Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optymalizacja procesów jednostkowych w technologii organicznej

Balicki Sebastian

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 5

490--497

PL

Wykorzystanie metod projektowania eksperymentów oraz optymalizacji operacji jednostkowych znajduje coraz większe zastosowanie w dziedzinie inżynierii chemicznej, z powodu coraz większego zapotrzebowania na tworzenie racjonalnych i zrównoważonych procesów technologicznych. Inżynier procesowy, dzięki nowoczesnym modelom obliczeniowym, może z powodzeniem zaimplementować planowanie eksperymentu już na wczesnym etapie prac z zakresu badań i rozwoju oraz optymalizacji całych procesów technologicznych, uzyskując założone cele w znacznie krótszym czasie. Przedstawiono zarys kryteriów postępowania przy planowaniu i optymalizacji procesów oraz opis powszechnie stosowanych modeli optymalizacyjnych wraz z ich porównaniem.

EN

The methods of designing expts. and optimization of unit operations were presented. The criteria that should be followed in the design and optimization of expts. and processes were discussed. Commonly used optimization models such as full factor design, fractional factor design, central composite design, optimal design, Taguchi design, Box-Behnken method and optimal planning models were described and compared.

2

Improving the procedure of probabilistic load testing design of typical bridges based on structural response similarities

Owerko P., Winkelmann K.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

325--342

EN

This paper concerns load testing of typical bridge structures performed prior to operation. In-situ tests of a two-span post-tensioned bridge loaded with three vehicles of 38-ton mass each formed the input of this study. On the basis of the results of these measurements an advanced FEM model of the structure was developed for which the sensitivity analysis was performed for chosen uncertainty sources. Three uncorrelated random variables representing material uncertainties, imperfections of positioning and total mass of loading vehicles were indicated. Afterwards, two alternative FE models were created based on a fully parametrised geometry of the bridge, differing by a chosen global parameter – the skew angle of the structure. All three solid models were subjected to probabilistic analyses with the use of second-order Response Surface Method in order to define the features of structural response of the models. It was observed that both the ranges of expected deflections and their corresponding mean values decreased with an increase of the skewness of the bridge models. Meanwhile, the coefficient of variation and relative difference between the mean value and boundary quantiles of the ranges remain insensitive to the changes in the skew angle. Owing to this, a procedure was formulated to simplify the process of load testing design of typical bridges differing by a chosen global parameter. The procedure allows - if certain conditions are fulfilled - to perform probabilistic calculations only once and use the indicated probabilistic parameters in the design of other bridges for which calculations can be performed deterministically.

PL

Pracę otwiera przegląd najnowszej literatury fachowej o zasięgu międzynarodowym, dotyczącej próbnych obciążeń obiektów mostowych. W licznych publikacjach badawczych jednoznacznie stwierdzono, iż zasadne jest, by często stosowane w tym zakresie metody deterministyczne uzupełniać lub zastępować analizami probabilistycznymi. Niniejsza praca stanowi zatem rozwinięcie dotychczasowych osiągnięć i spostrzeżeń. Przedmiotem pracy jest analiza możliwości zwiększenia efektywności procesu przygotowania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń typowych konstrukcji mostowych, różniących się wybranym parametrem geometrycznym (w tym przypadku – kątem ukosu konstrukcji „α”) przed ich dopuszczeniem do eksploatacji w zakresie pomiarów statycznych. Punktem wyjściowym przedstawionej analizy jest próbne obciążenie in-situ typowego, drogowego mostu sprężonego. Jednym z podstawowych kryteriów dopuszczenia obiektu mostowego do użytkowania w niektórych krajach, jest wykazanie, iż ugięcia dźwigarów głównych obiektu mostowego wywołane statycznym obciążeniem próbnym są mniejsze niż te określone teoretycznie w modelu MES obiektu. W pierwszej kolejności zatem, wyniki pochodzące z rzeczywistych badań próbnego obciążenia zostały zestawione z ich teoretycznymi odpowiednikami, pochodzącymi z prostego modelu rusztowego mostu. Ten przykład ogranicza się do analizy maksymalnych ugięć jednego z dźwigarów głównych obiektu. Wykazano, iż ugięcia z pomiarów in-situ (pomierzone przemieszczenia zostały odpowiednio przeliczone na ugięcia, aby uwzględnić wpływ osiadania podpór i zgniotów łożysk) były mniejsze niż te określone teoretycznie. Nie było zatem podstaw do niedopuszczenia mostu do użytkowania ze względu na niespełnienie kryterium ugięć. Jednakże, w rezultacie analizy wykazano, iż wyniki odpowiedzi konstrukcji z prostego modelu deterministycznego różniły się znacznie od wyników pomiarów. W związku z tym, w celu opracowania procedury zwiększenia efektywności procesu przygotowywania probabilistycznych projektów próbnych obciążeń obiektów typowych, do dalszych analiz porównawczych i probabilistycznych wygenerowany został znacząco bardziej zaawansowany model bryłowy MES.

