一款比Aspen Plus更开放的建模软件--gPROMS
发展历程
gPROMS (generalprocess modelling system) 起源于英国帝国理工大学的过程系统工程学院，历经数十年的过程系统研发，以算法封装的形式开发出gPROMS，于1997年成立了PSE公司 (Process System Enterprise Ltd.)负责gPROMS全部商业运营。2006年推出gPROMSV3.0，此版本完善了图形界面操作功能。；2015年，PSE基于SSML高级模型库推出了ProcessBuilder产品。
gPROMS ProcessBuilder 软件环境
功能应用
并非仅仅局限于化工行业，经过三十多年的改进与完善， gPROMS已经广泛应用于制药、汽车、电子等诸多行业领域，成为工业建模、仿真模拟、工艺优化等过程常用的软件之一。当然，在化学化工方面，它是一款风格及其明显的面向传统化工与精细化工的通用化工工艺过程模拟和优化软件，除了可进行稳态物料衡算与热衡算外，还可以进行中试放大研究、系统级优化求解能力、动态开停车过程模拟等。在gPROMS产品系列中涵盖了化工行业流程模拟、反应器分离器详细设计、生命科学、食品制药、能源电力、油气行业、污水处理、燃料电池等相关专业模块工具，同时外部接口的存在使用户在调用其他软件特征功能时起到事半功倍的效果。
gPROMS 产品功能
软件特征
1.开发能力强大
gPROMS模型开发进程一直在高速发展之中，建模平台也吸引了众多行业巨头及高校课题组进行工艺模型搭建开发，在各大化工领域方向发表了千余篇行业高水平刊物，发表刊物也为后续开发提供了良好循环基础。
gPROMS 软件应用科研开发
2.工程数学建模语言
相对于其他流程建模模拟软件，gPROMS的编程语言与MATLAB非常类似，它的开发者更偏重软件使用与专业过程工业的契合，因此定制的建模语言更为工程数学化，用户编写调试更易掌握。
案例建模输入（污水处理Variable）
3.联立方程求解算法
相对于典型建模软件Aspen和PRO/II等趋于成熟的序贯模块算法 (Sequential Modular)，gPROMS首先实现了先进联立方程法(Equation Oriented)的普及商业化，具有基于联立模块法的多种方程求解器，如:LASolver、NLSolver、DASolver等，这种大型非线性方程组在计算效率上优势明显，更方便研究人员化工过程系统设计及相关优化的求解问题。
4.耦合接口丰富
gPROMS作为最开放的过程建模平台，能够与非常多的仿真工具相互耦合使用。如可将gPROMS稳态单元模型通过标准的CAPE-OPEN接口导入至其他工艺模拟软件的gO:CAPE-OPEN、可把gPROMS工艺模型发布为运行时版本的gO:RUN、可将工艺过程模拟与三维CFD计算耦合的gO:CFD、可将计算模块语言与MATLAB软件耦合的gO:MATLAB等等。
gPROMS外部接口
此外，gPROMS典型优势还有模型初值估计功能、模型验证功能、实验设计功能、稳态/动态统一模型等。
作为一个稍显专业的软件，小编对gPROMS的接触时间并不是太久，在与使用过的软件Aspen Plus、PRO/II这些通用模拟软件对比之下，gPROMS在开放性上的优势是比较明显的，针对典型的复杂案例，往往封装的软件会给人更多的限制，难以真正贴合工业实际。
gPROMS反应器自定义图示
以小编主要涉及到的反应器研究类型为例，用户在过程建模时，往往注重的不仅仅是其中的化学反应效果，了解进出口物流的反应物成分变化仅仅只是我们需要达到的一个小目标，其环境变化（热量、压力等）、经济核算也需要一并考虑在内，这在gPROMS中则是可以通过自定义语言输入达成的。
同时，在反应器宏观到微观的多尺度模型上，用户通过反应器设计参数、催化床层效能以及内部催化颗粒扩散的语言输入，可以具有“因地制宜”的直观建模效果，这是gPROMS领先于其他过程建模软件的优点之一。
反应器的多尺度模型建立
在动态模拟领域方面，我们知道AspenTech公司主打的Aspen Dynamic产品是市面的热门应用，其软件操作及系统界面保持了AspenTech的优良传统。但在目前版本来看，Aspen Dynamic所提供的全封装模型库阻断了用户对模块内部结构的直观了解，在动态变量设置及调试方面会带来相对量的麻烦，研究者需要依靠自己的经验进行部分变量设置。
gPROMS模块使用的方程是完全开放的，用户可从方程自由度等要求出发，采用实际工况的动态变化数据和模拟设备特征进行方程验证修改，这会让研究者在贴合工况实际的前提下，更为深入地了解动态变化的原理及修正方式。
gPROMS变压吸附（PSA）动态过程
写在最后
由于在使用gPROMS过程中需要大量应用到语句输入，这对于用户来说需要有一定的数学意识及编程水平，不过软件在工程语言上是非常友善的，具备化工专业知识的小伙伴基本都能顺利入手。
最后，是不是有部分热爱学习的同学们想要准备“攻占”这个特殊的建模软件呢？小编在网上为大家搜集了gPROMS ModelBuilder 4.0版本的软件，公众号后台发送“gPROMS”获取链接，大家仅做学习使用哦！
参考资料：
1. 基于gPROMS的污水处理厂动态仿真与优化控制
2. 基于gPROMS的反应萃取过程模拟
3. 海基科技gPROMS产品介绍
4. Study of mass transfercorrelations for rotating packed bed columns in the context of solvent-based carboncapture
5. 百科gPROMS简介
END
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