प्रक्रिया अभियंता

प्रक्रिया अभियंता मूलभूत सिद्धांतों और वैज्ञानिक नियमों की समझ और अनुप्रयोग है जो मानव को कच्चे माल और ऊर्जा को उत्पादन (अर्थशास्त्र) में बदलने की अनुमति देता है जो समाज के लिए विनिर्माण में उपयोगी होता है। प्रकृति के प्रेरक बलों जैसे दबाव, तापमान प्रवणता और एकाग्रता प्रवणता, साथ ही साथ द्रव्यमान के संरक्षण के नियम का लाभ उठाकर, प्रक्रिया अभियंता बड़ी मात्रा में वांछित रासायनिक उत्पादों को संश्लेषित और शुद्ध करने की विधि विकसित कर सकते हैं। प्रक्रिया अभियंता रासायनिक, भौतिक और जैविक प्रक्रियाओं के डिजाइन, संचालन, नियंत्रण, अनुकूलन और गहनता पर केंद्रित है। प्रक्रिया अभियंता में कृषि अभियंता, ऑटोमोटिव अभियंता, जैव प्रौद्योगिकी, केमिकल अभियंता, खाद्य अभियांत्रिकी , पदार्थ विज्ञान, खनन अभियांत्रिकी , नाभिकीय अभियांत्रिकी , पैट्रोलियम उद्योग , प्रक्रिया रसायन और कंप्यूटर प्रोग्रामिंग जैसे उद्योगों की विस्तृत श्रृंखला सम्मिलित है। प्रक्रिया अभियंता के लिए व्यवस्थित कंप्यूटर-आधारित विधियों का अनुप्रयोग प्रक्रिया प्रणाली अभियंता है।

अवलोकन
प्रक्रिया अभियंता में कई उपकरणों और विधियों का उपयोग सम्मिलित है। प्रणाली की त्रुटिहीन प्रकृति के आधार पर, गणित और कंप्यूटर विज्ञान का उपयोग करके प्रक्रियाओं को अनुकरण और मॉडलिंग करने की आवश्यकता होती है। प्रक्रियाएं जहां चरण परिवर्तन और चरण संतुलन प्रासंगिक हैं, ऊर्जा और दक्षता में परिवर्तनों को मापने के लिए थर्मोडायनामिक्स के सिद्धांतों और नियमों का उपयोग करके विश्लेषण की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, ऐसी प्रक्रियाएँ जो सामग्री और ऊर्जा के प्रवाह पर ध्यान केंद्रित करती हैं, क्योंकि वे संतुलन तक पहुँचती हैं, द्रव यांत्रिकी और परिवहन घटना के विषयों का उपयोग करके सबसे अच्छा विश्लेषण किया जाता है। यांत्रिकी के क्षेत्र में अनुशासन को तरल पदार्थ या पोरस और प्रसारित मीडिया की उपस्थिति में प्रायुक्त करने की आवश्यकता है। प्रासंगिक होने पर सामग्री अभियंता सिद्धांतों को भी प्रायुक्त करने की आवश्यकता है।

प्रक्रिया अभियंता के क्षेत्र में मैन्युफैक्चरिंग में प्रक्रिया सिंथेसिस स्टेप्स का कार्यान्वयन सम्मिलित है। त्रुटिहीन उपकरण की आवश्यकता के अतिरिक्त, प्रक्रिया अभियंता को प्रक्रिया प्रवाह आरेख (पीएफडी) के उपयोग के माध्यम से स्वरूपित किया जाता है जहां सामग्री प्रवाह पथ, भंडारण उपकरण (जैसे टैंक और साइलो), परिवर्तन (जैसे आसवन स्तंभ, रिसीवर / हेड टैंक, मिश्रण, पृथक्करण, पम्पिंग, आदि) और प्रवाह माप निर्दिष्ट हैं, साथ ही साथ सभी पाइपों और कन्वेयर और उनकी सामग्री, भौतिक गुण जैसे घनत्व, चिपचिपाहट, कण-आकार वितरण, प्रवाह, दबाव, तापमान और सामग्री की सूची पाइपिंग और यूनिट संचालन के लिए निर्माण किया था।

