Химическая кибернетика что это

Основные процессы химических производств и химическая кибернетика

Основные процессы химических производств и химическая кибернетика – это такие производственные операции, после выполнения которых структура химического вещества полностью меняется, и в итоге получается новый продукт с другими характеристиками. Химическое строение вещества способно измениться после проведения одной или нескольких реакций.

Химические процессы являются главными компонентами множества производств органических и неорганических материалов, также занимают первую позицию в изготовлении металлов разных по цветовой гамме, цемента, стекла, бумаги, пластических масс и прочих продуктов.

Химические операции проходят через несколько этапов:

На этапе поставки реагентов в область реакции исходные компоненты контактируют друг с другом. Такой процесс достигается благодаря диффузии молекул реагирующих веществ.

После химической переработки формируется один новый продукт, иногда бывает выделение ряда побочных продуктов. Этап изготовления целевого продукта реализуется благодаря использованию операций выпаривания, абсорбции, отстаивания, кристаллизации и т. д.

Если есть надобность, то в технологию производства включается этап подготовки ресурсов, который состоит из таких действий: сушки, измельчения, очистки сырья, концентрирования и остальное.

Выполнение химических реакций, после которых производится готовый продукт, происходит при конкретных условиях: давлении, температурных показателях, активности катализатора, концентрации, интенсивности и т. д.

На данный момент существует множество видов химических процессов, все они делятся на такие группы:

Таким образом, основные процессы химических производств и химическая кибернетика являются одними из главных направлений химического производства. Их реализация зависит от множества не только химических, но и физических, биологических законов.

В ЦВК «Экспоцентр» ежегодно проводится выставка «Химия». На ней демонстрируются новые разработки и достижения отрасли, обсуждаются важные вопросы, находятся новые методы и способы развития.

Данная экспозиция является международной, поэтому на ней будут присутствовать ведущие специалисты мирового химического производства. «Экспоцентр» выполнит организацию и проведение данного мероприятия в соответствии со всеми правилами и требованиями современной выставочной деятельности.

Источник

Современному человеку сложно представить свою жизнь без предметов бытовой химии. Все, чем мы пользуемся в быту, чтобы мыть, чистить, стирать, красить и т.д., является результатом специального подбора химических элементов. Но мало, кто задумывается над тем, как получить то или иное вещество, и как это вещество влияет на наш организм. Что же на самом деле облегчает наши повседневные заботы, рассказал аспирант первого года обучения Егор Юрьев.

В прошлом году Егор окончил химико-технологический факультет по специальности \»Основные процессы химических производств и химическая кибернетика\». Еще в старших классах он решил, что свяжет свою будущую профессию с химией, недаром принимал активное участие в городских и областных олимпиадах по этому предмету. Родители выбор одобрили, и Егор стал студентом ХТФ. Будущая специальность выделялась словами \»химическая кибернетика\», что подразумевает применение программ, алгоритмов вычисления на компьютере для улучшения, оптимизации химических процессов. Позже студент Юрьев понял, это перспективная область деятельности, где есть и трудоустройство, и обширное поле для научных изысканий.

Еще на младших курсах он был участником третьего тура Всероссийской студенческой олимпиады по физической химии, проходившей в УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург) и занял второе место по дисциплине \»Физическая химия\» в третьем туре Всероссийской студенческой олимпиады по химии, проходившей в КемГУ (г. Кемерово).

Но это только часть достижений сегодняшнего аспиранта, который дважды становился участником второго тура конкурса на получение именной стипендии В. Потанина. Егор преуспел и в иностранном языке: два года подряд отстаивал честь университета в составе команды в областной олимпиаде по немецкому языку, а в 2007 году по результатам конкурса научных работ получил именную стипендию компании Schlumberger.

