимальной компоновки ХП позволят не только сократить сроки разработки аппаратурного оформления ХТС, но также повысить показатели ресурсоэнергоэф-фективности ХП.

Основные методы решения задачи оптимальной компоновки ХП изложены в работах отечественных ученых академика Кафарова В.В. [1,13,15,16], член-корр. РАН, проф. Мешалкина В.П. [8,13,16], проф. Егорова С.Я. [17-19], проф. Зайцева И.Д. [10, 14], проф. Малыгина Е.Н. [20, 21], а также зарубежных ученых Georgiadis М.С. [22, 23], Papageorgiou L.G. [24, 25], Rotstein G.E. [22-24], Swaney R.E. [26]. Анализ работ указанных ученых показал, что в большинстве из них предложены методы решения 2-хмерной задачи оптимальной компоновки, которая не учитывает возможности размещения оборудования ХП на различных высотных отметках с использованием строительных конструкций. В работах чл.-корр. РАН, проф. Мешалкина В.П. и его учеников [8, 13, 16] основное внимание уделяется разработке эвристико-вычислительных методов оптимальной компоновки ХП, которые требуют активного диалога специалиста-проектировщика, или лица, принимающего решения (ЛПР), с ЭВМ. В этом случае качество полученного решения существенно зависит от квалификации ЛПР, его профессиональной компенентно-сти и априорных представлений о результатах компоновки.

С другой стороны, существующие эвристические методы решения задачи оптимального размещения геометрических объектов в 3-хмерном пространстве, представленные в работах отечественных и зарубежных ученых проф. Валеевой А.Ф. [27, 28], проф. Гаврилова В.Н. [29], доц. Кочетова Ю.А. [30, 31], проф. Курейчика В.М. [32, 33], проф. Мухачевой Э.А. [34, 35], проф.

Норенкова И.П. [36-38], проф. Стояна Ю.Г. [39, 40], Bortfeldt А. [41, 42], Са-gan J. [43], George J.A. [44], Gilmore P.C. [45], Lim A.[46], Lodi A.[47, 48], Martello S. [50, 51], Pisinger D.[51, 52], Saaty T. [53], Vigo D. [50, 51], позволяют получать оптимальные решения за счет более плотной компоновки, однако они не учитывают необходимые ограничения специальных предметных областей (ПрО) и в большинстве случаев не могут быть просто адаптированы к решению задачи оптимального размещения оборудования ХП.

Тесно связанная с задачей оптимального размещения единиц оборудования (ЕО) ХП задача оптимальной трассировки ТТ, а также более общая задача трассировки соединений группы объектов в трехмерном пространстве, мало освещена в научно-технической литературе, а адаптация существующих методов трассировки плоскостной задачи для 3-хмерного случая в большинстве случаев приводит к значительному возрастанию вычислительной сложности задачи.

Таким образом, задача разработки математических моделей и эвристико-вычислительных алгоритмов оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки ХП с учетом присущих ХП инженерно-технологических, физико-химических и гидродинамических ограничений, а также реализация их в виде комплекса программ, является актуальной научной и прикладной задачей, так как позволяет увеличить эффективность использования производственных площадей, а также сократить капитальные и эксплуатационные затраты ХП за счет уменьшения материалоемкости связывающих сетей ТТ и энергозатрат на перекачку технологических потоков.

Основные разделы диссертационной работы соответствуют пунктам «15. Основы развития и функционирования энергетических систем в рыночных условиях, включая проблемы энергоэффективности экономики и глобализации энергетики, энергобезопасности, энергоресурсосбережения и комплексное использование природных топлив», «28. Системный анализ, искусственный интеллект, системы распознавания образов, принятие решений при многих критериях» и «38. Научные основы экологически безопасных и ресурсосберегающих химико-технологических процессов» Плана фундаментальных научных исследований РАН на 2008-20012 годы, а также перечню, критических технологий — «Компьютерное моделирование» и «Искусственный интеллект» — и приоритетных направлений - «Информационно-телекоммуникационные системы» и «Энергосберегающие технологии», определенных «Основами политики РФ в области развития науки и технологии на период до 2010 г. и на дальнейшую перспективу».

Цель диссертационной работы — разработка математических моделей, декомпозиционных топологическо-эвристических алгоритмов, комплекса программ оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки химических производств с учетом инженерно-технологических, физико-химических и г гидродинамических ограничений предметной области.

