Studies on computer aided process and equipment design in process industry

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.authorPajula, Elina
dc.contributor.departmentDepartment of Chemical Technologyen
dc.contributor.departmentKemian tekniikan osastofi
dc.contributor.labLaboratory of Chemical Engineering and Plant Designen
dc.contributor.labKemian laitetekniikan ja tehdassuunnittelun laboratoriofi
dc.date.accessioned2012-02-24T07:59:55Z
dc.date.available2012-02-24T07:59:55Z
dc.date.issued2006-12-15
dc.description.abstractThe challenge in design is to create a process or equipment for future needs. The changing world and keen competition bring about challenges such as a faster project time which means, on one hand, the need to utilize both earlier designs and organizational memory, on the other hand, that creativity should be supported to create competitive designs. At the same time requirements for a robust design in which uncertainties exist need to be taken into account. The thesis presents new methods and application examples to answer the challenges. Case-based reasoning (CBR) provides a method for fast process and equipment design by utilizing earlier knowledge systematically. In new designs feedback from earlier experiences is taken into account, and a creative aspect can be included by the use of analogies. The thesis presents new method for CBR-based separation process synthesis and a CBR-based method for combinatorial mixer equipment design from parts. A further challenge in design is how to create a robust and flexible design capable of operating in changing situations. The challenge has been dealt with scenario-based approaches and stochastic simulation. Three new applications are presented: Scenario-based approaches for thermo-mechanical pulp plant design in the presence of demand uncertainty and paper machine consistency control with an uncertainty in head box consistency control measurement. Stochastic simulation has been applied to paper machine broke tank level control, where the uncertainty is caused by paper machine breaks.en
dc.description.abstractSuunnittelun tarkoituksena on luoda prosessi tai laitteisto tulevaisuuden tarpeita varten. Muuttuva maailma ja kiristyvä kilpailu tuovat lisää haasteita suunnitteluun mm. tiukempien projektiaikataulujen muodossa. Tässä tilanteessa olemassa olevien suunnitelmien ja yritykseen kertyneen tietämyksen hyödyntäminen on tärkeää, kuitenkin samalla tavoitteena on tukea luovuutta, jotta kyetään luomaan uusia kilpailukykyisiä prosessiratkaisuja. Tämän lisäksi myös robustisuusvaatimukset on huomioitava, sillä tyypillisesti jo suunnitteluparametrit sisältävät epävarmuuksia. Tässä työssä esitetään uusia menetelmiä ja sovellusesimerkkejä em. haasteisiin. Tapauspäättelyssä (CBR) olemassa olevia suunnitelmia hyödynnetään systemaattisesti uusien sovellusten luomiseen. Menetelmä mahdollistaa aikaisemmista suunnitelmista saadun palautteen hyödyntämisen. Tässä työssä esitetään uusi tapauspäättelyyn perustuva erotusprosessisynteesimenetelmä sekä tapauspäättelyä ja kombinatorista laskentaa hyödyntävä menetelmä sekoitinlaitteiston suunnitteluun saatavilla olevista osista. Lisää haastetta suunnitteluun tuovat muuttuvien ja epävarmojen olosuhteiden aiheuttamat robustisuus- ja joustavuusvaatimukset. Tähän haasteeseen on vastattu skenaariopohjaisen lähestymistavan ja stokastisen simuloinnin avulla. Työssä esitetään kolme uutta sovellusta puunjalostusteollisuudesta: Skenaariopohjaiset lähestymistavat: termomekaanisen sellun (TMP) tuotantolaitoksen suunnitteluun, kun TMP:n kysyntää ei voida ennustaa varmasti paperikoneen sakeuden säätöstrategian valinta, kun perälaatikon sakeusmittauksessa mittausepävarmuus vaihtelee ja stokastinen lähestymistapa: paperikoneen hylkysäiliön pinnankorkeuden säätöön, kun säiliöön syötettävän hylyn määrän epävarmuus johtuu paperikoneen katkoista.fi
dc.description.versionrevieweden
dc.format.extent72, [49]
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.isbn951-22-8489-8
dc.identifier.issn0358-0776
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/2817
dc.identifier.urnurn:nbn:fi:tkk-008756
dc.language.isoenen
dc.publisherHelsinki University of Technologyen
dc.publisherTeknillinen korkeakoulufi
dc.relation.haspartPajula, E., Seuranen, T., Koiranen, T., Hurme, M., Synthesis of separation processes by using case-based reasoning, Computers and Chemical Engineering 25 (2001) 775-782. [article1.pdf] © 2001 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartSeuranen, T., Pajula, E., Hurme, M., Synthesis of azeotropic separation systems by case-based reasoning, Computer-Aided Chemical Engineering, Vol. 10, Elsevier 2002, 343-348. [article2.pdf] © 2002 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartPajula, E., Seuranen, T., Hurme, M., Selection of separation sequences by case-based reasoning, Computer-Aided Chemical Engineering, Vol. 9, Elsevier 2001, 469-474. [article3.pdf] © 2001 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartSeuranen, T., Hurme, M., Pajula, E., Synthesis of separation processes by case-based reasoning, Computers and Chemical Engineering 29 (2005) 1473-1482. [article4.pdf] © 2005 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartPajula, E., Koiranen, T., Seuranen, T., Hurme, M., Computer aided process equipment design from equipment parts, Computers and Chemical Engineering 23 (1999) Supplement S683-S686. [article5.pdf] © 1999 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartSundqvist, S., Pajula, E., Ritala, R., Risk premium and robustness in design optimization of simplified TMP plant, Computer-Aided Chemical Engineering, Vol. 14, Elsevier 2003, 311-316. [article6.pdf] © 2003 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartPajula, E., Ritala, R., Measurement uncertainty in integrated control and process design – a case study, Chemical Engineering and Processing 45 (2006) 312-322. [article7.pdf] © 2006 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspartPajula, E., Tienari, M., Studying broke tank averaging level control with stochastic simulator, Proceedings of the Control Systems 2006 Conference, ed. R. Ritala, Tampere University of Technology, Tampere 2006, pp. 43-48. [article8.pdf] © 2006 Finnish Society of Automation. By permission.
dc.relation.ispartofseriesPlant design report seriesen
dc.relation.ispartofseriesTehdassuunnittelun raporttisarjafi
dc.relation.ispartofseries94en
dc.subject.keywordcase-based reasoningen
dc.subject.keywordprocess designen
dc.subject.keyworduncertaintyen
dc.subject.keywordequipment designen
dc.subject.otherPaper technologyen
dc.titleStudies on computer aided process and equipment design in process industryen
dc.typeG5 Artikkeliväitöskirjafi
dc.type.dcmitypetexten
dc.type.ontasotVäitöskirja (artikkeli)fi
dc.type.ontasotDoctoral dissertation (article-based)en
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_68528
Files
Original bundle
Now showing 1 - 9 of 9
No Thumbnail Available
Name:
isbn9512284898.pdf
Size:
711.05 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article1.pdf
Size:
421.36 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article2.pdf
Size:
223.31 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article3.pdf
Size:
281.94 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article4.pdf
Size:
385.22 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article5.pdf
Size:
637.61 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article6.pdf
Size:
312.21 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article7.pdf
Size:
552.74 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
No Thumbnail Available
Name:
article8.pdf
Size:
427.26 KB
Format:
Adobe Portable Document Format