Серьезной научной деятельностью Егор Юрьев начал заниматься на четвертом курсе. Его сразу же привлекли к выполнению научно-исследовательской работы, посвященной моделированию процесса получения линейных алкилбензолов. Результаты не заставили себя долго ждать: с 2006 по 2008 год он принял участие в десятке научных конференций и получил не один диплом. Самые значимые из них: диплом III-й степени за доклад на VII Всероссийской научно-практической конференциях студентов и аспирантов \»Химия и химические технологии в XXI веке\» (Томск) и диплом за высокий уровень представленной работы и активное участие в конференции на IV-й Всероссийской научно-практической конференции \»Нефтегазовые и химические технологии\» (Самара).

Сейчас Егор обучается в аспирантуре. Тема его будущей диссертационной работы \»Математическое моделирование процесса дегидрирования алкадиенов фракции С9-С14 на никельсодержащих катализаторах\» весьма актуальна, поскольку в России производством линейных алкилбензолов занимается только одно предприятие, кроме того, этому процессу посвящено мало научных статей.

Как рассказал Е. Юрьев, линейные алкилбензолы являются сырьем для производства поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые позднее используются при производстве бытовой химии. В России единственная установка, занимающаяся их получением, находится в городе Кириши (Ленинградская область). Киришский нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), который входит в структуру \»Сургутнефтегаз\», был построен в 1996 году. Ранее сырье для производства ПАВ закупалось за границей. Сейчас Киришский НПЗ поставляет сырье для ПАВ на рынки России и Европы, при этом часть отечественных производителей бытовой химии по-прежнему закупают сырье за рубежом. Линейный алкилбензол является сырьем для так называемых линейных алкилбензосульфонатов. Именно эти вещества и являются поверхностно-активными агентами, которые позднее добавляются в бытовую химию.

С реализацией результатов исследований на практике есть некоторые проблемы: производственники охотно принимают рекомендации от исследователей, но применять их не спешат. Однако совсем недавно с заводом в Киришах была достигнута договоренность о запуске на установке двух параллельно работающих химических реакторов. Раньше они работали только поочередно. С середины мая на втором реакторе будет апробироваться модель, разработанная научным коллективом кафедры химической технологии топлива, в который входит Егор.

— В течение ближайших трех месяцев второй реактор будет работать параллельно основному. Это уникальный опыт, подобного в мире не делал никто. Даже компания \»Universal Oil Products\», которая является лицензиаром этой технологии, никогда не запускала два реактора одновременно. Поэтому наш эксперимент я считаю важным достижением в своей работе. Если те рекомендации и прогнозы, которые мы сделали, подтвердятся, это будет важным шагом на нашем научном пути.

Кроме того, радует, что производственники наконец-то нас услышали и пошли нам навстречу. Как рассказал Егор, влияние ПАВ на организм человека вызывает интерес в научном сообществе. В Европе ужесточен закон о качестве бытовой химии, созданной на основе продуктов из линейных алкилбензолов. К производителям бытовой химии предъявляются очень жесткие требования, в частности, биологическая разлагаемость продукта должна быть не менее 90-95%. Егор выразил надежду, что наша страна на правильном пути, и использование поверхностно-активных веществ в нашем производстве не принесет вреда здоровью.

Молодой аспирант уверен, что у химической кибернетики в России большое будущее:

— Рынок программных продуктов для химической отрасли в России в основном заполонили зарубежные продукты. Хотелось бы пробовать что-то наше. Свои разработки по программированию есть в университетах Москвы, Самары и других городов, но широкого развития эти работы пока не получили. Нашим ученым необходимо создавать альтернативу западному продукту и развивать на ее основе нашу промышленность.

Источник

Химическая кибернетика что это

Современное производство во всем мире не может существовать без оборудования и аппаратов, в которых осуществляются различные технологические процессы. Известны процессы, которые встречаются в совершенно разных отраслях технологии, например, перемешивание, фильтрование, нагрев, сушка и т.д. Эти процессы имеют одинаковую физическую и физико-химическую основу независимо от свойств взаимодействующих веществ. Поэтому методы анализа и расчетов, аппаратурное оформление также являются сходными. Специалисты, владеющие знаниями об основных процессах и аппаратах химических производств, являются востребованными на любом химическом производстве в мире. Данное направление соответствует направлению «chemical engineering», которое существует во всех технических вузах различных стран мира.