Для достижения указанной цели потребовалось сформулировать и ре- , шить следующие основные научные задачи:

1) разработка декомпозиционно-эвристического алгоритма оптимального размещения ЕО в 3-мерном пространстве, учитывающего инженерно-технологические и физико-химические ограничения на компоновку ХП, позволяющего получить конструкционно-рациональные решения с учетом технологических особенностей и требований безопасности;

2) создание моделей представления знаний об инженерно-технологических ограничениях компоновки ХП;

3) разработка топологическо-эвристического алгоритма оптимальной трассировки разветвленных связывающих сетей ТТ с использованием мета-эвристики муравьиных колоний, моделирующей разумное поведение насекомых;

4) разработка метода минимизации размерности исходной топологической модели геометрического пространства в виде редуктивного обобщенного гипотетического конструкционного графа (ОГКГ) нерегулярной структуры, используемого в алгоритме оптимальной трассировки ТТ;

5) разработка архитектуры и режимов функционирования прикладного программно-информационного обеспечения на основе предложенных моделей и алгоритмов компоновки ХП;

6) оценка эффективности разработанных топологических и декомпозиционно-эвристических алгоритмов при решении тестовых задач размещения и трассировки в 2- и 3-хмерном пространстве.

Методы исследования в диссертации: методы системного анализа, комбинаторики и теории дискретной оптимизации, теории графов, стандартные схемы метаэвристических методов. При разработке комплекса программ использовались принципы модульного и объектно-ориентированного программирования.

Основные положения, выносимые на защиту.

1) инженерно-технологическая и математическая постановка задачи оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки ХП как эвристико-вычислительной задачи поиска компоновочного решения по минимуму приведенных затрат, которому соответствуют оптимальные показатели материа-ло-, ресурсо- и энергоемкости данного ХП;

2) компьютерные модели представления знаний в области компоновки ХП, отображающих монтажно-технологические, физико-химические и гидродинамические ограничения;

3) декомпозиционно-эвристический алгоритм оптимального размещения ЕО, позволяющий получать оптимальные решения по назначению месторасположения ЕО, обеспечивающие минимум приведенных затрат (капитальных и эксплуатационных);

4) редукционный топологическо-эвристический алгоритм оптимальной трассировки разветвленных сетей ТТ с использованием метаэвристики муравьиных колоний, осуществляющий поиск конфигурации трасс ТТ на топологической модели пространства в виде редукционного ОГКГ нерегулярной структуры;

5) архитектура и режимы функционирования комплекса программ «ChemPlant», реализующего предложенные математические модели и алгоритмы оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки ХП;

6) результаты вычислительных экспериментов по оценке эффективности разработанных топологических и эвристико-вычислительных алгоритмов оптимального размещения и трассировки;

7) результаты оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки установки получения синтез-газа крупнотоннажного производства аммиака.

Обоснованность научных результатов, полученных в диссертационной работе, базируется на использовании апробированных научных положений и методов исследования, корректном применении методов теории графов и теории искусственного интеллекта, согласованности новых результатов с известными теоретическими положениями.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается проведенными многочисленными численными экспериментами, результаты которых позволяют сделать вывод об адекватности разработанных математических моделей и работоспособности созданных алгоритмов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1) сформулирована инженерно-технологическая постановка задачи оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки ХП. Классифицированы требования к математической постановке задачи оптимальной компоновки в виде знаний по теории процессов и аппаратов химической технологии, об инженерно-технологических, физико-химических и гидродинамических ограничениях при поиске рациональной компоновки ХП, которые сформулированы в виде фреймов как семантико-фактографических моделях;

2) разработан декомпозиционно-эвристический алгоритм оптимального размещения ЕО в 3-хмерном пространстве, отличающийся использованием набора эвристических правил инженерно-технических, физико-химических и гидродинамических ограничений компоновки ХП и модифицированного генетического алгоритма для поиска оптимальной последовательности размещения ЕО с учетом их высотного расположения, что позволяет получать оптимальные монтажно-технические компоновочные решения по минимуму капитальных и эксплуатационных затрат Разработанный алгоритм может быть использован для решения как 2-х, так и 3-хмерной задачи оптимального размещения;

3) предложен быстродействующий редукционный топологическо-эвристический алгоритм оптимальной трассировки 3-хмерных разветвленных сетей ТТ, отличающийся использованием автоматизированных процедур построения топологической модели пространства в виде редукционного ОКГК нерегулярной структуры и остовных деревьев Штейнера с применением муравьиных алгоритмов, имитирующих целенаправленное поведение колоний насекомых, что позволяет осуществлять поиск оптимальной конфигурации трасс ТТ по минимуму приведенных затрат Разработанный алгоритм позволяет осуществлять трассировку в 2-х и 3-хмерном пространстве;

4) обоснована эффективность разработанного декомпозиционно-эвристического алгоритма размещения ЕО по сравнению с известным алгоритмом сужающихся окружностей [39] при решении задачи компоновки абстрактных геометрических объектов по критерию плотности упаковки;

5) разработаны архитектура и режимы функционирования комплекса программ «ChemPlant», реализующего предложенные модели и алгоритмы компоновки ХП;

Научная значимость работы. Разработанные в диссертации математические модели и алгоритмы вносят определенный вклад в развитие теории оптимальной компоновки сложных 3-хмерных технологических систем, которыми являются в том числе химические предприятия и теплоэнергетические установки, а также в развитие эвристико-вычислительных методов решения задач оптимального раскроя материалов, оптимальной упаковки грузов в контейнеры, оптимальной компоновки блоков и элементов радиоэлектронной аппаратуры и трассировки печатных плат, а также задач оптимальной прокладки сложных инженерных коммуникаций, включая прокладку магистральных трубопроводов.

