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化工工艺设计中计算机软件设计技术的应用(设计化工方法工艺开发)

少女玫瑰心 2024-07-24 13:36:13 0

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结构化开发方法是由E和L提出的,即所谓的SASD方法,也可称之为面向功能的软件开发方法或面向数据流的软件开发方法。
Y方法是80年代使用最广泛的软件开发方法。

它首先用结构化分析(SA)对软件进行需求分析,然后用结构化设计方法进行总体设计,最后是结构化编程。
它给出了两类典型的软件结构(变换型和事务型)使软件开发的成功率大大提高。

Jackson方法是最典型的面向数据结构的软件开发方法,jackson方法方法把问题分解为可由三种基本结构形式表示的各部分的层次结构。
三种基本的结构形式就是顺序、选择和重复。
三种数据结构可以进行组合,形成复杂的结构体系。
这一方法从目标系统的输入、输出数据结构入手,导出程序框架结构,再补充其它细节,就可得到完整的程序结构图。
这一方法对输入、输出数据结构明确的中小型系统非凡有效,如商业应用中的文件表格处理。
该方法也可与其它方法结合,用于模块的具体设计。

化工工艺设计中计算机软件设计技术的应用(设计化工方法工艺开发) 软件开发
(图片来自网络侵删)

PAM是80年代末由日立公司提出的一种软件开发方法。
它的基本思想是考虑到输入、输出数据结构,指导系统的分解,在系统分析指导下逐步综合。
这一方法的具体步骤是从输入、输出数据结构导出基本处理框分析这些处理框之间的先后关系按先后关系逐步综合处理框。

直到画出整个系统的PAD图。
这一方法本质上是综合的自底向上的方法,但在逐步综合之前 已进行了有目的的分解,这个目的就是充分考虑系统的输入、输出数据结构。
方法的另一个优点是使用图。
这是一种二维树形结构图,是到目前为止最好的具体设计表示方法之一。
当然由于在输入、输出数据结构与整个系统之间同样存在着鸿沟,这一方法仍只适用于中小型问题。

产生原型化方法的原因很多,主要随着我们系统开发经验的增多,我们也发现并非所有的需求都能够预先定义,而且反复修改是不可避免的。

当然能够采用原型化方法是因为开发工具的快速发展,比如用 VB等工具,我们可以迅速的开发出一个可以让用户看的见、摸的着的系统框架。
这样对于计算机不是很熟悉的用户就可以根据这个样板提出自己的需求。

原型化开发比较适合于用户需求不清、业务理论不确定、需求经常变化的情况。
当系统规模不是很大也不太复杂时采用该方法是比较好的。

当前计算机业界最流行的几个单词就是分布式、并行和面向对象这几个术语。
由此可 以看到面向对象这个概念在当前计算机业界的地位.比如当前流行的两大面向对象技术DCOM和CORBA就是例子。
当然我们实际用到的还是面向对象的编程语言,比如C++,不可否认,面向对象技术是软件技术的一次革命,在软件开发史上具有里程碑的意义。

随着OOP向OOD和OOA的发展,最终形成面向对象的软件开发方法OMT,这是一种自下而上相结合的方法,而且它以对象建模为基础,从而不仅考虑了输入、输出数据结构,实际上也包含了所有对象的数据结构。
所以OMT彻底实现了PMA没有完全实现的目标。
不仅如此, 技术在需求分析、可维护性和可靠性这三个软件开发的要害环节和质量指标上有了实质性的突破,基本地解决了在这些方面存在的严重问题。

综上所述,面向对象系统采用了自底向上的归纳、自顶向下的分解的方法,它通过对对象模型的建立,能够真正建立基于用户的需求,而且系统的可维护性大大改善。
当前业界关于面 向对象建模的标准是UML。

其实可视化开发并不能单独的作为一种开发方法,更加贴切的说可以认为它是一种辅助工具,比如用过SYBASE的S-DESIGN的人都知道,用这个工具可以进行显示的图形化的数据库模式的建立,并可以导入到不同的数据库中去。
如使用VB和DELPHI和C++等开发工具实际上就是在使用可视化开发工具。
当然,这里所讲的可视化只体现在编程环节上,而不是在系统分析和系统设计这个高层次上用了可视化的方法。
实际上,建立系统分析和系统设计的可视化工具具有很好的应用前景,国外有很多工具都致力于这方面产品的设计,比如BUSIMESS就是一个非常好的数据库可视化分析工具。

可视化开发使我们把注重力集中在业务逻辑和业务流程上,用户界面可以用可视化工具方便 的构成。
通过操作界面元素,诸如菜单、按钮、对话框、编辑框、单选框、复选框、列表框和滚动条等,由可视开发工具自动生成应用软件。

软件生命周期模型

软件生命周期,即一个软件的功能确定、设计、开发成功、投入使用,并在使用中不断的修 改、增补和完善,直至被新的需要替代而停止使用的全过程。

软件开发人员在长期开发过程已经总结出了几种常用的软件生命周期模型。
我们可以根据项 目的特点来选择一个合适的模型,然后在此基础上再加以裁减。
这些生命周期模型是:

