面向MES的炼油厂调度建模策略研究

基于建模平台PS(Production scheduler),以炼油厂作为研究对象,以效益类和绩效类目标结合的多目标规划建立润滑油调度模型,并用分支定界法、线性规划方法进行求解;在包含性质约束的汽油调和模型中,以路径层和性质层分解的策略分别建立混合线性规划模型和不包含整型变量的非线性规划模型,在性质层模型求解中运用SLP(连续线性规划)方法求解.建模、求解和仿真结果证明,以线性规划为基础、对象化方法为思路、结合分层次的分解策略建立离散时间调度模型的多目标规划方法,适用于建立炼油厂各关注重点的局部模型和全厂模型,结合分支定界和SLP的线性规划求解策略,适用于大规模调度模型的求解.     

多目标规划模型

油田开发方案的规划问题在本质上是一个多目标的问题,多目标规划描述比线性规划描述更能反映油田实际情况。采用多目标规划方法描述经济问题,并利用加权法将这一多目标规划问题化为线性规划问题。其具体的做法是:将多个重要的目标放到目标函数中,并用适当的方法将它合并为一个目标,将其余的目标变为各部门产量的上、下限约束条件。     

多准则多约束水平的油田措施结构优化模型及应用

针对油田开采系统的各种复杂因素和在油田开发规划时资源约束水平可能是不确定的或有多个决策者参与决策的问题,利用多目标线性规划的扩展理论和方法——多准则多约束水平线性规划的理论和方法,研究了油田的措施产量优化分配问题。建立了以措施产油量最大、措施的总效益最好为目标,以在不同资源约束水平下的措施产量、费用和工作量为约束条件的油田措施产量分配的优化模型。与以往的模型相比,该模型的约束条件的右边是不固定的。根据模型的特殊性,提出利用多准则多约束水平线性规划的内点法求解,即按约束水平的个数将模型拆分成相应个数的多目标线性规划,利用多目标线性规划的内点法求出对应的非劣解,最后求出原模型的解。实例研究结果表明,笔者建立的模型和提出的解法可成功地解决油田措施增油阶段的资源约束水平不固定或发生变化时,油田的措施产量最优分配决策问题,可为决策制定者提供相应的备选规划方案。     

优化补偿电容器配置软件的方法

优化补偿电容器配置软件的目的就是在保证供电系统安全可靠性及良好的电能质量的前提下, 使供电系统运行的经济性最好。优化配置问题可以用数学上的非线性规划问题来描述, 即求满足一定条件的目标函数的最小值。求解过程中对目标函数和等式约束采用拉格郎日乘子法处理, 对不等式约束采用罚函数法进行处理, 将有约束条件的非线性规划问题转化为无约束条件的非线性规划问题, 具体的求解方法采用收敛性较好的共轭梯度法, 减少了计算时间。     

一个求解n皇后问题的演化策略

基于郭涛算法多目标优化思想，采用分解多目标和二次演化的方法。对具有离散性的n皇后问题进行求解，测试表明，该算法对搜索空间不具有局域性的离散问题，具有良好效果。     

用最小费用流算法求解指派问题

某些特殊类型的线性规划问题与网络流问题有着密切的联系，且在许多情况下用适当的网络流算法求解这类问题往往比常规的数学规划方法更有效。本文将介绍如何用最小费用流算法求解一类典型的0—1整数线性规划问题──指派问题，并将给出一个拓广的应用实例。     

复杂重磁异常多阶段决策的最优化反演

用常规的阻尼最小二乘法和广义逆矩阵法反演由多个地质体产生的复杂重磁异常，往往不收敛，采用非线性规划的多阶段决策方法对目标函数作小波多尺度分解，由大尺度到小尺度逐次反演，消除了目标函数的冗余度，并克服了目标函数的复杂性，实践表明，多阶段决策方法能解决由多个地质体产生的复杂的多峰值异常的最优化反演问题，并且通过多尺度分解目标函数来搜索极小的过程是合理和收敛的，运用这一方法成功地处理和解释了某油田火成岩体分布问题。     