Практическая значимость работы.

1) с использованием предложенного декомпозиционно-эвристического и топологическо-эвристического алгоритмов разработан комплекс программ «ChemPlant» оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки промышленных производств, реализованного с применением средств объектно-ориентированного программирования на языке программирования С++, позволяющего сократить время принятия оптимальных проектных решений и повысить показатели ресурсоэнергоэффективности проектируемых предприятий;

2) с использованием разработанных алгоритмов и комплекса программ получены оптимальные ресурсоэнергоэффективные компоновочные решения для установки получения синтез-газа в крупнотоннажном производстве аммиака, для производства сульфата аммония, а также для объектов теплоэнергетики, в том числе промышленной водогрейной котельной;

3) разработанный декомпозиционно-эвристический алгоритм оптимального размещения универсален и может быть использован для решения практических задач оптимального раскроя материалов, оптимальной упаковки грузов в контейнерах, оптимального размещения грузов на складе, оптимального размещения элементов на печатных платах и оптимальной компоновки блоков РЭА и т.д.;

4) разработанный редукционный топологическо-эвристический оптимальной трассировки ТТ может найти применение при решении задач оптимальной трассировки соединений проводников сверхбольших интегральных схем (СБИС), используемых в современной вычислительных комплексах, печатных плат устройств электроники, поиска оптимального маршрута в системах навигации, прокладки инженерных коммуникаций, линий связи и пр.

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы реализованы в виде комплекса программ «ChemPlant», с помощью которого решена задача оптимальной компоновки в крупнотоннажном производстве аммиака на предприятии по производству минеральных удобрений ОАО «Дорогобуж». Комплекс программ «ChemPlant» может быть использован в проектных и инженерно-конструкторских организациях перерабатывающих отраслей промышленности, радиоэлектроники, приборо- и машиностроения.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации неоднократно докладывались и обсуждались на III, IV и V Межрегиональной научно-технической конференции "Информационные технологии, энергетика и экономика", Смоленск, 2006-2008; на XIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», Москва, 2007; на XIX и XX Международной научной конференция «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ», Воронеж, 2006, Ярославль, 2007, 4-ой Международной научно-практической конференции «Логистика и экономика ресурсосбережения и энергосбережения в промышленности» («ЛЭРЭП-4-2009»), Самара, 2009, а также на научных семинарах в РХТУ им. Д.И.Менделеева.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 20 публикациях, в том числе в 4 статьях в изданиях перечня ВАК.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Образцов, Андрей Александрович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Сформулирована инженерно-технологическая постановка задачи оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки ХП. Классифицированы и формализованы различные виды смысловых ограничений предметной области необходимые для математической постановки задачи оптимальной компоновки в виде знаний по теории процессов и аппаратов химической технологии, по инженерно-технологическим, физико-химическим и гидродинамическим ограничениям при поиске рациональной компоновки ХП, которые отображаются в виде различных классов фреймов. Проанализированы существующие методы решения задачи оптимальной компоновки.

2. Разработан декомпозиционно-эвристический алгоритм* размещения ЕО химических производств в 3-хмерном пространстве, отличающийся использованием набора эвристических правил, отображающих инженерно-технологические, физико-химические и гидродинамические ограничения компоновки ХП в 3-хмерном пространстве и адаптированных процедур ГА для поиска оптимальной последовательности размещения объектов с учетом их высотного размещения, что позволяет получать оптимальные ресурсо-энергоэффективные компоновочные решения по минимуму приведенных затрат на размещение ЕО.

3. Разработан быстродействующий редукционный топологическо-эвристический алгоритм оптимальной трассировки 3-хмерных разветвленных сетей ТТ, отличающийся использованием автоматизированных процедур построения топологической модели пространства в виде редуцированного ОКГК нерегулярной структуры, генерации остовных деревьев Штейнера с применением муравьиных алгоритмов, имитирующих целенаправленное поведение колоний насекомых, для выбора направлений прокладки трасс в ОГКГ нерегулярной структуры, что позволяет осуществлять поиск оптимальной конфигурации трасс технологических трубопроводов по минимуму приведенных затрат с высоким быстродействием процедур поиска.