Образовательная программа позволяет подготовить специалистов для химической и смежных отраслей промышленности, а также в области энерго- и ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий. Программа обучения дает знания в различных областях, в частности, в области энерго- и ресурсосберегающих технологий, экологии, физики, нанотехнологий, математики.

Задачи программы

Выпускник сможет выполнять следующие задачи:

Область профессиональной деятельности выпускнико в

Профессиональная деятельность выпускника направлена на реализацию современных технологий в химических, нефтехимических и биотехнологических производствах.

Выпускник сможет осуществлять профессиональную деятельность на промышленных предприятиях и в научно-исследовательских организациях, занимающихся созданием, внедрением и эксплуатацией технологий в производствах основных неорганических веществ, продуктов основного и тонкого органического синтеза, полимерных материалов, продуктов переработки нефти, газа и твердого топлива, микробиологического синтеза, лекарственных препаратов и пищевых продуктов.

Стартовые должности при трудоустройстве:

Обучающиеся по данной программе станут успешными специалистами на различных предприятиях многих отраслей производства.

Источник

КИБЕРНЕТИКА

Полезное

Смотреть что такое «КИБЕРНЕТИКА» в других словарях:

КИБЕРНЕТИКА — (от греч. kybernetike [techne] – искусство управления) – наука о самоуправляющихся машинах, в частности о машинах с электронным управлением («электронный мозг»). Кибернетика получила самое широкое распространение в последней трети 20 в. и сейчас… … Философская энциклопедия

КИБЕРНЕТИКА — (древнегреч. kybernetike (techne) ‘искусство управления’) отрасль знания, суть которого была сформулирована Винером как наука ‘о связи, управлении и контроле в машинах и живых организмах. ’ в книге ‘Кибернетика, или Управление и связь в животном … История Философии: Энциклопедия

КИБЕРНЕТИКА — (от греч. kybernetike искусство управления) наука об управлении, связи и переработке информации. Основной объект исследования т. н. кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры… … Большой Энциклопедический словарь

КИБЕРНЕТИКА — КИБЕРНЕТИКА, дисциплина, посвященная изучению систем управления и коммуникации у животных, в организациях и механизмах. Термин был впервые применен в этом смысле в 1948 г. Норбертом Винером. Кибернетика проводит аналогии между процессами,… … Научно-технический энциклопедический словарь

Кибернетика — (от греч. kybernetike искусство управления) наука об управлении, связи и переработке информации. Основной объект исследования т. н. кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры… … Политология. Словарь.

кибернетика — Наука об управлении, связи и переработке информации. Основной объект исследования т. н. кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем: автоматически регуляторы в… … Справочник технического переводчика

КИБЕРНЕТИКА — [гр. kybernetike искусство управления] наука об общих закономерностях процессов управления и связи в живых организмах, машинах и обществе. Англ. cybernetics. Словарь иностранных слов. Комлев Н.Г., 2006. кибернетика (гр. kybernetike искусство… … Словарь иностранных слов русского языка

кибернетика — продажная девка империализма Словарь русских синонимов. кибернетика сущ., кол во синонимов: 2 • нейрокибернетика (1) • … Словарь синонимов

Кибернетика — [cybernetics] наука об общих принципах управления, понимаемого как организация целенаправленных действий путем переработки информации. См. Экономическая кибернетика … Экономико-математический словарь

Кибернетика — наука, занимающаяся разработкой общих принципов создания систем управления и систем автоматизации умственного труда. Основными объектами исследования являются кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной … Словарь бизнес-терминов

КИБЕРНЕТИКА — [нэ ], и, жен. Наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. | прил. кибернетический, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Источник

Искусство управления всем: что такое кибернетика и зачем она нужна

Что такое кибернетика?

Кибернетика — это междисциплинарная наука об общих закономерностях получения, хранения, преобразования и передачи информации в сложных управляющих системах, будь то машины, живые организмы или общество. Это попытка ученых создать общую математическую теорию управления сложными системами, совместить на первый взгляд несовместимое и найти общность там, где ее не может быть.