3

The study of novel light stabilizer enhance UV filtering in waterborne UV-curable coatings

Yung-Chi Yang, Yin-Ting Lai, Yu-Shu Sung, Chung-Han Lu, Miles Hsieh, Yao-Hsing Huang

Farby i Lakiery

|

2019

|

nr 2

22--29

EN

Waterborne Ultra Violet (UV-curable coatings) have been developed to replace conventional UV-curable coatings with higher VOC content. Due to fast-drying and short processing time UV-curable coating are widely used in various industries. However, there are 2 major challenges: the first one is discoloration after long-term exposure to sunlight; the other is to keep the ability of UV filtering ability since waterborne UV-curable coatings are usually applied to the surface as a protection top coat. The novel light stabilizer (NLS) is developed specifically for waterborne UV-curable coatings. Design of Experiment (DOE) was used in the study. Test data showed that the designed NLS would not interfere the curing speed of the tested clear waterborne UV-curable coating system. Moreover, the results confirmed that by increasing the concentration of NLS could enhance the UV filtering ability and weatherability of the tested clear top coat more effectively than by increasing the coating thickness: at 365nm wavelength, the effect factor of NLS is 62.5%, while DFT (dry film thickness) is 20.9%; at 380nm, the effect factor of NLS is 47.7%, while DFT is only 27.4%. For NLS, the effect of reducing yellowing is 76.8%. For film thickness, the effect is only 7.7%.Our test results confirmed the designed NLS could block the UV light without compromising the UV-curing speed, and is suitable for enhancing the weatherability and protection ability of the clear waterborne UV-curable coatings.

PL

Powłoki wodorozcieńczalne utwardzane UV zostały opracowane w celu zastąpienia konwencjonalnych powłok utwardzalnych promieniowaniem UV o większej zawartości LZO. Dzięki szybkiemu schnięciu i krótkiemu czasowi obróbki, powłoki utwardzane promieniowaniem UV są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Istnieją jednak dwa główne wyzwania: pierwszy to przebarwienia po długotrwałej ekspozycji na światło słoneczne; drugim jest utrzymanie zdolności filtrowania UV, ponieważ wodorozcieńczalne powłoki UV są zwykle nakładane na powierzchnię jako wierzchnia warstwa ochronna. Nowy stabilizator światła (NLS) został opracowany specjalnie do zastosowania w wodorozcieńczalnych wyrobach utwardzanych promieniowaniem UV. W badaniu wykorzystano projektowanie eksperymentu. Wyniki badań wykazały, że zaprojektowany NLS nie zakłóca szybkości utwardzania testowanego transparentnego, wodorozcieńczalnego systemu powłokowego UV. Ponadto wyniki potwierdziły, że poprzez zwiększenie stężenia NLS możliwe jest zwiększenie zdolności filtrowania UV i odporności na warunki atmosferyczne badanej powłoki skuteczniej niż przez zwiększenie grubości powłoki: przy długości fali 365 nm, współczynnik efektu NLS wynosi 62.5%, podczas gdy DFT (grubość suchej powłoki) wynosi 20.9%; przy 380 nm współczynnik efektu NLS wynosi 47.7%, podczas gdy DFT wynosi tylko 27.4%. W przypadku NLS efekt zmniejszenia żółknięcia wynosi 76.8%. Wyniki badań potwierdziły, że opracowane NLS mogą blokować światło UV bez pogarszania szybkości utwardzania UV i są odpowiednie do zwiększenia odporności na warunki atmosferyczne i zdolności do ochrony transparentnych, wodorozcieńczalnych powłok utwardzanych promieniowaniem UV.