4. Проведены многочисленные вычислительные эксперименты по сравнению эффективности разработанного декомпозиционно-эвристического алгоритма оптимального размещения ЕО и известного алгоритма сужающихся окружностей при компоновке абстрактных геометрических объектов, показывающие большую эффективность предложенного декомпозиционно-эвристического алгоритма по критерию минимума объема компоновки.

5. Разработан комплекс программ оптимальной компоновки ХП «ChemPlant», реализованный на языке программирования С++ с использованием средств визуального программирования Visual Studio 2005 в среде Windows и реализующий предложенные математические модели, топологические декомпозиционно-эвристические алгоритмы компоновки химических производств.

6. Разработанные топологические декомпозиционно-эвристические алгоритмы могут быть использованы для решения задач получения ресурсо-энергоэффективных компоновок сложных инженерных объектов, в том числе химических предприятий, а также для решения задач оптимального раскроя материалов, оптимальной упаковки грузов в контейнеры, оптимальной компоновки блоков и элементов РЭА, трассировки сложных печатных плат и СБИС, используемых в современной вычислительной технике, а также задач оптимальной прокладки инженерных коммуникаций.

7. С использованием разработанных топологических декомпозиционно-эвристических алгоритмов и комплекса программ «ChemPlant» получены оптимальные компоновочные решения для установки получения синтез-газа в крупнотоннажном производстве аммиака на ОАО «Дорогобуж», производства сульфата аммония, а также для ряда объектов топливно-энергетического комплекса, в том числе и для промышленной водогрейной котельной.

По мнению соискателя, настоящая диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой получена совокупность научно-обоснованных технических разработок по созданию топологических декомпозиционно-эвристических алгоритмов, а также архитектуры и режимов функционирования комплекса программ оптимальной ресурсоэнергоэффективной компоновки сложных технических систем, имеющих существенное значение для повышения эффективности экономики страны. * *

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить свою глубокую благодарность научным руководителям — члену-корреспонденту РАН, профессору, д.т.н. Мешалкину Валерию Павловичу и профессору, д.т.н. Панченко Сергею Васильевичу за постоянное внимание, научно-методические консультации и поддержку.

Автор признателен профессорам кафедры Логистики и экономической информатики РХТУ им. Д.И. Менделеева и кафедры физики Смоленского филиала МЭИ (ТУ), а также зав. кафедрой менеджмента и информационных технологий в экономике Смоленского филиала МЭИ (ТУ) — профессору Дли Максиму Иосифовичу за оказанную методическую помощь и поддержку при подготовке диссертации к защите.

Особую благодарность автор выражает инженерно-техническим работникам ОАО «Дорогобуж» за предоставленную техническую информацию и полезные советы при разработке комплекса программ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Образцов, Андрей Александрович, 2009 год

1. Кафаров, В.В. Основы автоматизированного проектирования химических производств / В.В. Кафаров, В.Н. Ветохин. — М.: Наука, 1987. -— 623 с.

2. Комиссаров, Ю.А. Основы конструирования и проектирования промышленных аппаратов / Ю.А. Комиссаров, Л.С. Гордеев, Д.П. Вент. — М.: Химия, 1997. —368 с.

3. Альперт, JI.3. Основы проектирования химических установок: учебное пособие / Л.З.Альперт. — М.: Высшая школа, 1989. — 304 с.

4. Кафаров, В.В. Анализ и синтез химико-технологических систем / В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин. -М.: Химия, 1991. -431 с.

5. Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств: учеб. пособие для вузов / В.В. Кафаров. — М.: Высш. шк., 1991. —399 с.

6. Веригин, А.Н. Химико-технологические агрегаты. Системный анализ при проектировании / А.Н.Веригин, С.А.Малютин, Е.Ю. Шашихин. — СПб: Химия, 1996. —256 с.

7. Кафаров, В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В.В. Кафаров. —М.: Химия, 1985. — 448 с.

8. Мешалкин, В.П. Экспертные системы в химической технологии /В.П. Мешалкин. — М.: Химия, 1995. — 368 с.

9. Автоматизированное проектирование генеральных планов промышленных предприятий / В. Г. Вайнер, С. Б. Губницкий, И. Д. Зайцев, Л. И1 За-левская; под ред. И. Д. Зайцева. — Киев: Буд1вельник, 1986. — 111 с.

10. Дворецкий, С.И. Основы проектирования химических производств: Учеб. пособие / С.И. Дворецкий, Г.С. Кормильцин, В.Ф. Калинин. — М.: Издательство "Машиностроение-Iм, — 2005. — 280 с.

11. Карпушкин, С.В. Выбор аппаратурного оформления многоассортиментных химических производств / С.В. Карпушкин. — М.: Издательство Машиностроение-1, 2006. — 140 с.

12. Кафаров, В.В. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов / В.П. Мешалкин, В.В: Кафаров. — М.: Химия, 1991. —279 с.

