کاربرد نرم افزارهای هوشمند در تحلیل و بهینه سازی پایپینگ صنعتی

با گسترش صنایع فرایندی و پیچیدگی شبکه های پایپینگ، طراحی و بهره برداری بهینه این سیستم ها به یکی از چالش های مهم مهندسی تبدیل شده است. پژوهش حاضر با هدف بررسی کاربرد نرم افزارهای هوشمند در تحلیل و بهینه سازی سیستم های پایپینگ صنعتی، از رویکردی توصیفی–تحلیلی و کاربردی بهره گرفت. در این مطالعه، داده های فنی سیستم های پایپینگ جمع آوری و پس از پردازش، مدل سازی هیدرولیکی و مکانیکی آن ها با استفاده از نرم افزارهای تخصصی انجام شد. سپس، الگوریتم های هوشمند شامل الگوریتم ژنتیک (GA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO) و مدل هیبریدی شبکه عصبی–ژنتیک (ANN-GA) برای بهینه سازی عملکرد سیستم به کار گرفته شدند. نتایج نشان داد که بهینه سازی نرم افزاری موجب کاهش افت فشار کل تا حدود ۳۳ درصد، کاهش حداکثر سرعت جریان تا ۲۵ درصد، کاهش توان مصرفی پمپ تا ۳۲ درصد و افزایش راندمان هیدرولیکی تا ۲۴ درصد شد. همچنین، حداکثر تنش فون میزز ۳۲ درصد کاهش یافت و تنش حرارتی، تنش ناشی از وزن و تنش ترکیبی کل نیز به ترتیب ۳۵، ۳۳ و ۳۱ درصد کاهش یافت. از نظر اقتصادی، هزینه انرژی سالیانه و هزینه تعمیر و نگهداری به ترتیب ۳۴ و ۳۷ درصد کاهش یافته و هزینه کل سالیانه سیستم بیش از ۳۴ درصد صرفه جویی را نشان داد. نتایج عملکرد الگوریتم ها نشان داد که مدل هیبریدی ANN-GA با کمترین مقدار تابع هدف و سریع ترین زمان همگرایی، کارآمدترین رویکرد برای بهینه سازی سیستم بود. تحلیل حساسیت نیز تاکید کرد که پارامترهای کلیدی مانند قطر لوله، مسیرگذاری خطوط و زبری داخلی بیشترین تاثیر را بر عملکرد سیستم دارند. یافته های این پژوهش نشان می دهد که استفاده از نرم افزارهای هوشمند می تواند ابزار موثری برای افزایش ایمنی، دوام، بهره وری و کاهش هزینه های سیستم های پایپینگ صنعتی باشد.

کلیدواژه ها:

پایپینگ صنعتی ، نرم افزارهای هوشمند ، بهینه سازی ، الگوریتم های هوشمند ، تحلیل هیدرولیکی ، تحلیل مکانیکی