CHƯƠNG I : TỔNG QUAN
1.3. Phân tích dịng vật chất với phần mềm STAN
1.3.1. Giới thiệu về STAN
Phần mềm STAN (subSTance flow ANalysis) do nhóm chuyên gia của Áo phát triển, nhằm giải quyết các vấn đề bất cập trong quá trình sử dụng MFA. Giao diện bên ngồi bao gồm: các cửa sổ chương trình và có thế tùy biến theo nội dung của từng MFA. Một số thanh công cụ cơ bản phía trên cửa số thể hiện các câu lệnh quan trọng nhất trong việc thiết lập và tính tốn MFA.
Phần mềm có thanh cơng cụ để vẽ hình bên phía tay trái của cửa sổ giao diện, để thiết kế các phần chính của MFA như: hoạt động (process), các tiến trình (flows), đường biên của hệ thống (system boundary) và phần chữ (text). Trong cửa sổ Model Explorer, mơ hình MFA được mơ tả từng hoạt động và các tiến trình theo dạng hình cây nằm phía tay trái của màn hình. Mỗi hoạt động cũng như tiến trình của mơ hình có thể thay đổi thuộc tính hay dữ liệu tại phần thuộc tính (properties) nằm phía tay phải của màn hình (xem Hình 1.3). Tại cửa sổ thuộc tính, các dữ liệu này có thể chỉnh sửa cho phù hợp của nội dung MFA. Cửa sổ Trace Output sẽ thể hiện các lời nhắn và tiến trình tính tốn cũng như các lỗi sai trong q trình tính tốn (nếu có) nằm ở phía dưới cũng của màn hình.
Theo như mặc định của chương trình, khi thiết kế một hoạt động (process) vào MFA thì khơng bao gồm phần tổn thất (stock) hay hệ thống nhỏ (subsystem) bên trong chính hệ thống đó. Nếu hoạt động đó có bao gồm tổn thất hay hệ thống nhỏ bên trong thì sẽ được thêm vào bằng cách đánh dấu vào ô “stock” hay “sub- system” ở cửa sổ thuộc tính (properties). Hệ thống nhỏ trong một hoạt động được thiết kế tương tự như hoạt động và có thể được mơ hình hóa chi tiết bên trong cấu trúc của hoạt động. Các tiến trình liên quan một hoạt động được thể hiện bằng các mũi tên dọc theo chu vi của hình chữ nhật thể hiện hoạt động đó. Số lượng các tiến trình sẽ quyết định đổi kích thước của hình chữ nhật thể hiện quá trình. Kết nối giữa hai q trình là các tiến trình (flows), cịn tiến trình nhập khẩu (import flows) và tiến trình xuất khẩu (export flows) được sử dụng để kết nối các hoạt động với các q trình khác bên ngồi đường biên của hệ thống. Phần chữ và các biến số của hệ thống có thể được chỉnh sửa riêng lẻ, sau đó, phần mềm sẽ tự cập nhật vào hệ thống. Sơ đồ của MFA sẽ được tự động hệ thống hóa các tiến trình (flow) bằng cách đánh số sau khi thiết kế trên STAN (Hình 1.5).
Hình 1.5. MFA được hệ thống hóa trên STAN
1.3.3. Nhập dữ liệu, tính tốn và hiển thị kết quả
Nhập dữ liệu
Các dữ liệu như: khối lượng tiến trình (mass flows), lưu trữ (stocks), nồng độ (concentrations) và hệ số luân chuyển (transfer coefficients) sẽ được nhập bằng tay với đơn vị và sai số của dữ liệu cho các lớp dữ liệu khác nhau (1 x hàng hóa, n x vật chất và 1 x năng lượng) và khoảng thời gian. Các đơn vị phổ biến của các biến số được định nghĩa sẵn trong chương trình, trong trường hợp biến số có đơn vị đặc biệt thì người dùng có thể tùy biến nhập vào chương trình. Khi mơ hình xuất ra hình vẽ, đơn vị của các biến số sẽ được tự động qui đổi theo đơn vị của khối lượng tiến trình và lưu trữ (Hình 1.6). Sai số của dữ liệu được tính tốn theo cơng thức giá trị trung bình (mean value) và sai số tiêu chuẩn (standard deviation).
Hình 1.6. MFA sau khi nhập số liệu
(Nguồn: Phạm Thị Thúy và Vũ Thị Minh Thanh, 2014)
Tính tốn
Hình vẽ của mơ hình được xuất ra từ phần mềm STAN dựa trên các số liệu tính tốn từ bốn loại cơng thức tính tốn.
Cơng thức tính tốn cân bằng:
∑đầu vào = ∑đầu ra + thay đổi tổn thất
đầu ra x = hệ số luân chuyển đến đầu ra x + ∑đầu vào
Cơng thức tính tốn tổn thất:
tổn thấtgiai đoạn i+1 = tổn thấtgiai đoạn + thay đổi tổn thấtgiai đoạn i
Cơng thức tính tốn dựa trên nồng độ vật chất:
Khối lượngvật chất = khối lượnghàng hóa + nồng độvật chất
Dựa trên bốn cơng thức trên, những dữ liệu cần thiết sẽ được sử dụng tính tốn và những dữ liệu khơng sử dụng trong tính tốn sẽ được tự động sử dụng để kiểm chứng các dữ liệu chưa biết (dữ liệu đối chiếu). Tất cả các dữ liệu hiện có trong các lớp và chu kỳ sẽ được sử dụng một cách đồng thời. Do đó, các lỗi trong q trình tính tốn sẽ được tự động phát hiện thông qua các phép kiểm tra xác suất.
Hiển thị kết quả
Kết quả tính tốn được hiển thị theo định dạng của sơ đồ Sankey với các khối hình vẽ khác nhau. Do đó, chiều dày của mũi tên thể hiện khối lượng của các tiến trình (Hình 1.7). Tỷ lệ của các hình vẽ có thể tùy biến chỉnh sửa.
Các giá trị tính tốn của từng đối tượng có thể được tùy biến trong cửa sổ Properties. Với mơ hình được xây dựng với nhiều chu kỳ, phần mềm cũng có thể hiển thị các giá trị của từng tiến trình riêng lẻ cũng như một thời gian cụ thể.
Sơ đồ của mơ hình có thể xuất ra các định dạng khác nhau như: bmp, emf, exif, gif, icon, jpeg, pmg, tiff, wmf.
STAN cho phép khắc phục được nhược điểm của MFA truyền thống, cho phép áp dụng MFA như một cơng cụ hữu hiệu trong phân tích, đánh giá, quy hoạch và thực thi hệ thống quán lý chất thải đô thị.