4

Application of the experimental design technique in fuel dose adjustment of common rail injector

Stoeck Tomasz

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 4

210--215

EN

The article presents a simplified methodology for testing Denso common rail electromagnetic injectors, which was based on an adjustment of idling fuel dosage. In order to determine the parameters significantly affecting this process, the design of experiments technique (DoE) was applied. Due to the non-linear course of the rates characteristics obtained on the diagnostic test bench, the trivalent fractional plan was used. Analysis of computational data has shown that the generated parabolic model is well suited to the actual measurement results, as the injector dosage is slightly out of projected values. The calculations were carried out in the STATISTICA computer program, which takes into account the specificity of the experimental theory methods and is one of the most universal tools available on the market. Innovation is the effective implementation of the proposed methodology in the repair process, which has not been taken into account in this regard yet.

5

The Response Surface Methodology revisited – comparison of analytical and non-parametric approaches

Osocha P.

Production Engineering Archives

|

2018

|

Vol. 20

49--53

EN

Since G.E.P. Box introduced central composite designs in early fifties of 20th century, the classic design of experiments (DoE) utilizes response surface models (RSM), however usually limited to the simple form of low-degree polynomials. In the case of small size datasets, the conformity with the normal distribution has very weak reliability and it leads to very uncertain assessment of a parameter statistical significance. The bootstrap approach appears to be better solution than – theoretically proved but only asymptotically equal – t distribution based evaluation. The authors presents the comparison of the RSM model evaluated by a classic method and bootstrap approach.

6

The outline of the expert system for the design of experiment

Dwornicka R., Pietraszek J.

Production Engineering Archives

|

2018

|

Vol. 20

43--48

EN

The design of experiment (DoE) is a methodology originated from early 1920s when Fisher’s papers created the analysis of variance and first known experimental designs: latin squares. It is focused on a construction of empirical models based on measurements obtained from specifically structured and driven experiments. Its development resulted in the constitution of four distinctive branches recognized by the industry: factorials (full or fractional), Taguchi’s robust design, Shainin’s Red-X® and a response surface methodology (RSM). On one hand, the well-known success stories of this methodology implementations promise great benefits, while on other hand, the mathematical complexity of mathematical and statistical assumptions very often lead to improper use and wrong inferences. The possible solution to avoid such mistakes is the expert system supporting the design of experiments and subsequently the analysis of obtained data. The authors propose the outline of such system and provides the general analysis of the ontology and related inference rules.

7

Influence of temperature and time of sewage sludge incineration on the mobility of heavy metals

Latosińska J.

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 4

105--122

EN

Sewage sludge ashes in comparison to sewage sludge are characterized by higher concentrations of heavy metals. The mobility of heavy metals in sewage sludge ashes determines their impact on the soil-water environment in the aspect of toxicology. This research statistically evaluates the influence of temperature and duration of SS incineration on the mobility of HM from SSA. For the incineration temperatures 600–980 °C and 2–20 min of incineration, the experiment domain was defined in accordance with the Box’s two-factor experimental design. It was proved that it was not the time but the temperature of SS incineration that had the statistically relevant influence on the mobility of nickel and copper.

8

Process parameter optimization of Laser Micrometallurgy of AZ31 alloy

Pawlak A., Chlebus E.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2015

|

Vol. 3, no. 1

10--15

EN

This paper presents process optimization results of laser powder micrometallurgy of AZ31 alloy, for eliminating porosity in melted material. Full factorial design of three factors at three levels was conducted, and the influence of laser beam power, point distance and exposure time was examined.

9

Calibration experiments planing for identification of manipulator elastostatic parameters

Klimchik A., Pashkevich A., Wu Y., Caro S., Furet B.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2013

|

R. 17, nr 1

128-140

EN

The paper is devoted to the elastostatic calibration of industrial robots, which are used for precise machining of largedimensional parts made of composite materials. In this technological process, the interaction between the robot and the workpiece causes essential elastic deflections of the manipulator components that should be compensated by the robot controller using relevant elastostatic model of this mechanism. To estimate parameters of this model, an advanced calibration technique is applied that is based on the non-linear experiment design theory, which is adopted for this particular application. In contrast to previous works, it is proposed a concept of the user-defined test-pose, which is used to evaluate the calibration experiments quality. In the frame of this concept, the related optimization problem is defined and numerical routines are developed, which allow to generate optimal set of manipulator configurations and corresponding forces/torques for a given number of the calibration experiments. Some specific kinematicconstraints are also taken into account, which insure feasibility of calibration experiments for the obtained configurations and allow avoiding collision between the robotic manipulator and the measurement equipment. The efficiency of the developed technique is illustrated by an application example that deals with elastostatic calibration of the serial manipulator used for robot-based machining.