13. Зайцев, И.Д. Теория и методы автоматизированного проектирования химических производств: Структурные основы / И.Д. Зайцев. — Киев: Наук, думка, 1981.

14. Кафаров, В.В. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств /В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин, B.JL Пе-ров. — М.: Химия. — 1979. — 320 с.

15. Кафаров, В.В. Эвристический маршрутно-реверсный алгоритм оптимальной трассировки трубопроводов химико-технологических систем /В.В. Кафаров, В.И. Мешалкин, Б.И. Финкелыптейн // Теоретические основы химической технологии, Том 25, №3, 1991. — с. 416 421.

16. Егоров, С.Я. Автоматизация компоновки оборудования в цехах ангарного типа. Часть 1 / С.Я. Егоров, В.А. Немтинов, М.С. Громов // Химическая промышленность, №8, 2003. — с. 21-28.

17. Егоров, С.Я. Автоматизация компоновки оборудования в цехах ангарного типа. Часть 2. Трассировка технологических трубопроводов / С.Я. Егоров, В.А. Немтинов, С.П. Майоров // Химическая промышленность, 2003, №8. — С. 29-34.

18. Егоров, С.Я. Методология построения автоматизированной информационной системы принятия проектных решений по компоновке промышленных объектов: дис. доктора техн. наук: 05.25.05, Томск, 2008. 371 с.

19. Малыгин, Е.Н. Методика решения задачи компоновки в цехах ангарного типа / Е.Н. Малыгин, С.Я. Егоров, М.С.Громов // Химическая промышленность сегодня. — 2006. — № 6. — С. 46 — 55.

20. Малыгин, Е.Н. Постановка задачи компоновки оборудования ХТС в цехах ангарного типа / Е.Н. Малыгин, С.Я. Егоров, М.С. Громов // Химическая промышленность сегодня. — 2006. — №7. — С. 50-56.

21. Georgiadis, М.С. Optimal Layout Design in Multipurpose Batch Plants / M.C. Georgiadis, G.E. Rotstein, S. Macchietto // Industrial & Engineering Chemical Research, 1997, 36 (11), pp 4852^1863

22. Georgiadis, M.C. A general mathematical programming approach for process plant layout / M.C. Georgiadis, G. Schilling, G.E. Rotstein, S. Macchietto. // Computers & Chemical Engineering, Volume 23, Issue 7, 1 July 1999, Pages 823-840

23. Papageorgiou, L.G. Continuous-Domain Mathematical Models for Optimal Process Plant Layout / L.G. Papageorgiou, G.E. Rotstein // Industrial & Engineering Chemical Research, 1998, 37 (9), pp 3631-3639

24. Xu, G. A Construction-Based Approach to Process Plant Layout Using Mixed-Integer Optimization / G. Xu and L.G. Papageorgiou // Industrial & Engineering Chemical Research, 2007, 46 (1), pp 351-358

25. Swaney, R.E. Optimization of process plant layout with pipe routing / R. Guirardello, R.E. Swaney // Computers & Chemical Engineering, Volume 30, Issue 1, 15 November 2005, Pages 99-114

26. Валеева, А.Ф. Применение конструктивных эвристик в задачах раскроя-упаковки / А.Ф. Валеева // Приложение к журналу «Информационные технологии» №11, 2006 г

27. Кочетов, Ю.А. Вероятностный поиск с запретами для задач упаковки в контейнеры / Ю.А. Кочетов, А.Р. Усманова // Труды Байкальской международной конференции, Иркутск, 2001, т. 6. — С. 22-26.

28. Мухачева, Э.А. Генетический алгоритм блочной-структуры-в задачах двумерной упаковки / Э.А. Мухачева, А.С. Мухачева, А.В. Чиглинцев // Информационные технологии! 1999. №11. С. 13-18.

29. Мухачева, Э.А. Метод перестройки для решения задачи прямоугольной упаковки / Э.А. Мухачева, А.С. Мухачева // Информационные технологии. 2000 №4. С. 30-36.

30. Норенков, И.П. Генетические алгоритмы комбинирования эвристик в задачах дискретной оптимизации / И.П. Норенков, О.Т. Косачевский'// Информационные технологии, №2, 1999.

31. Корячко, В. П. Теоретические основы САПР: учебник для вузов / В.П. Корячко, В.М. Курейчик, И.П. Норенков. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 400 с.

32. Системы автоматизированного проектирования. В 9 кн. Кн.4. Математические модели объектов проектирования / В.А. Трудоношин, Н:В. Пиво-варова; под ред. И.П. Норенкова. — М.: Высшая школа, 1986.

33. Стоян, Ю.Г. Решение некоторых многоэкстремальных задач методом сужающихся окрестностей / Ю.Г.Стоян, В.З.Соколовский. — Киев: Наук, думка, 1980. —208 с.