波动方程多尺度反演

本文基于多尺度反演思想提出波动方程多尺度反演方法。该方法的基本思路是：对反演的目标函数进行多尺度分解．在每一尺度下利用正则化方法反演求解，克服了反演问题的不适定性，获得全局最优解．使得反演结果的分辨率和保真性得到提高。本文利用小波变换实现多尺度反演，并且是先通过在大尺度上反演得到一个比较好的参数估计．再将此估计作为较小尺度的初值进行反演．直至获得全局最优解。文中的应用实例说明了该方法具有对初始模型依赖性低、收敛速度快、反演结果稳定的优点。     

罚函数技术在生产计划模型中的应用

针对应用线性规划求解炼油和石油化工生产计划优化模型中经常发生的不可行解问题，提出了用罚函数技术建立线性规划诊断模型，再从诊断模型解寻找造成不可行解原因的方法，此方法有效地解决了多年来困扰工厂计划人员使用线性规划中遇到的难题。文中还例举了该方法的应用实例。     

应用线性规划优化生产方案的探讨

1 前言 取得最佳的经济效益,是一个企业着力追求的目标,也是企业经营管理的核心。利用科学的管理方法,充分发挥企业现有的技术潜力和资源能力是十分重要的,也是非常必要的。本文试图利用线性规划方法对生产方案的优化提出一些设想。 所谓“线性规划”,就是利用线性方程组,按照系统的观点,在明确目标下综合考虑人力物力等各方面因素,进行综合平衡,以求得合理利用有限资源的一种科学方法。籍助于电子计算机技术的发展,解决了线性规划快速求解问题。目前线性规划的应用领域愈来愈广。尤其在生产经营中资源的合理利用和计划的综合平衡方面更有其独到之     

油田优化配产的区间线性规划模型

油田优化配产即油田企业对二级单位的产量、成本等进行优化配置,实现指标分解和整体效益最大化。油田配产涉及的规划总产量、规划总成本及二级单位的单位生产成本等参数往往具有不确定性,但均可用区间数表示。对区间线性规划模型的各种转换形式进行综述,给出了统一的确定型参数线性规划转换形式,定义了区间线性规划的λ-α水平解,并给出具体求解步骤。分别以产量最大化、成本最小化和利润最大化为目标函数,兼顾油田企业规划总成本、总产量及各二级单位生产能力上下限等约束,建立了油田优化配产的区间线性规划模型,给出了对应的确定型转换形式。SL油田优化配产实例表明,提出的油田优化配产区间线性规划模型理论基础成熟,求解简单易行,为油田配产提供了新的、更加接近实际的思路。     

烟道气驱模糊多目标规划研究

烟道气驱油藏生产优化中存在多个性能指标要求,且指标要求之间存在冲突的情况,难以确定最优的注采方案。分别考虑最大利润、最大产量、最少吨油成本和最少投资等条件在工况生产下的模糊不确定性问题,建立了烟道气驱的模糊多目标规划模型。引入权值将各个性能指标根据设定的侧重程度,映射到统一对称模型中,结合水平截集迭代法将该模糊多目标规划问题转化为确定性单目标问题,采用混合螺旋优化算法(HSO)求解,得到最优烟道气注入速度。结合具体油藏对该模型和求解方法进行了验证。     

油气集输管网系统多目标优化设计

依据多目标优化问题的特点,建立了油气集输管网多目标优化及动态多目标优化问题的数学模型,提出了将这些问题标量化的方法。并给出求解方法及应用实例。     

用分布递归法求解带混合物流的计划模型

带有混合物流的炼油和石油化工生产计划数学模型属非线性规划模型。采用将混合物流完全分离的虚拟方法建立数学模型，再用线性规划求解可能导致不可操作的超前优解。在分析比较求解带有混合物流的非线性规划模型几种方法的基础上，得出分布递归法是用线性规划软件求解混合物流非线性规划模型的比较合适的方法。     

