Vad är MIND?
Vad är MIND?
MIND-metoden är en simuleringsmetod för analys av industriella energisystem. För beräkningar används optimeringsverktyget MIND. Man bör här skilja på verktyg och metod. MIND som metod är en mer generell analysmetod för studier av industriella energisystem.
Med verktyget MIND bygger man en modell med noder och flödespilar dem emellan. Noderna kan representera en enskild teknisk komponent eller ett helt processteg. Vad som flödar i flödespilarna kan man definiera fritt. För ett pappersbruk är det till exempel vanligt med ånga, el, bränsle, ved och massa. På så sätt är MIND ett väldigt flexibelt verktyg. I noderna skriver man in funktioner för hur flödena relateras till varann. Där kan du till exempel säga hur stort ångflöde som behövs till ett visst materialflöde. Sedan skickar MIND en matris med all denna information till ett optimeringsprogram som utför själva beräkningen. Namnet MIND är en förkortning av Method for analysis of INDustrial energy systems. Optimeringsberäkningen görs med så kallad MILP som står för Mixed Integer Linear Programming som är lämpligt när man ska hantera icke-linjära samband som det ofta handlar om inom industrier.
Skillnaden mellan optimering och simulering är att de svarar på olika frågor. Optimering svarar på frågan vad som bäst uppfyller vissa mål givet vissa kriterier. Simulering svara på
Systemanalys av industrier med MIND-metoden
Sofia Klugman
frågan ”Vad händer om man gör såhär?”. Om man testar några olika fall med ett optimerande verktyg blir det en simulering eftersom man har frågat vad som händer med optimeringen av systemet om vissa aspekter ändras.
Simulering är i det här fallet en del av den mer generella metoden systemanalys. För systemanalys kan ett stort utbud av metoder och forskningsdiscipliner komma till användning. De är olika väl lämpade för att svara på olika typer av frågor. Både matematiska, tekniska och samhällsvetenskapliga metoder finns tillhands. En översikt med metoder som kan användas till systemanalys ges i Figur 1.
Systems Analysis Group vid Uppsala universitet beskriver systemanalys som ett projekt. (Uppsala, 1996) Systemanalys kräver oftast samarbete eftersom det dels krävs experter på det studerade systemet och dels krävs kunniga i metoden som ska användas för analys och både problemområdet och metoden är komplexa. De kunskaper som behövs kan sällan kombineras i en enskild person. Ett nära samarbete är därför viktigt för att arbetet ska bli lyckat.
Beräkning är aldrig hela metoden när det gäller studiet av industriell systemanalys. För att kunna bygga modellen som simuleringar ska göras på krävs en hel del förarbete. I princip kan denna del av arbetet beskrivas enligt följande (egna reflektioner):
1. Forskningsmotivering. Forskningens syfte beskrivs. Det kan till exempel vara miljömässiga mål, en önskan att utveckla redskap för industrin att planera sin verksamhet effektivare eller ett rent kunskapssökande.
2. Systemavgränsning. Här är det det studerade systemets gränser som definieras. Gränserna behöver vara strikta för en datormodell och dras oftast utgående från var gränsen går för beslutfattarnas makt. Inom industrin kan man till exempel inte fatta beslut om oljepriset, så det får tillhöra systemets omgivning och blir ett konstant ingående värde till modellen.
3. Målformulering. För en industri är det ofta ekonomiska mål man finner för hela industrin. Dock kan energisystemet ha ytterligare mål som kanske till och med är viktigare. Driftsäkerhet är alltid viktigt, men även miljömål kan ingå ifall företaget låtit energi ingå i sin miljöpolicy. En rangordning av målen kan vara lämplig.
4. Kartläggning. Tekniska komponenter och relationer dem emellan kartläggs. Här undersöks också vilka förändringar som är intressanta att testa med modellen.
Under modelleringens gång återkommer man till förarbetets frågeställningar och justerar allteftersom man får bättre kännedom om systemet. Validering av modellen görs innan resultat kan fås fram och värderas. Om syftet med forskningen var implementering ska slutligen resultaten tillbaka till det verkliga systemet.