کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8953631 1645959 2018 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Ecologically Inspired Water Network Optimization of Steel Manufacture Using Constructed Wetlands as a Wastewater Treatment Process
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی شبکه الهام گرفته از آب به روش زیست محیطی تولید فولاد با استفاده از تالاب های ساخته شده به عنوان فرایند تصفیه فاضلاب
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
مدل های بهینه سازی سنتی اغلب فاقد یک دیدگاه در سطح سیستم در مفهوم، که کارآیی آنها را محدود می کند. گسترش مرزهای سیستم به دانشمندان و مهندسین اجازه می دهد که دقیق تر تعاملات پیچیده را به کار گیرند، که منجر به افزایش کارایی و سودآوری در سیستم های صنعتی می شود. سیستم های زیست محیطی برای میلیاردها سال در شرایط کمبود مواد و انرژی تکامل یافته اند و اکولوژیست ها ابزار و معیارهای تجزیه و تحلیل را برای شناسایی اصول مهم تعریف کرده اند. این اصول ممکن است چارچوبی برای دور زدن محدودیت های تکنیک های بهینه سازی سنتی ارائه دهند. به طور خاص، با استخدام نقش های عملکردی که اغلب در سیستم های اکولوژیکی یافت می شود، اما در سیستم های صنعتی غایب هستند، صنایع می توانند بهتر از سیستم های طبیعی سازماندهی شوند. هدف از این تجزیه و تحلیل این است که به طور سنتی فرآیند تولید را با مقایسه مدل با ارزیابی عملکرد اکولوژیکی و منابع، به منظور تجدید ساختن مدل با افزودن نقش های مهم کارکردی که در سراسر طبیعت یافت می شود، بهینه سازی کنیم. شرکای صنعتی داده های مربوط به این تجزیه و تحلیل را ارائه دادند که شامل ایجاد شبکه آب برای تاسیسات تولید فولاد موجود در چین بود. نتایج مدل بهینه سازی سنتی نشان دهنده کاهش 23٪، 29٪ و 20٪ در مصرف آب شیرین، تخلیه فاضلاب و هزینه کل سالانه است. با این حال، مدل بهینه سازی الهام بخش ما، به ترتیب، 21٪ و 25٪ کاهش مصرف آب شیرین و هزینه کل سالانه را به همراه می آورد. علاوه بر این، بدون آب تخلیه می شود. این نتایج نشان می دهد که این روش غیر متعارف برای بهینه سازی می تواند یک تکنیک موثر باشد که توسط الگوریتم های موجود برای حل مشکل چالش برای پیگیری سیستم های صنعتی پایدارتر ارائه نشده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر علوم کامپیوتر (عمومی)
چکیده انگلیسی
Traditional optimization models often lack a systems-level perspective at conception, which limits their effectiveness. Expanding system boundaries allow scientists and engineers to model complex interactions more accurately, leading to higher efficiency and profitability in industrial systems. Ecological systems have evolved for billions of years under conditions of material and energy shortage, and ecologists have defined analysis tools and metrics for identifying important principles. These principles may provide the framework to circumvent the limitations of traditional optimization techniques. More specifically, by recruiting functional roles that are often found in ecological systems, but are absent in industrial systems, industries can better mimic how natural systems organize themselves. The objective of this analysis is to traditionally optimize a manufacturing process by comparing the model with ecological and resource-based performance metrics in order to redesign the model with the addition of important functional roles that are found throughout nature. Industry partners provided data for this analysis, which involved building a water network for an existing steel manufacturing facility in China. The results of the traditional optimization model indicate a 23%, 29%, and 20% decline in freshwater consumption, wastewater discharge, and total annual cost, respectively. However, our ecologically inspired optimization model provides an additional 21% and 25% decline in freshwater consumption and total annual cost, respectively. Furthermore, no water is discharged. These results suggest that this unconventional approach to optimization could provide an effective technique not used by existing algorithms to solve the challenging problem of pursuing more sustainable industrial systems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Engineering - Volume 4, Issue 4, August 2018, Pages 567-573
نویسندگان
, , , , , ,