Сло­во «ки­бер­не­ти­ка» впер­вые упот­ребил Пла­то­н в диа­ло­ге «За­ко­ны» (4 в. до н. э.) для обо­зна­че­ния «принципов управ­ле­ния людь­ми». В научный оборот термин «кибернетика» ввел французский физик и математик Андре-Мари Ампер, чьим именем мы измеряем силу электрического тока. В 1834 году в своем фундаментальном труде «Опыт о философии наук, или аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний» он определил кибернетику как науку об управлении государством, которая должна обеспечить гражданам разнообразные блага.

В том виде, в каком мы понимаем его сегодня, термин «кибернетика» ввел американский математик Норберт Винер в своей книге «Кибернетика, или Управление и связь в животном и в машине», опубликованной издательством MIT Press/Wiley and Sons в 1948 году. Он создал совершенно новую область исследований и совершенно новый взгляд на мир.

Уникальность его идей в том, что он показал: животные, как и машины, могут быть включены в более обширный класс объектов, отличительной особенностью которого является наличие систем управления.

Винера называют «отцом кибернетики». Однако большой вклад в развитие науки внесли и другие ученые — английский психиатр Уильям Эшби, американский нейрофизиолог Уоррен Маккалок, английский математик Алан Тьюринг, мексиканский физиолог Артуро Розенблют, советские математики Андрей Колмогоров и Виктор Глушков и другие.

Основные принципы кибернетики

Как и в любой науке, у кибернетики есть свои законы и принципы. Основные из них — это принцип «черного ящика» и закон обратной связи.

Принцип «черного ящика» ввел английский психиатр, специалист по кибернетике и пионер в исследовании сложных систем Уильям Эшби. Этот принцип позволяет изучать поведение системы, то, как она реагирует на внешние воздействия, и в то же время абстрагироваться от ее внутреннего устройства. То есть кибернетики соглашаются с когнитивными ограничениями человека и невозможностью понять всех состояний системы, которые она может принимать прямо сейчас.

Закон обратной связи заключается в простом факте: если есть объект управления и субъект управления, то для выработки адекватных управляющих воздействий, имея информацию о состоянии объекта, субъект может принимать адекватное решение по его управлению. То есть манипулируя входными сигналами, мы можем наблюдать некий результат работы системы на выходе. При этом принципы и законы кибернетики одинаково применимы к управлению автомобилем, крупным предприятием, поведением толпы или бионическим протезом.

Одно из важнейших достижений кибернетики — разработка и широкое использование метода математического моделирования. Он позволяет проводить эксперименты не с реальными физическими моделями изучаемых объектов, а с их математическим описанием в виде компьютерных программ.

Сферы кибернетики

Хоть и считается, что как наука кибернетика сегодня предана забвению, она успела породить много направлений:

Искусственный интеллект

Как отдельное направление исследований искусственный интеллект (ИИ) возник в середине XX века, в попытке понять организацию работы мозга с помощью математических методов.

Искусственный интеллект определяют как научное направление, в рамках которого ставятся и решаются задачи аппаратного или программного моделирования интеллектуальных видов человеческой деятельности. Кроме этого под ИИ понимают свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека.

Решения на основе искусственного интеллекта сегодня внедряются во все сферы нашей жизни: медицина, образование, политика, сельское хозяйство, банки, безопасность и другие.

Другая сфера, которая тесно связана с ИИ — робототехника.

Медицинская кибернетика

Медицинская кибернетика — это междисциплинарное научное направление, связанное с использованием идей, методов и технических средств кибернетики в медицине и здравоохранении. Медицина стала одной из тех сфер, наряду с робототехникой и компьютерными технологиями, где кибернетика получила большое распространение.

Врачи-кибернетики работают в тесном содружестве с врачами-клиницистами (терапевтами, хирургами, реаниматологами, неврологами, реабилитологами и так далее), физиологами, биохимиками, математиками, инженерами и другими специалистами.

