プロセスネットワーク合成

プロセスネットワーク合成（PNS）は、プロセス構造を「有向二部グラフ」で表現する方法です。プロセスネットワーク合成では、Pグラフ法を用いてプロセス構造を作成します。この方法の科学的目的は、最適な構造を見つけることです

プロセスネットワーク合成では、二部グラフ法Pグラフ^[1]を用い、組み合わせ規則を用いてすべての実行可能なネットワーク解（最大構造）を見つけ出し、与えられた問題に関連する原材料と所望の製品を結び付けます。分岐限定最適化ルーチンと目標値の定義により、選択された目標関数を最適化する最適な構造を生成できます。

プロセスネットワーク合成は、もともと化学プロセス工学のプロセスを解くために開発されました。目標値と構造は応用分野に応じて変更できるため、その後、さらに多くの応用分野に広がりました。

アプリケーション

パノン大学のソフトウェアツールであるPNS EditorとPNS Studioは、プロセスの最大構造を生成するようにプログラムされています。このソフトウェアには、pグラフ法とMSG、SSG、ABBの分岐限定法アルゴリズムが含まれており、利用可能な最大プロセスフロー内で最適な構造を検出します。^[2]

PNS はさまざまなアプリケーションで使用され、次のような最適なプロセス構造を見つけるために使用できます。

• プロセス工学：化学プロセスの設計と化学プロセスの合成は、さまざまなケーススタディに適用されます。^{[3] [4]}
• 地域・都市エネルギーシステムのための最適なエネルギー技術ネットワーク：地域・都市エネルギー計画においては、資源システムに関して財政的に最も実現可能なソリューションが目標値として選択される。この設定により、物質・エネルギーフロー、エネルギー需要、技術コストが考慮され、最適な技術ネットワークが見出される。同時に、価格変動や資源の利用可能性の制約に対する技術の堅牢性も特定できる。^{[5] [6] [7] [8]}
• 建物内の避難経路：特定の側面パラメータに応じて建物から避難するための最適な経路を見つけることが目的です。^[9]
• 輸送ルート：この研究分野では、コストが最小で環境への影響が最も少ない輸送ルートを特定することができます。^[10]

参考文献

1. Pグラフ法
2. Friedler, F.; Varga, JB; Feher, E.; Fan, LT (1996). 「プロセスネットワーク合成のMIPモデルを解くための組合せ的に加速された分岐限定法」.グローバル最適化の最新動向. 非凸最適化とその応用. 第7巻. pp.  609– 626. doi :10.1007/978-1-4613-3437-8_35. ISBN 978-1-4613-3439-2。
3. Friedler, F.; Varga, JB; Fan, LT (1995). 「化学プロセスの設計と合成のための意思決定マッピング：リアクターネットワーク合成への応用」.化学工学科学. 50 (11): 1755–1768 . doi :10.1016/0009-2509(95)00034-3
4. の時間制限付きプロセスネットワーク合成アルゴリズムの拡張」. Chemical Engineering Transactions . 29. doi :10.3303/CET1229044.
5. Narodoslawsky, M.; Niederl, A.; Halasz, L. (2008). 「再生可能資源の経済的活用：プロセス開発における新たな課題とチャンス」Journal of Cleaner Production . 16 (2): 164– 170. doi :10.1016/j.jclepro.2006.08.023.
6. ( 2012). 「RegiOpt 概念プランナー – 地域におけるエネルギーネットワークソリューションの特定」.化学工学論文集. 29. doi :10.3303/CET1229087.
7. Lam, HL; Varbanov, P.; Klemeš, J. (2011). 「地域再生可能エネルギーと資源計画」.応用エネルギー. 88 (2): 545– 550. doi :10.1016/j.apenergy.2010.05.019.
8. Maier, S.; Narodoslawsky, M. (2014).スマートシティのための最適な再生可能エネルギーシステム. 第33巻. pp.  1849– 1854. doi :10.1016/B978-0-444-63455-9.50143-4. ISBN 9780444634344。
9. , B.; Friedler, F. (2012). 「Pグラフフレームワークを用いた避難経路の計画」. Chemical Engineering Transactions . 29. doi :10.3303/CET1229256
10. Barany, M.; Botond, B.; Kovacs, Z.; Friedler, F. (2011). 「プロセスネットワーク合成による車両割り当て問題の解決：輸送コストと環境影響の最小化」. Clean Technologies and Environmental Policy . 13 (4): 637– 642. doi :10.1007/s10098-011-0348-2. hdl : 2097/13975 . S2CID  53497023.

外部リンク

• Pグラフウィキ
• Pグラフ法