प्रक्रिया प्रवाह आरेख का उपयोग तब एक पाइपिंग और इंस्ट्रूमेंटेशन आरेख (पी और आईडी) विकसित करने के लिए किया जाता है जो ग्राफिक रूप से होने वाली वास्तविक प्रक्रिया को प्रदर्शित करता है। पी और आईडी को पीएफडी की तुलना में अधिक जटिल और विशिष्ट होना चाहिए। वे डिजाइन के लिए कम गड़बड़ दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं। तब पी एंड आईडी का उपयोग तब प्रणाली ऑपरेशन गाइड या कार्यात्मक विनिर्देश विकसित करने के लिए डिजाइन के आधार के रूप में किया जाता है जो प्रक्रिया के संचालन की रूपरेखा तैयार करता है। यह मशीनरी के संचालन, डिजाइन में सुरक्षा, प्रोग्रामिंग और अभियंताों के बीच प्रभावी संचार के माध्यम से प्रक्रिया का मार्गदर्शन करता है।

पी एंड आईडी से, प्रक्रिया का प्रस्तावित लेआउट (सामान्य व्यवस्था) ओवरहेड व्यू ( भूखंड योजना ) और साइड व्यू (ऊंचाई) से दिखाया जा सकता है, और अन्य अभियंता विषयों जैसे कि साइट वर्क (धरती पर चलने) के लिए सिविल अभियंता सम्मिलित हैं।, नींव डिजाइन, कंक्रीट स्लैब डिजाइन कार्य, उपकरण का समर्थन करने के लिए संरचनात्मक स्टील, आदि। पिछले सभी कार्य परियोजना के दायरे को परिभाषित करने के लिए निर्देशित हैं, फिर डिजाइन स्थापित करने के लिए लागत अनुमान, और समय की जरूरतों को संप्रेषित करने के लिए कार्यक्रम अभियंता, खरीद, निर्माण, स्थापना, कमीशनिंग, स्टार्टअप और प्रक्रिया के चल रहे उत्पादन के लिए विकसित करना है।

आवश्यक लागत अनुमान और शेड्यूल की आवश्यक त्रुटिहीनता के आधार पर, डिज़ाइन के कई पुनरावृत्तियों को आम तौर पर ग्राहकों या हितधारकों को प्रदान किया जाता है जो उनकी आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। प्रक्रिया अभियंता इन अतिरिक्त निर्देशों (सीमा में संशोधन) को समग्र डिजाइन और अतिरिक्त लागत अनुमानों में सम्मिलित करता है, और फंडिंग अनुमोदन के लिए कार्यक्रम विकसित किए जाते हैं। वित्त पोषण अनुमोदन के बाद, परियोजना को परियोजना प्रबंधन के माध्यम से निष्पादित किया जाता है।

प्रक्रिया अभियंता में फोकस के प्रमुख क्षेत्र
प्रक्रिया अभियंता गतिविधियों को निम्नलिखित विषयों में विभाजित किया जा सकता है:
 * प्रक्रिया डिजाइन: ऊर्जा पुनःप्राप्ति नेटवर्क का संश्लेषण, आसवन प्रणाली का संश्लेषण (Azeotrope), रिएक्टर नेटवर्क का संश्लेषण, श्रेणीबद्ध अपघटन फ़्लोशीट्स, अधिरचना अनुकूलन, डिज़ाइन मल्टीप्रोडक्ट बैच प्लांट, प्लूटोनियम के उत्पादन के लिए उत्पादन रिएक्टरों का डिज़ाइन, परमाणु पनडुब्बियों का डिज़ाइन.
 * प्रक्रिया नियंत्रण: मॉडल भविष्य कहनेवाला नियंत्रण, नियंत्रणीयता के उपाय, मजबूत नियंत्रण, अरैखिक नियंत्रण, सांख्यिकीय प्रक्रिया नियंत्रण, प्रक्रिया की निगरानी, ​​ऊष्मप्रवैगिकी-आधारित नियंत्रण, तीन आवश्यक वस्तुओं द्वारा निरूपित, माप का संग्रह, माप लेने की विधि और नियंत्रण की प्रणाली वांछित माप।
 * यूनिट प्रक्रिया: शेड्यूलिंग प्रक्रिया नेटवर्क, मल्टीपीरियोड प्लानिंग और ऑप्टिमाइज़ेशन, डेटा सामंजस्य, रीयल-टाइम ऑप्टिमाइज़ेशन, लचीलेपन के उपाय, दोष निदान।
 * सहायक उपकरण: अनुक्रमिक मॉड्यूलर सिमुलेशन, समीकरण-आधारित प्रक्रिया सिमुलेशन, कृत्रिम होशियारी / विशेषज्ञ प्रणाली, बड़े पैमाने पर गैर-रैखिक प्रोग्रामिंग (एनएलपी), अंतर बीजगणितीय समीकरणों (डीएई) का अनुकूलन, मिश्रित-पूर्णांक गैर-रैखिक प्रोग्रामिंग (एमआईएनएलपी), वैश्विक अनुकूलन, अनिश्चितता के तहत अनुकूलन, और गुणवत्ता कार्य परिनियोजन (QFD)।
 * प्रक्रिया अर्थशास्त्र: इसमें एएसपीईएन, सुपर-प्रो जैसे सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर का उपयोग ब्रेक ईवन बिंदु, शुद्ध वर्तमान मूल्य, सीमांत बिक्री, सीमांत लागत, औद्योगिक संयंत्र के निवेश पर वापसी और संयंत्र के बड़े पैमाने पर हस्तांतरण के विश्लेषण के बाद पता लगाने के लिए सम्मिलित है। *प्रक्रिया डेटा विश्लेषण: प्रक्रिया निर्माण समस्याओं के लिए डेटा एनालिटिक्स और यंत्र अधिगम विधियों को प्रायुक्त करना।