PL

Artykuł jest poświęcony elastostatycznej kalibracji robotów przemysłowych, których używa się do precyzyjnej obróbki elementów o dużych gabarytach, wykonanych z materiałów kompozytowych. W tym procesie technologicznym komunikacja między robotem a obrabiaym przedmiotem skutkuje istotnymi elastycznymi odchyleniami elementów składowych manipulatora, które powinny być wyrównane przez sterownik robota (przy użyciu odpowiedniego modelu elastostatycznego owego mechanizmu). Aby oszacować parametry tego modelu, użyto zaawansowanej techniki kalibracji opartej na nieliniowej eksperymentalnej teorii konstrukcji, którą zaadaptowano do tej konkretnej aplikacji. W przeciwieństwie do poprzednich prac, ta proponuje pojęcie zdefiniowanego przez użytkownika testu, używanego do ewaluacji jakości eksperymentów dotyczących kalibrowania. W ramach tego pojęcia zdefiniowano problem powiązanej optymalizacji oraz wypracowano procedury numeryczne, co pozwala na wygenerowanie optymalnego zbioru ustawień konfiguracji manipulatora oraz odpowiednich sił/torów dla danej liczby eksperymentów związanych z kalibrowaniem. Pod uwagę zostały wzięte również niektóre swoiste kinematyczne ograniczenia, które zapewniają wykonalność eksperymentów dotyczących kalibracji dla uzyskanych konfiguracji, jak również pozwalają uniknąć kolizji pomiędzy manipulatorem robota a sprzętem pomiarowym. Wydajność/skuteczność wypracowanej techniki zilustrowano przez przykład zastosowania, którym obrazuje kalibrację elastostatyczną seryjnego manipulatora zastosowanego do obróbki zrobotyzowanej.

10

O pewnej metodzie estymacji funkcji powierzchni odpowiedzi w przypadku braku obserwacji

Szerszunowicz M.

Logistyka

|

2013

|

nr 4

PL

Planowanie eksperymentów będące jednym z najważniejszych narzędzi statystycznej kontroli jakości pozwala na optymalizację wyników procesu produkcyjnego wykorzystując funkcję charakteryzującą badany proces, zwaną funkcją powierzchni odpowiedzi. W praktyce przedsiębiorstw produkcyjnych najczęściej wykorzystuje się klasyczne plany eksperymentów czynnikowych, które w celu estymacji funkcji powierzchni odpowiedzi wykorzystują metodę najmniejszych kwadratów. Przedmiotem referatu będzie wykorzystanie metody regresji kwantylowej do estymacji nieznanej funkcji powierzchni odpowiedzi, w szczególności, gdy obserwacje wykorzystywane w planie eksperymentu są niekompletne. Procedura wykorzystująca metodę regresji kwantylowej zostanie zaprezentowana na podstawie rzeczywistych wyników pewnego eksperymentu.

EN

One of the tools of statistical quality control, design of experiments allows one to optimise the results of a production process through the use of a function known as response surface function. Classical factorial design of experiments aims at estimating linear or binomial response surface functions. To this end, the method of least squares is used. However, its results may not be sufficient for the correct description of a manufacturing process. The aim of this paper is to use the quantile regression method to estimate the unknown response surface function in the absence of observation. The proposed method will be compared with classical factorial designs of experiments; the comparison will be based on the actual results of an experiment.

11

Investigation on the Effect of Process Variables on Polyurethane Nanofibre Diameter Using a Factorial Design

Yanilmaz M., Kalaoğlu F., Karakas H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 2 (98)

19--21

EN

In this study, a factorial experimental design was used to study the effects of process parameters on nanofibre diameters, the voltage applied and the distance from the tip to collector. Nanofibres were produced using 10% concentration solution of polyurethanetetahydrofuran. The effects of solution parameters on the diameters of nanofibres are known. However, there has not been common agreement on the effect of the voltage applied on the diameter of nanofibres. A 32 factorial design was applied to identify the main and two-factor interaction effects. Analysis of the results from the design show that the distance and voltage applied had significant effects on polyurethane nanofibre diameter. It was found that for the main effect the distance from the tip to collector exhibits a great influence on the fibre diameter. The results also showed that the two-factor interaction effect significantly influenced the fibre diameter.