В России как специальность высшего медицинского образования появилась в 1974 году.

Чем занимается медицинская кибернетика:

Кибернетическая биология

Кибернетическая биология изучает кибернетические системы в биологических организмах с упором на то, как животные адаптируются к окружающей среде и как информация в форме генов передается от поколения к поколению.

Основные направления кибернетической биологии:

Инженерная кибернетика

Инженерная кибернетика — междисциплинарное исследование и автоматическое управление техническими динамическими системами, такими как роботы, самолеты, морские суда, автомобильные системы и технологические установки.

Одно из направлений — разработка и создание автоматических устройств: технологических, измерительных (различные датчики, регистраторы, измерительные комплексы) и информационных.

Спортивная кибернетика

Спортивная кибернетика — научный подход к мониторингу физиологии игроков, оценки их психологического состояния, а также к изучению и разработке стратегии и тактики игр для командных видов спорта.

Одним из первых математические методы и принципы кибернетики в спорте применил кандидат биологических наук, доцент Валентин Петровский, преподаватель кафедры легкой атлетики Киевского физкультурного института и тренер-новатор. В 1960 годах Петровский рассчитал математическую модель тренировок для спортсмена Валерия Борзова, который стал чемпионом мира по легкой атлетике.

В 1975 году киевское «Динамо» выиграла у мюнхенской «Баварии» Суперкубок Европы по футболу со счетом 3:0. Это произошло благодаря работе тренера Валерия Лобановского, футбольного статиста Анатолия Зеленцова и футболиста и тренера Олега Базилевича. Они создали первый в мире постоянно действующий научный центр при команде «Динамо» в Киеве. Там разработали уникальные программы и методики моделирования учебно-тренировочного процесса, контроля и анализа соревновательной деятельности, моделирования стратегии и тактики игр. Сегодня работу профессиональных спортсменов различных спортивных направлений сложно представить без компьютерных технологий и математических методов анализа.

В 2017 году в России была создана Ассоциация компьютерных наук в спорте, объединившая ученых, в том числе математиков, физиологов, психологов, биомехаников, а также ИТ-специалистов, тренеров и спортивных врачей.

Экономическая кибернетика

Экономическая кибернетика — об­ласть нау­ки, которая изучает дви­же­ние ин­фор­ма­ции в эко­но­ми­ке и ее влия­ние на эко­но­мические про­цес­сы с учетом обратной связи. Воз­ник­ла на сты­ке ма­те­ма­ти­ки и ки­бер­не­ти­ки с эко­но­ми­кой и включает в себя ма­те­ма­ти­че­ское про­грам­ми­ро­ва­ние, ис­сле­до­ва­ние опе­ра­ций, эко­но­ми­ко-ма­те­ма­ти­че­ские мо­де­ли, эко­но­мет­ри­ку и ма­те­ма­ти­че­скую эко­но­мию.

В ка­че­ст­ве са­мо­сто­ятельного на­учного на­прав­ле­ния экономическая кибернетика поя­ви­лась в конце 1950 годов. Основателем экономической кибернетики считается британский теоретик и практик в области исследования операций Стаффорд Бир. С того времени она диф­фе­рен­ци­ро­ва­лась на мно­же­ст­во са­мо­сто­ятельных на­прав­ле­ний: сис­те­му ис­кус­ст­вен­но­го ин­тел­лек­та для под­держ­ки биз­нес-ре­ше­ний, тео­рию про­ек­ти­ро­ва­ния эко­но­мических ме­ха­низ­мов (кон­кур­сов, аук­цио­нов и так далее) и ор­га­ни­за­ций, ис­сле­до­ва­ния рын­ков ин­фор­ма­ции, а также ме­недж­мент зна­ний.

Cybersyn — проект централизованного компьютерного управления плановой экономикой в Чили в 1970–1973 годах под руководством кибернетика Стаффорда Бира.