瀑布模型、2.快速模型、3.喷泉模型、4.渐增模型、5.演进模型。

数据库的建立

计算机应用于化工设计的第一个方面就是数据库的建立。
在工艺设计中需要用到许多化合物 的物性数据如分子量、凝固点等,这些都是最原始的数据,可以称之为一次数据。
对于这些一次数据最重要的是权威性和全面性,在年我国开发研制出了包含302种常用化合物,每个化合物有种如分子量、正常凝固点、正常沸点等项的化工物物性数据库系统。

这是我国最早 出现较权威的化合物物性数据库,为我国化工工业数据库的开发奠定了基础现在国际上关于一次数据的数据库已经有许多且分类更加细致,如SCIFINDER等都是世界比较权威的数据库,包括了大量的化合物的基础数据和化工工艺的文献资料等。
还有ASPEN PLUS物性数据子系统,它是ASPEN由公司开发的较为全面的数据库,其中包括了如纯组分数据库、电解质水溶液数据库、固体数据库等多种化工数据库,它是化工设计人员常用的数据库系统。

在热力学和动力学的计算中,常常需要做平衡常数、烩、嫡等大量物性推算工作,即根据一些基本数据模型如UNFIC等对基础数据做二次计算。

这些数据可以称之为二次数据,这些直接与设计实践经验相关联的二次数据是设计工作者的宝贵财富,其可靠性和精确程度对于工艺的技术经济指标有着重大的影响。
因此,对这些二次数据的整理、归纳、总结并编辑成计算机数据库系统成为现在化工设计部门的主要工作之一。
有没有优良的二次数据的数据库也是设计部门的水平能力的体现。
可以说建立有价值的二次数据的数据库是设计单位在市场竞技中取得成功的关键。

化工工艺流程的设计

化工工艺流程设计是工艺设计的基础,是进行系统、管道、控制、设备和公用工程系统设计的依据。
当今化工工艺流程设计追求的是技术、经济和社会性的高度统一,是一个多目标决策问题,它依靠大量的科学数据和专有技术作为设计的基础,以化工装置工业化生产经验作为工艺成果成功的重要保证,同时还需要大量化工知识的集成,当土艺流程较长,所包括的单元和物流数据较多时,设计计算的工作量是复杂且庞大的。

因此建立优秀的化工流程模型是化工设计技术的难题,也是核心所在。
我国是在1979年基于ALGOL60计算机一语言建立起了第一套命名为PFS-121化工工艺流程模型,这是我国最早的计算机化工工艺流程模拟系统,标志着我国工艺流程模拟的开始。
随着对一化工工艺流程的模拟要求更高、范围更广,不但要考虑工艺设计模拟的最优、最合理、可行性等,还要考虑到降低基本投资、降低原材料基本费用、提高工艺灵活性、加强工艺过程的安全性、改善环境影响等许多新的方向,需要将许多现实中的工艺指标变成计算机的量化表现。

这导致了前所未有的加大了化工工艺流程模拟的难度,同时也繁荣了化工软件制造行业,使得化工设计工作人员对化工工艺流程软件的研究更深。
当前化工设计软件种类繁多,比较通用的化工工艺流程模拟系统有PROLL等其中AS-PEN PLUS是由美国麻省理工学院开发的一个规模较大,流程较多的工艺模拟系统。
但由于系统庞大,对于一些较为简单的流程,其费用可能较昂贵。
另外,虽然其适用范围较广,但也不是万能的,对于一些特定的化工流程模拟不一定能够很好解决。
所以开发适合自身工艺流程的模型,提高计算机模拟的质量是化工设计人需要解决的主要问题也是培养化工设计人员设计能力的重要渠道。

化工工艺图的生成

计算机在化工工艺设计中的最后一个主要应用就是化工工艺图的生成,主要包括工艺流程图、管道仪表流程图、材料选择流程图等工艺图纸的生成,即通过人机交互方式,把工艺计算模块所处理的数据进行参数化绘图是化工设计工作者的最终目的。
目前最为广泛使用的制图软 件为公司研制AUTOCAD制图软件。

对AUTOCAD在设计中的开发已经成为各个工艺设计人员的主要课题。
但随着当前对化工工艺图纸的要求越来越高,需要设计图纸更加详细,更加直观,常常需要制作更为逼真的效果图形,为了能高效准确的绘制这种工艺图,需要按化工工艺图的要求和标准建立各种化工工艺图形数据库,对这些图形的直接调用可以大大减少化工工艺图纸的绘制时间。
许多设计软件 己经本身自带图形数据库。

目前较为常用的效果图软件是由英伟达公司开发研制的面向数据型大型工厂设计管理系统,它提供由的逻辑模型到 的实体模型直至交互式虚拟实时模型显示的整体解决方案,涵盖工厂设计的全过程,不同于以图形为核心的工厂设计系统,它是一种三维为主的设计软件。
应用PDMS这类三维图制作软件已成为当今化工工艺图发展的主流。

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