煉油企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度研究

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1、浙江大學(xué)博Ij學(xué)位論文摘要生產(chǎn)調(diào)度在流程工業(yè)企業(yè)中起著承上啟下的關(guān)鍵作用，是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的核心，它決定了生產(chǎn)過(guò)程是否能夠順利進(jìn)行，影響到企業(yè)的生產(chǎn)成本和資源的合理利用。煉油生產(chǎn)企業(yè)是流程工業(yè)的典型代表，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)促使煉油企業(yè)提高利潤(rùn)和減小成本的壓力越來(lái)越大。由于煉油企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化方案能減少原油采購(gòu)、運(yùn)輸、加工和存儲(chǔ)成本，充分利用生產(chǎn)加工能力，提高資源利用效率，增加生產(chǎn)收率，滿足需求和最大化利潤(rùn)，因而生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。但由于煉油企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題具有復(fù)雜性、不確定性、非線性、多目標(biāo)和多約束等特點(diǎn)，而成為研究的難點(diǎn)問(wèn)

2、題。以往的研究一般以煉油企業(yè)中某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)如罐區(qū)存儲(chǔ)、裝置加工、原油和成品油調(diào)和等作為調(diào)度對(duì)象，而沒(méi)有從全廠角度整體考慮調(diào)度目標(biāo)，但局部生產(chǎn)優(yōu)化不等于全廠最優(yōu)，因而無(wú)法達(dá)到全局優(yōu)化。本文對(duì)煉油企業(yè)調(diào)度問(wèn)題的研究主要包括以下幾個(gè)方面：(1)從煉油企業(yè)整體建模角度出發(fā)，將構(gòu)建煉油企業(yè)生產(chǎn)流程模型所需的各種模型元素抽象出來(lái)，通過(guò)對(duì)這些元素的數(shù)學(xué)描述，來(lái)剖析煉油企業(yè)流程建模的特點(diǎn)，通過(guò)這些抽象出的模型元素可以為靈活構(gòu)建整個(gè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。并著重描述了這些不同模型元素在多操作方案下，物料平衡計(jì)算及物性計(jì)算的特點(diǎn)。(2)詳細(xì)討論了煉油企

3、業(yè)操作約束建模以及如何構(gòu)建高效數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題。論述了如何通過(guò)邏輯角度來(lái)理解和描述生產(chǎn)操作規(guī)則的建模，以及如何將邏輯描述轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型。同時(shí)還闡述了許多建立高效混合整數(shù)線性規(guī)劃模型的技巧，如：何時(shí)將0—1變量視作0—1連續(xù)性變量、將高維離散變量分解為低維離散變量等。(3)通過(guò)所介紹的物流框架模型和邏輯建模方法，通過(guò)實(shí)例揭示如何建立一個(gè)完整的調(diào)度模型。通過(guò)該實(shí)例展示，用一個(gè)單一的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型來(lái)刻畫企業(yè)調(diào)度細(xì)節(jié)，特別是刻畫與儲(chǔ)罐相關(guān)的物流分配操作，如：同時(shí)接收物料的儲(chǔ)罐數(shù)目、同時(shí)輸送物料的儲(chǔ)罐數(shù)目、儲(chǔ)罐的多操作方案、儲(chǔ)罐接收物料后的

4、靜置時(shí)間等，不僅會(huì)導(dǎo)致模型規(guī)模龐大，而且會(huì)導(dǎo)致大量的離散變量，從而極大影響了模型的運(yùn)行時(shí)間。III摘要(4)針對(duì)單一優(yōu)化模型求解困難的難點(diǎn)，提出了一種分層建模與求解策略。上層優(yōu)化模型用來(lái)決定裝置宏觀的調(diào)度策略：裝置各加工方案的時(shí)刻和順序、進(jìn)出廠管線輸送物料的時(shí)間及順序、并決定各裝置在各時(shí)間周期內(nèi)生產(chǎn)或消耗的物料數(shù)量及種類。在上層的優(yōu)化模型中只涉及企業(yè)的集合罐，即由當(dāng)前儲(chǔ)存相同物料的物理罐組合而成的邏輯罐。下層系統(tǒng)將應(yīng)用啟發(fā)式規(guī)則去調(diào)整集合罐內(nèi)多用途的操作方案，以調(diào)節(jié)集合罐的存儲(chǔ)能力。另外下層系統(tǒng)也通過(guò)啟發(fā)式規(guī)則來(lái)管理物理罐接收

5、和輸送物料的順序。這樣的分層策略能大大減少上層優(yōu)化模型離散變量的數(shù)目，加快模型的求解速度。(5)在分層策略的基礎(chǔ)上，提出了一種不確定條件下具有魯棒特性的計(jì)劃與調(diào)度整合的策略。由于生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確，或未預(yù)知事件的發(fā)生，可能會(huì)使模型找到的優(yōu)化解不再是可行解，為了緩解這種不確定因素的影響，介紹了一種魯棒建模策略。同時(shí)為了探索計(jì)劃與調(diào)度整合問(wèn)題，在分層策略的基礎(chǔ)上，提出了基于滾動(dòng)優(yōu)化的計(jì)劃／調(diào)度整合模型。關(guān)鍵詞：煉油企業(yè)；生產(chǎn)計(jì)劃；生產(chǎn)調(diào)度；建模；優(yōu)化IV浙江大學(xué)博。I：學(xué)位論文ABSTRACTSchedulingistheke

6、yofManufacturingExecutingSystem(MES)，whichlinksprocesscontrolsystemandbusinessmanagementsysteminprocessindustry．Itdetermineswhetherproductionprocessisrunningsmoothly，influencesproductioncostandreasonableutilizationofresources．Itisoilrefinerythatisoneofthetypicalrepr

7、esentativesofprocessindustry．Therefinerieshavetomakegreateffortstoincreaseprofitswhiledecreasecostsundermarketcompetition．Theoptimalsolutionofrefineryproductionschedulingcanreducethecostsofpurchase，transportation，storage，andmakethebestofproductioncapacity，improveeff

8、iciencyofresourceutlizationandcapacityratio，meetdemandsandmaximizeprofits，therefineryproductionschedulingproblemreceivessignificantattenti