Бир использовал для анализа экономики Чили модели жизнеспособной системы (viable system model), основанную на принципах нервной системы человека. Он критиковал иерархический процесс принятия решений, когда управление осуществляется директивно при накоплении статичных данных. Вместо этого он предложил закольцевать процесс принятия решений, расположив между правительством и производствами специальный аппарат управления. Этот аппарат должен собирать и передавать информацию от работников руководству, контролировать и обеспечивать выполнение распоряжений, поддерживать саморегуляцию всей системы за счет распределения выделенных ресурсов относительно потребностей. Гибкость процесса управления гарантировала постоянная обратная связь. А ключевыми элементами становились коммуникация, адаптация и действие.

В 1973 году военные во главе с генералом Аугусто Пиночетом совершили переворот в Чили. Отказавшись от идей плановой системы свергнутого президента-социалиста Сальвадора Альенде, они закрыли проект Cybersyn.

Общегосударственная Автоматизированная Система сбора и обработки информации для учета, планирования и управлении народным хозяйством СССР — одна из первых глобальных сетей в мире для управления экономикой государства. Создавалась и разрабатывалась под руководством академика и кибернетика Виктора Глушкова в 1960–1980-х годах.

Целью ОГАС должен был стать перевод всего документооборота страны в электронный, безбумажный вид, возможность управления экономикой в том числе в режиме реального времени, оптимизация технологических, экономических и организационных процессов, реорганизация управления, создание индустрии информационных технологий. В первоначальном проекте предполагалась даже отмена бумажных денег и замена их электронными платежами.

Частично проект реализован в 1968 году как Автоматическая система плановых расчетов (АСПР), которая просуществовала до 1994 года. По некоторым данным, при переходе на новые компьютеры, комплекс программ АСПР и банк данных, хранившиеся на ЕС ЭВМ, просто не перенесли на новые носители.

Социальная кибернетика

Социальная кибернетика — раздел в социологии, основанный на общей теории систем и кибернетике. Задача ее состоит в том, чтобы изучить закономерности самоорганизующейся общественной системы и создать оптимальную модель управления социальными процессами.

В реальном мире социальная кибернетика применима для лучшего понимания поведения толпы, в том числе во время беспорядков, а также причин их формирования и способов их предотвращения.

В 2006 году Международная социологическая ассоциация утвердила премию имени Уолтера Бакли за выдающиеся достижения в области социокибернетики.

Правовая кибернетика

Правовая кибернетика — научные исследования в сфере закономерностей оптимального функционирования государственно-правовых систем. Она решает задачи автоматизации юридической деятельности и ее отдельных видов. Сегодня правовая кибернетика активно используется для понимания различных законов и нормативных актов и того, как они могут применяться или не применяться в отдельных случаях.

Будущее кибернетики

Ожидания от кибернетики как научной дисциплины, которая сотворит революцию в обществе, в середине XX века были очень велики, но не все они смогли оправдаться. По мнению ученых, это произошло не из-за ограничений самой науки, а ограниченности специалистов, не сумевших реализовать потенциал кибернетических идей из-за их технологической и экономической несвоевременности. Спустя 70 лет у кибернетики есть все шансы реабилитироваться. Сегодня мы живем во времена, когда вычислительные возможности кажутся безграничными. Уже сейчас правительства и компании соревнуются, чтобы использовать преимуществами инноваций.

По мнению профессора Колледжа естественных наук Техасского университета Энди Эллингтона, в будущем люди начнут представлять собой нечто вроде новой «жизненной» формы, более связанной чем когда-либо с вычислительными устройствами. Достижения в области нейробиологии, электрохимии и синтетической биологии позволят нам подключаться к Сети напрямую.

Доктор биологических наук, профессор физического факультета и ведущий сотрудник Центра нейротехнологий ЮФУ Борис Владимирский считает, что интеграция мозга и кибернетики приведет к созданию виртуальной доли человеческого мозга. Она будет служить не только для распознавания образов или решения логических задач. Но и сообщать информацию, предлагать варианты разумного взаимодействия, отвечать на вопросы, а порой и задавать их.

Источник