34. Стоян, Ю.Г. Математические модели и оптимизационные методы геометрического проектирования / Ю.Г. Стоян, С.В.Яковлев. — Киев: Наук, думка, 1986. — 268 с.

35. Bortfeldt, A. Applying Tabu Search to Container Loading Problems / A.Bortfeldt, H. Gehring // Operations Research Proceedings, 1997. — pp. 533538.

36. A. Bortfeldt, H. Gehring. A Genetic Algorithm for Solving the Container Loading Problem. Accepted for International Transactions in Operational Research 1997.

37. Szykman, S. Constrained Three Dimensional Component Layout Using Simulated Annealing / S. Szykman, J.Cagan // ASME Journal of Mechanical Design. Vol.119,No. 1, 1997. —P.28-35.

38. George, J.A. A heuristic for packing boxes into a container / J.A.George, D.F.Robinson // Computers and Operations Research, №7, 1980, pp. 147-156.

39. Gilmore, P.C. Multistage cutting stock problems of two and more dimensions / P.C.Gilmore, R.E.Gomory // Operations Research, №13, 1965. — pp 94120.

40. Lim, A. A New Method For The Three Dimensional Container Packing Problem / A. Lim, Wang Ying // IJCAI, 2001. — p. 342-350.

41. Lodi, A. Heuristic Algorithms for the Three-Dimensional Bin Packing Problem / A. Lodi, S. Martello, D. Vigo // European Journal of Operational Research Vol. 141, N. 2, 2002. pp 410-420.

42. Lodi, A. TSpack: A Unified Tabu Search Code for Multi-Dimensional Bin Packing Problems / A. Lodi, S. Martello, D. Vigo // Technical Report OR/02/3, D.E.I.S. — University of Bologna, 2002.

43. Lodi, A. On d-threshold graphs and d-dimensional bin packing / A.Lodi, A. Caprara, R. Rizzi. // Networks, №44 (4), 2004. p. 266-280

44. Martello, S. Algorithms for general and robot-packable variants of the three-dimensional bin packing problem / S. Martello, D. Pisinger, D. Vigo, Edgar den Boef, and Jan Korst. // ACM Transactions on Mathematical Software, №33, 2007

45. Martello, S. The three-dimensional bin packing problem / S. Martello, D. Pisinger, D. Vigo // Operations Research, 2000. — Vol. 48. — P. 256-267.

46. Pisinger, D. Heuristics for the container loading problem / D. Pisinger // European Journal of Operations Research, 141, 2002, pp. 382-392.

47. Саати, Т. Целочисленные методы оптимизации и связанные с ними5экстремальные проблемы / Т. Саати; пер. с англ. В.Н.Веселова. — М.: Мир, 1973. —302 с.

48. Громов, М.С. Автоматизированная информационная система компоIновки оборудования промышленных производств в цехах ангарного типа: диссертация: дис. канд. техн. наук: 05.25.05, Томск, 2006. 195 с. РГБ ОД, 61 06-5/3081.

49. Легких, С. А. Автоматизация компоновки и размещения оборудования при технологической подготовке производства швейных изделий: дис. канд. техн. наук: 05.13.12, Омск, 2006. 196 с.

50. Сороколетов, П. В. Разработка и исследование композитных алгоритмов компоновки блоков ЭВА: дис. канд. техн. наук: 05.13.12, Таганрог, 2004. 179 с.

51. Ищенко, С. Н. Разработка и исследование генетических алгоритмов решения задач компоновки элементов и трассировки СБИС: дис. канд. техн. наук: 05.13.12, Ростов-на-Дону, 2006

52. Зудин, С. В. Анализ и разработка методов автоматизированного размещения компонентов электронных схем: дис. канд. техн. наук: 05.13.12 / С.-Пб, 2006. 135 с

53. Гэри, М. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи / М. Гэри, Д1 Джонсон. — М!.: Мир, 1982. — 416с.

54. Штейн, М.Е. Методы машинного проектирования цифровой аппаратуры / М.Е. Штейн, Б.Е. Штейн. — М.: Сов. радио, 1973. — 296 с.

55. Деньдобренко, Б.Н. Автоматизация конструирования РЭА: Учебник для вузов / Б.Н. Деньдобренко, А.С. Малика. — М-.: Высш. школа, 1980. — 202 с.

56. Turton, R. Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes / R.Turton, R.C.Bailie, W.B.Whiting and J.A.Shaeiwitz. Prentice Hall, 2002. — 987 P

57. Грешилob, А.А. Прикладные задачи математического программирования: учебное пособие / А.А. Грешилов. — М.: Логос. — 2006. — 288 с.

58. Романовский, И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач / И.В. Романовский. М.: Наука, 1997. — 352 с.

59. Bischoff, Е.Е. A comparative evaluation of heuristic for container loading / E.E. Bischoff, M.D.Marriott // European Journal of Operational Research, №44, pp.267-276, 1990.

