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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 化学工学専攻 プロセスシステム論

プロセスシステム論

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科目ナンバリング
  • G-ENG17 5H011 LJ76
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 1.5 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 火2
教員
  • 外輪 健一郎(工学研究科 教授)
  • 殿村 修(工学研究科 助教)
授業の概要・目的 プロセスの最適設計や最適操作を考える際に生じる様々な最適化問題を例にとり,最適化問題としての定式化法とその解法を講述する.
到達目標 化学工学の様々な分野で生じる最適化問題を定式化し解く能力,および得られた解を解釈する能力の習得を目標とする.
授業計画と内容 最適化とモデリング(1回)
化学工学の中で現れる様々な問題を対象に,モデル作成と最適化問題としての定式化,自由度の概念等について講述する.

制約無し最適化問題(2回)
1変数,多変数最適化問題の解析的解法,数値解法について説明する.また,化学装置の設計問題を例に数値微分を用いた解法について解説する.

線形計画問題(1回)
制約条件が線形の等式・不等式,評価関数が一次で表される最適化問題の解法について説明し,感度解析等を含めた化学工学での応用について述べる.

ラグランジュ乗数法(1回)
等号制約条件を有する最適化問題を制約条件のない最適化問題に変換するラグランジュ乗数法について解説し,プロセス設計等への応用について紹介する.

制約を有する非線形計画問題(2回)
逐次線形計画法など,制約を有する非線形計画問題に対する解法を説明し,そのプロセス設計問題等への応用について解説する.

動的計画問題(1回)
動的計画問題の概念を説明し,化学プロセスへの応用例を解説する.

混合整数計画問題(2回)
省エネルギープロセス合成問題,スケジューリング問題等を例に取り,混合整数(非)線形計画問題としての定式化とその解法について講述する.

メタヒューリスティクス(1回)
組み合わせ最適化問題に対して提案されている様々な発見的解法について解説する.
成績評価の方法・観点 講義時間に課すレポート(30%)および期末試験の成績(70%)により評価する.
履修要件 単位操作に関する基礎知識,多変数関数の微分や線形計画法に関する基礎知識を必要とする.
授業外学習(予習・復習)等 必要に応じて連絡する。
教科書
  • 教員が作成したプリントを利用する.
参考書等
  • Optimization of Chemical Processes (McGraw-Hill)最適化(岩波講座情報科学19,岩波書店)これならわかる最適化数学(共立出版)