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化学研究中的系统方法三论方法与化学工程


化学先生 / 2019-08-21

 

 
    在三论方法中,尤其是耗散化学的思想方法,不仅对非 平衡化学的研究带来了重要的进展,同时耗散结构协同学所提出的从无序走向有序和从有序走向混沌的条件和机制,对化工生产有重大的指导意义,再加上把系统工程学的思想方法用于化学研究和化学工程的研究,使我们得到了很有意义的启示,从而逐步形成了“化学系统工程”的概念。

    所谓化学系统工程,亦称联合化学反应工程。这一工程从理论方法上要求人们打破部门和行业的界限,把各方面的力量组织起来,协同而有序地解决大的化学工程问题,从设计、实验、施工到投人生产,以及投产以后的管理也包括在内,都用系统方法加以研究和处理,力图实现最优化和取得满意的结果。

    当前,各发达国家大的企业 和公司,都有化学系统工程方面的研究。 1983年10月,我国也成立了第一个联合化学反应工程研究所。

    化学系统工程是化学 工程学的一个新兴领域,它对于研究和开发化工、炼油、冶炼、轻纺印染以及有关的能源工程都有重要的指导意义。我国著名化学家侯德榜对永利碱厂的设计监工、投产阳管理的过程。可以称为早期的态出化学系统工段我国近年来建成和投产的京、津、沪,大庆、南京等石油化工联合企业,也都运用了化学系统工程的思想,并用大型计算机进行管理。

    系统方法用于化学系统工程,主要求人们掌提一个“流”字,在流动中实现有序、高效、最优化,增加经济效益,主要从以下三个方面加以考虑:

    (1) 人员的合理流动。

    人员的流动,就是人员的耗散,形成“人流”。在流动中,提商参加化学系统工程的人的原量,使每个人的才能都得到充分的发挥。其基本要求就是:最合适的人。在最合通的时机,.做最合话的工作,反对人浮于事,反对所谓“人才储备”,更反对压制人才。也反对把不适当的人硬性因定在某些岗位上。把那些有知识,懂技术、会管刚、终脸丰富热情积极富有事业感和献身精神的人组织到系统工程中的关键岗位上去:在化学系统工程中,人员的组织系统不是個化的、固定的和不变的,而是处在不断流动之中的活系统。流动的目的在于第- 不断地用优秀分子代替相形见细的分子:第二,在化学系统工程进展的不同阶段。以急需人才更换那些完成了使命的人才让做完适当工作的人流动到合适的地方去:第三.某些人员在不需要的时候,离开了化学系统工程,但在以后系统工程又需要他们的时候,还应顺利回到工程中来.做最适当的工作。总之,化学系统工程中的人才结构,是一个活的耗散结构,时刻都吸收有用人才,排除不需要的人员,而不是一个"死结构”。那种固定不动的死结构,只能贻误化学系统工程的有序进程。

    (2)物的流动。

    在化学系统工程中,物也要进行合理的耗散,做到原料不积压,产品不积压,厂房设备不闲置。系统的理论方法认为,材料产品的积压是一个极大的浪费。因此,原材料要用多少进多少,进来的马上就用上,周转时间要最短,甚至可以“零库存”。工具、设备、厂房要有最大的使用率和运转率,设备的闲置,只能占用资金,而不能创造价值。生产的产品也要迅速销售,随产随销,快产快销,迅速周转增加利洞。当前,世界上一些管理巧妙的大化工联合企业,已经出现了“无仓库的工厂”。那里的原材料和产品流动之快,是非常惊人的。所以,这类企业效率高,利洞大。目前,物流业已成了世界范围的大行业。物尽其用,在流动中增值增效。

    (3)资金的周转和流动。

    化学系统工程要求人们不能把资金固定化,从投人到产出要尽量快,要用多少投多少,投人之后就尽快发挥效益,在流动中创造利洞。如不是这样,就会造成损失。例如,我国某投资100亿的某巨大工程,一下子投下去100亿,搞了10年才投产,年利润只有1亿,需要100年才能收回投资,还不算设备的折旧和维修。像这种本大利微的工程,是不符合系统论的思想方法的。像这种投资100亿:10年后才获得每年1亿的利润(还没有银行利息多)的工程,还不如不立项不建设。之所以出现
这样的情况,除了社会政治原因以外,和决策缺乏科学家论证,缺乏认真的可行性研究有关,这样的教训,应使我们的民族永远记取。

    系统方法和化学耗散理论,对化学系统工程的领导机构和管理机关,也提出了要求,需要这些机构有足够的信息量信息流酒越快越好,并能进行有效的反馈和正确的决策,决策的正确率和准确率越高越好,管理的组织机构要协同、灵敏、整体化,管理人员、各级领导都要根据工程的需要进行新陈代谢、存优汰劣。

    化学工程不仅体现在化工生产上,同时也体现在复杂物质的化学合成的流程中。例如,美国著名化学家伍德沃德和他的学生霍夫曼用量子化学的最前沿理论指导复杂的合成工作。合成了叶绿素、维生素B12、马钱子碱、奎宁、类固醇羊毛甾醇等一系列极为复杂的化合物,被誉为“有机合成大师”,荣获了1965年诺贝尔化学奖。由此也可以说明:系统方法是可以帮助我们有条理地研究、合成、分解以及进行一切化学活动的方法。

    总之,在系统方法指导下的化学系统工程,要求化学研究和化工生产的各种要素都应互相协同,形成一个有耗有散的活生生的开放系统,这个系统要在运动和代谢中,有序地组织生产和销售,通过多创效益,完成它的使命。
           

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