60. Gehring, M. A computer-based heuristic for packing pooled shipment containers / M.Gehring, K.Menscher, M.Meyer // European Journal of Operational Research, №44, 1990. — p.277-288.

61. Филиппова, А.С. Моделирование эволюционных алгоритмов решения задач прямоугольной упаковке на базе технологии блочных структур / А.С.Филиппова // Прил. к журн. "Информационные технологии" №6, 2006. М., 2006. —32 с.

62. Сурначев, М. Ю. Эволюционные алгоритмы на базе блочных технологий для решения задач упаковки контейнера: Дис. канд. техн. наук: 05.13.18, Уфа, 2005 97 с.

63. Ермаченко, А.И. Модели и методы решения задач прямоугольного раскроя и упаковки на базе метаэвристики «Поиск с запретами»: Дис. канд. техн. наук: 05.13.18 Уфа, 2004 95 с.

64. Ротштейн, А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети / А.П. Ротштейн. — Винница: УНИВЕРСУМ-Винница, 1999. — 320 с.

65. Назаров, А.В. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования и оптимизации систем / А.В. Назаров, А.И. Лоскутов. — СПб.: Наука и Техника, 2003. — 384 с.

66. Курейчик, В.В. Генетические алгоритмы / Л.А Гладков, В.В. Курейчик, В.М. Курейчик; под ред. В.М.Курейчика. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Физматлит, 2006. - 320 с.

67. Whitley, D. A Genetic Algorithm Tutorial / D. Whitley // Statistics and Computing, №4, 1994. — pp. 65-85.

68. Mitchel, M. An Introduction to Genetic Algorithms / M. Mitchel. — MIT Press, Cambridge, MA, 1998. — 209 p.

69. Goodman, E. D. A Genetic Algorithm Approach to Compaction, Bin Packing, and Nesting Problems / E.D.Goodman, A.Y.Tetelbaum, V.M. Kureichik // Technical Report # 940702, Michigan State University, 1994.

70. Rutenbar, R.A. Simulated annealing algorithms: An overview / R.A.Rutenbar // IEEE Circuits and Devices Magazine, №1, 1989, pp. 19-26.

71. Уоссермен, Ф. Нейрокомпьютерная техника / Ф. Уоссермен // Теория и практика. М.: Мир, 1992

72. Минаков, И.А. Сравнительный анализ некоторых методов случайного поиска и оптимизации / И.А.Минаков. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, № 2, 1999. — С. 286-293.

73. Сорокопуд, В.А. Автоматизированное конструирование микроэлектронных блоков с помощью малых ЭВМ / В.А. Сорокопуд. — М.: Радио и связь. — 1988. —128 с.

74. Курейчик, В.М. Поисковая адаптация: теория и практика / В.М. Ку-рейчик, Б.К. Лебедев, О.Б. Лебедев. — М.: ФИЗМАТЛИТ. — 2006. — 272 с.

75. Автоматизация проектирования БИС. В 6 кн.: практическое пособие. Кн.4. Топологическое проектирование нерегулярных БИС / Г.Г. Казеннов, В.М. Щемелинин; под ред. Г.Г. Казеннова. — М.: Высшая школа, 1990 — 110 с.

76. Морозов, К.К. Автоматизированное проектирование конструкций радиоэлектронной аппаратуры / К.К. Морозов, В.Г. Одиноков, В.М. Курейчик. — М.: Радио и связь, 1983. — 280 с. ,

77. Fitch, R. 3D rectilinear motion planning with minimum bend paths / R. Fitch, Z. Butler, D. Rus // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2001. vol.3. — pp. 1491-1498.

78. Бердичевский, Л.Д. Автоматизированное проектирование судовых кабельных сетей / Л.Д. Бердичевский, В.А. Марченко. — Л.: Судостроение, 1978. —214 с.

79. Kim, D.G. Industrial plant pipe-route optimisation with genetic algorithms / D.G. Kim, D.W. Corne, P. Ross // Proceedings of the 4th International Conference on Parallel Problem Solving from Nature, 1996. — pp 1012-1021.

80. Берн, М.У. Поиск кратчайших сетей / М.У. Берн, Р.Л. Грэм // В мире науки, 1989, № 3, с.64-70.

81. Davidson, J. W. Adaptive Learning in the Design of Pipe Network Layout Geometry / Jim W. Davidson and Ian C. Goulter // Complexity International, Volume 02, 1995.

82. Рыженко, H.B. Задача построения дерева Штейнера для этапа глобальной трассировки / Н.В. Рыженко // Сб. научно-технических трудов "Высокопроизводительные1 вычислительныесистемы и микропроцессоры''. М.: MMBG РАН, №4, 2003. - С.96-105;

83. Kahng, А.В. On Optimal Interconnections for VLSI // A.B. Kahng, G.Robins. — Springer, 1994.

84. Hwang, F.K. On Steiner minimal trees with rectilinear distance / F.K.Hwang // SIAM Journal of applied mathematics, №30. 1976. — pp. 104-114.

