Simulação de processos de fabricação
Introdução
Em geral
Simulação de processos é usada para projeto, desenvolvimento, análise e otimização de processos técnicos, tais como: fábricas de produtos químicos, processos químicos, sistemas ambientais, usinas de energia, operações de fabricação complexas, processos biológicos e funções técnicas semelhantes.
Princípio principal
A simulação de processos é uma representação baseada em modelo de processos químicos, físicos, biológicos e outros processos técnicos e operações unitárias em software. Os pré-requisitos básicos são um conhecimento profundo das propriedades físicas e químicas[1] de componentes e misturas puras, de reações e de modelos matemáticos que, em combinação, permitem o cálculo de um processo em computadores.
O software de simulação de processos descreve processos em fluxogramas onde as operações unitárias são posicionadas e conectadas por produtos ou fluxos de informações. O software deve resolver o balanço de massa e energia para encontrar um ponto operacional estável. O objetivo de uma simulação de processo é encontrar as condições ideais para um processo examinado. Este é essencialmente um problema de otimização que deve ser resolvido em um processo iterativo.
A simulação de processos sempre utiliza modelos que introduzem aproximações e suposições, mas permitem a descrição de uma propriedade em uma ampla faixa de temperaturas e pressões que podem não ser cobertas por dados reais. Os modelos também permitem interpolação e extrapolação (“Extrapolação (matemática)”), dentro de certos limites, e permitem a busca de condições fora da faixa de propriedades conhecidas.
Modelagem
O desenvolvimento de modelos[2] para uma melhor representação de processos reais é o núcleo do desenvolvimento futuro de software de simulação. O desenvolvimento do modelo é realizado na vertente da engenharia química, mas também na engenharia de controlo e para o aperfeiçoamento das técnicas de simulação matemática. A simulação de processos é, portanto, um dos poucos campos onde cientistas da química, física, ciência da computação, matemática e diversas áreas da engenharia trabalham juntos.