Оптимальные решения при проектировании технологических процессов переработки мяса могут быть достигнуты с помощью их формализованных математических описаний — математических моделей, отражающих в аналитическом виде множества  функциональных связей между технологическими, конструктив­ными,экономическими и другими параметрами процессов и про­дуктов, целевой функцией (критерием) процесса и рядом ограничений, вытекающих из физического смысла задачи. Матема­тические модели технологических операций и материальных по­токов позволяют с помощью стандартных и прикладных про­грамм воспроизвести (имитировать) на ЭВМ текущие произ­водственные ситуации, неподдающиеся прямым эксперименталь­ным или аналитическим исследованиям, и в диалоговом режи­ме оценить эффективность многочисленных вариантов техноло­гической системы как совокупности продуктов, потоков, процес­сов, установок и режимов с выявлением возможностей рацио­нального (безотходного и малотходного) использования сырья и распределения запасов, определения оптимальных технологи­ческих режимов и качества конечных продуктов.

Реализация моделей технологических процессов и аппара­тов на ЭВМ дает возможность инженеру-технологу провести так называемый машинный эксперимент с целью быстрого и обоснованного определения рабочих режимов, организационных, конструктивных и проектных решений, позволяя при этом:

исследовать характер взаимосвязей параметров технологиче­ских процессов и аппаратов с анализом их влияния на термоди­намические, массовые, стоимостные и другие показатели;

исследовать влияние внешних условий на соотношение пара­метров процессов и аппаратов, а также на термодинамические, технико-экономические и другие показатели;

численно оценить снижение КПД, изменения приведенных затрат и других показателей процессов и аппаратов в случае отклонения оптимальных значений параметров из-за каких-либо технических ограничений;

осуществить выбор оптимальных режимов технологического процесса и работы оборудования;

выполнить в диалоговом режиме принятие оптимальных ре­шений при проектировании технологических систем и оборудо­вания.

Таким образом, математическое и имитационное моделиро­вание технологических процессов на основе ЭВМ становится для технолога одним из основных методологических средств обеспе­чения гибкого автоматизированного производства с оптимизаци­ей его на каждом этапе по установленным критериям и ограни­чениям.

Множество технологических процессов (ТП) мясной про­мышленности по характеру материальных потоков и физической природе можно разделить на некоторые классы типовых про­цессов.

Вид и форма математической модели ТП определяются за­дачами исследования и природой исследуемого объекта. В связи с этим процессу моделирования предшествует детальный анализ ТП, направленный на:

• определение материального и энергетического балансов про­цесса на основе законов сохранения массы и энергии;
• аналитическое описание динамики процесса и расчет техно­логических параметров;
• рассмотрение кинетики процесса, связанной с его динамикой и аппаратурным оформлением;
• расчет основных размеров аппаратуры.

При составлении модели технологического процесса мясной промышленности необходимо учитывать и специфику перераба­тываемого сырья и технологических сред, а также существен­ные изменения физико-химических свойств в ходе выполне­ния ТП.

Специфичность собственно ТП заключается в многомерности последних, существенной нестационарности их из-за большого числа возмущений внутреннего и внешнего порядка (колебания состава перерабатываемого сырья, образование «закала» при сушке и т. д.), а также значительной распределенности парамет­ров ТП во времени и пространстве (например, колебания тем­пературы в пароварочных камерах достигают 5 — 8°С по объему). Технологические процессы обладают как детерминирован­ностью, определяющей возможность использования для их ис­следования аналитических и экспериментальных методов, так и стохастичностью (вероятностным характером), что позволяет исследовать их по результатам длительных наблюдений с исполь­зованием методов пассивного и активного эксперимента.

Главными признаками, определяющими пищевую ценность мясных продуктов, являются свойства его составных частей и их оптимальное соотношение (сбалансированность) в составе про­дукта. Наряду с этим существенную роль играют внешний вид, вкус, аромат, цвет, консистенция продукта и другие показате­ли. В связи с этим большое внимание уделяется субъективным, органолептическим методам определения показателей качества и контроля их в продуктах. Вместе с тем составление моделей должно опираться на объективную оценку показателей качест­ва, которая отражала бы действительное состояние мясных про­дуктов.

Математические модели технологических процессов в виде алгебраических и дифференциальных уравнений, уравнений ре­грессии, систем уравнений в частных производных и конечных разностях при достаточном объеме априорных данных могут быть получены аналитическими методами с использованием ос­новных физических законов и классических принципов анализа систем, а также экспериментальными методами, учитывающи­ми вероятностные характеристики реальных процессов с приме­нением математической статистики, регрессионного анализа и планирования эксперимента. Сложность получения адекватных моделей технологических и производственных процессов мясной промышленности обусловлена их достаточно большой началь­ной неопределенностью, связанной с трудноформализуемым раз­бросом нормативов и свойств биосырья, а также характеристик связей между физико-химическими показателями сырья и про­дукции биологического происхождения. При этом внешние воз­действия и факторы, определяющие свойства сырья и продукта на различных технологических этапах, меняются от партии к партии и заранее не могут быть определены однозначно.

В этих условиях наряду с традиционными подходами моде­лирование технологических процессов должно быть связано с созданием адаптивных моделей в виде алгоритмов обучения и адаптации, основанных на методах математического програм­мирования в задачах опознавания, идентификации и исследова­ния операций.

Выбор тех или иных методов и технических средств модели­рования во многом определяется целевым назначением модели, определяемым прикладными задачами ее использования в си­стемах автоматизированного проектирования, оперативного уп­равления, оптимизации производства и т. д.

Математические модели отдельных технологических процес­сов и операций, потоков и продуктов составляют начальный ие­рархический уровень моделирования, на основе которого строит­ся имитационная модель всей технологической системы мясопе­рерабатывающего предприятия, объединяющая отдельные опе­рации, процессы и этапы в общую разветвленную схему произ­водства от поступления сырья до выпуска готовой продукции.