85. Han an, M; On Steiner's problem with rectilinear distance / Mi Hanan // SIAM Journal of applied mathematics, №14(2). 1966. —pp.255-265.

86. Mandoiu, I.I. A new heuristic for rectilinear Steiner trees / I.I. Mandoiu, V.V. Vazirani, J.L. Ganley // IEEE/ACM international conference on Computer-aided design, 1999, p.l 57-162.

87. Ganley, J.L. Computing optimal rectilinear Steiner trees: A survey and experimental evaluation / J.L. Ganley // Discrete Applied Mathematics, №89, 1999, pp. 161-171.

88. Das, S. An Ant Colony Approach for the Steiner Tree Problem / S. Das, S.V. Gosavi, W.H. Hsu, S.A. Vaze // In Proc. of Genetic and Evolutionary Computing Conference, New York City, 2002.

89. Colorni, A. Distributed Optimization by Ant Colonies / A. Colorni, M. Dorigo and Y. Maniezzo // Proceedings of the First European Conference on Artificial Life, FJ. Varela and P. Bourgine (Eds.), MIT Press, Cambridge, MA, 1992. pp. 134-142.

90. Dorigo, M. The Ant System: Optimization by a colony of cooperating agents / M. Dorigo, V. Maniezzo, A. Colorni // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics Part B: Cybernetics, Vol.26, No.l, 1996, pp.29-41.

91. Dorigo, M. Ant Colony Systems: A Cooperative Learning Approach to the Traveling Salesman Problem / M. Dorigo, L.M. Gambardella // IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 1(1), 1997. — pp.53-66.

92. Yu Hu. ACO-Steiner: Ant Colony Optimization Based Rectilinear Steiner Minimal Tree Algorithm / Yu Hu, Tong Jing, Xian-Long Hong, Zhe Feng, Xiao-Dong Hu, and Gui-Ying Yan // Journal of Computer Science & Technology, 2006, 21(1), pp. 147-152.

93. Dijkstra, E. W. A note on two problems in connection with graphs / E.W. Dijkstra. //Numerische Mathematik, 1, 269-271. 1959.

94. Седжвик P. Фундаментальные алгоритмы на С++. Алгоритмы на графах: Пер. с англ. / Роберт Седжвик. — СПб: ООО «ДиаСофтЮП», 2002. — 496 с.

95. Кристофидес, Н. Теория графов. Алгоритмический подход: Пер. с англ. / Н. Кристофидес. — М.:Мир, 1978. — 432 с.

96. Асанов, М.О. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы / М.О. Асанов, В.А. Баранский, В.В. Расин. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. — 288 с.

97. Sneyers, J. Dijkstra's algorithm with Fibonacci heaps: An executable description in CHR / J. Sneyers, T. Schrijvers, B. Demoen. // 20th Workshop on Logic Programming (WLP'06), Vienna, Austria, pp 182-191, February 2006.

98. Cherkassky, B.V. Shortest Paths Algorithms: Theory and Experimental Evaluation / B.V. Cherkassky, A.V. Goldberg, T. Radzik. // Math Programming, Vol. 73, pages 129-174,1996.

99. Wall M.: GAlib A С++ Genetic Algorithms Library, Version 2.4, Massachusetts Institute of Technology, http://lancet.mit.edu/ga (1996)

100. Грейвс, M. Проектирование баз данных на основе XML / М. Грейвс. — М.: Вильяме, 2002. — 640 с.

101. Сергеев, А.П. HTML и XML. Профессиональная работа / А.П.Сергеев. — М.: Диалектика, 2004. — 880 с.

102. Химическая технология неорганических веществ: в 2-х книгах. Кн.1 / Т.Г.Ахметов, Р.Т.Порфирьева, Л.Г.Гайсин и др.; Под ред. Т.Г.Ахметова. — М.: Высшая школа, 2002. — 688 с.

103. Общая химическая технология. В 2-х частях. 4.2. Важнейшие химические производства / И.П. Мухленов, А.Я.Авербух, Д.А.Кузнецов и др.; Под ред. И.П. Мухленова. — М.: Высшая школа, 1977. — 288 с.

104. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений / Е.Я. Мельников, В.П. Салтанова, A.M. Наумова, Ж.С. Блинова. — М.: Химия, 1983. —432 с.

105. Общая химическая технология: учеб. для техн. вузов / A.M. Куте-пов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен. — М.: Высшая школа, 1990. — 520 с.

106. Appl, М. Ammonia: principles and industrial practice / Max Appl. -New York: Wiley-VCH, 1999. 312 p.