प्रक्रिया अभियंता का इतिहास
अनादि काल से औद्योगिक प्रक्रियाओं में विभिन्न रासायनिक तकनीकों का उपयोग किया जाता रहा है। हालांकि, 1780 के दशक में ऊष्मप्रवैगिकी के आगमन और द्रव्यमान के संरक्षण के कानून तक यह नहीं था कि प्रक्रिया अभियंता को अपने स्वयं के अनुशासन के रूप में ठीक से विकसित और कार्यान्वित किया गया था। ज्ञान का वह सेट जिसे अब प्रक्रिया अभियंता के रूप में जाना जाता है, तब पूरी औद्योगिक क्रांति के दौरान परीक्षण और त्रुटि से बना था।

शब्द प्रक्रिया, जैसा कि यह उद्योग और उत्पादन से संबंधित है, 18 वीं शताब्दी की है। इस समय अवधि के दौरान, विभिन्न उत्पादों की मांग में भारी वृद्धि होने लगी, और प्रक्रिया अभियंताों को उस प्रक्रिया का अनुकूलन करने की आवश्यकता थी जिसमें ये उत्पाद बनाए गए थे। 1980 तक, प्रक्रिया अभियंता की अवधारणा इस तथ्य से उभरी कि विभिन्न प्रकार के उद्योगों में केमिकल अभियंता तकनीकों और प्रथाओं का उपयोग किया जा रहा था। इस समय तक, प्रक्रिया अभियंता को डिजाइन, विश्लेषण, विकास, निर्माण और संचालन के लिए आवश्यक ज्ञान के सेट के रूप में परिभाषित किया गया था, इष्टतम तरीके से, प्रक्रियाओं में सामग्री बदलती है। 20वीं शताब्दी के अंत तक, उत्पाद अभियांत्रिकी का विस्तार केमिकल अभियंता-आधारित तकनीकों से धातुकर्म अभियंता, कृषि अभियंता और उत्पाद अभियंता सहित अन्य अनुप्रयोगों तक हो गया था।

यह भी देखें

 * रासायनिक प्रक्रिया मॉडलिंग
 * रासायनिक प्रौद्योगिकीविद
 * औद्योगिक इंजीनियरिंग
 * औद्योगिक प्रक्रिया
 * पदार्थ विज्ञान
 * मॉड्यूलर प्रक्रिया स्किड
 * प्रक्रिया रसायन
 * प्रक्रिया फ़्लोशीटिंग
 * प्रक्रिया एकीकरण
 * सिस्टम इंजीनियरिंग प्रक्रिया

बाहरी संबंध

 * Advanced Process Engineering at Cranfield University (Cranfield, UK)
 * Centre for Process Systems Engineering (Imperial)
 * Process Systems Engineering at Cornell University (Ithaca, New York)
 * Department of Process Engineering at Stellenbosch University
 * Process Research and Intelligent Systems Modeling (PRISM) group at BYU
 * Process Systems Engineering at CMU
 * Process Systems Engineering Laboratory at RWTH Aachen
 * The Process Systems Engineering Laboratory (MIT)
 * Research Challenges in Process Systems Engineering by Ignacio E. Grossmann and Arthur W. Westerberg
 * Advanced Process Engineering Consulting at Canada