PL

W celu zbadania wpływu parametrów procesu (przyłożonego napięcia i odległości od wypływu polimeru do kolektora) na średnicę nanowłókien, zastosowano projektowanie czynnikowe. Nanowłókna wytworzono stosując 10% roztwór poliuretano-tetrahydrofuranu. Wpływ parametrów roztworu na średnicę nanowłókien jest znany, jednak wciąż nie jest jasna kwestia wpływu napięcia przyłożonego na średnicę nanowłókien. Analiza uzyskanych wyników wskazuje, że odległość i przyłożone napięcie mają znaczący wpływ na średnicę włókien poliuretanowych. Stwierdzono, że odległość od wypływu polimeru do kolektora ma duży wpływ na średnicę włókien. Wyniki wykazały również, że wpływ dwu-czynnikowych interakcji znacząco wpływa na średnicę włókna.

12

Planning identification experiments for cell signaling pathways: An NF[...]B case study

Fujarewicz K.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2010

|

Vol. 20, no 4

773-780

EN

Mathematical modeling of cell signaling pathways has become a very important and challenging problem in recent years. The importance comes from possible applications of obtained models. It may help us to understand phenomena appearing in single cells and cell populations on a molecular level. Furthermore, it may help us with the discovery of new drug therapies. Mathematical models of cell signaling pathways take different forms. The most popular way of mathematical modeling is to use a set of nonlinear ordinary differential equations (ODEs). It is very difficult to obtain a proper model. There are many hypotheses about the structure of the model (sets of variables and phenomena) that should be verified. The next step, fitting the parameters of the model, is also very complicated because of the nature of measurements. The blotting technique usually gives only semi-quantitative observations, which are very noisy and collected only at a limited number of time moments. The accuracy of parameter estimation may be significantly improved by a proper experiment design. Recently, we have proposed a gradient-based algorithm for the optimization of a sampling schedule. In this paper we use the algorithm in order to optimize a sampling schedule for the identification of the mathematical model of the NF[...]B regulatory module, known from the literature. We propose a two-stage optimization approach: a gradient-based procedure to find all stationary points and then pair-wise replacement for finding optimal numbers of replicates of measurements. Convergence properties of the presented algorithm are examined.

13

Zastosowanie statystycznych metod projektowanego eksperymentu do probabilistycznej oceny zasobów złóż węglowoorów

Szott W.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2006

|

nr 138

45-45

PL

W pracy przedstawiono koncepcję i teoretyczne podstawy metod projektowanego eksperymentu pod kątem ich wykorzystania do analizy eksperymentów numerycznych w dziedzinie symulacji złożowych, użytych do prognozowania wydobycia ze złóż naftowych. Omawiana metoda pozwala zidentyfikować i ilościowo wyznaczyć podstawowe zależności wielkości wydobycia od istotnych czynników złożowych i eksploatacyjnych. W efekcie metoda ta, w połączeniu z symulacjami złożowymi, daje możliwość określenia jednej z ważniejszych a zarazem trudniejszych do znalezienia wielkości z zakresu charakterystyk złóż naftowych, jakimi są zasoby wydobywalne. Dodatkowo otrzymane zależności umożliwiają dokonanie probabilistycznej oceny niepewności zasobów. W pracy zaprezentowano ogólne procedury eksperymentu projektowanego oraz ich zastosowanie do analizy zasobów wydobywalnych, na przykładzie jednego ze złóż krajowych.

EN

The concept and theoretical basis of experimental design methods applied to numerical simulation calculations are presented in the paper as tools to predict reservoir performance. The methods can be used to identify and quantitatively estimate fundamental dependencies of the production on significant reservoir and technical characteristics. As a result the methods combined with reservoir simulations provide an effective procedure to determine the quantity of producible reserves - the important yet difficult to estimate reservoir characteristics. In addition, the methods allow probabilistic assessments of the reserves. An example of the method application to estimate reserves of a realistic reservoir is included in the paper.