灰色系统中的非线性规划问题

对灰色系统中的非线性规划问题包括灰色无约束非线性规划问题,灰色约束非线性规划问题及非线性规划问题的Lagrange方法进行讨论,并给出了各类灰色非线性规划问题的解析求解方法。     

基于螺旋优化的三元复合驱模糊多目标最优控制求解

综合考虑利润、产量、吨油成本和投资等目标,建立了三元复合驱模糊多目标最优控制模型。该模型以三元驱替剂的驱油机理为支配方程,以驱替剂的浓度和用量限制为约束条件,以驱替剂的注入浓度为优化变量。对于该模糊多目标最优控制问题,首先引入隶属度函数,将每个目标进行确定性描述,然后借鉴对称模型的思想,提出了一种模糊多目标处理方法。引入权值将各个性能指标根据设定的侧重程度映射到统一的对称集合中,选取其中一个目标作为模糊目标集,其余的作为模糊约束集,采用λ水平截集迭代法将该模糊多目标规划问题转化为确定性单目标问题。采用混合螺旋优化算法进行求解,得到三元复合驱的最优注采策略。最后通过仿真分析验证了提出算法的有效性。     

基于线性规划技术构建炼化企业CO2排放预测模型

中国二氧化碳排放(CO₂)力争于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。炼化企业作为碳排放大户,面临前所未有的发展压力。从长远看,需要从工艺路线改进、流程优化、碳捕获、清洁能源利用、设备节能改造、能源有效利用等多方面着手才能从根本上解决这一问题。从短期看,有一个投入少且行之有效的方法,即通过线性规划技术构建CO₂排放预测模型,并和炼化企业计划优化模型相结合,计算最少碳排放下的原油采购方案及生产加工方案。介绍了利用线性规划技术构建炼化企业CO₂排放预测模型的方法,借助该方法可预测出特定的生产方案或原料方案下的CO₂排放量,将CO₂排放量作为优化目标或约束目标,求解出较少CO₂排放量下的生产加工方案、原油采购方案,助力炼化企业的低碳发展。     

基于ISTA算法的稀疏约束反演谱分解及应用

常规谱分解的分辨率难以满足地震解释的需求,稀疏约束反演谱分解可以很好地解决该问题。稀疏约束反演谱分解是把地震信号看成已知的子波矩阵库和伪反射系数的褶积,从而将谱分解问题转化为一个反问题来求解,其核心内容是如何快速获得最优解。采用L₁范数正则化的L₂范数作为稀疏约束反演谱分解的目标函数,并通过迭代阈值算法求解稀疏反问题。为了进一步提高计算速度,基于Ricker子波构建一种新的算子,并用ISTA算法进行计算。在此基础上,将稀疏约束反演谱分解用于模拟信号的数值试验,并与常规谱分解结果进行比较。结果表明,稀疏约束反演谱分解具有更好的时频聚集性和更高的时频分辨率;进一步应用于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷义176井区地震资料,处理结果对油气响应十分敏感,可以较好地识别油气储集层。     

聚丙烯连续生产过程的短期调度和经济优化

提出了聚丙烯连续多牌号生产过程的柔性生产调度方法.该方法针对单机多牌号连续生产过程,整合了生产经济学和企业-市场之间的联动影响因素.这种连续多牌号设备的运行过程通过利用牌号切换、销售订单以及商业利润这3个要素来建立模型,从而进行简化分析.通过分析设备运行的成本和增益得到系统的增加值作为目标函数.模型表达为一个混合整数线性规划问题,该方法为聚丙烯生产企业提供了短期生产和销售决策.     

基于滚动时域分解策略的原油混输调度模型

为了解决单一完整数学规划模型无法快速编制出包含复杂约束原油储运方案的问题,考虑长输管线入线、出线油种不同步,码头储罐部分原油需经转油线、中转罐后才能到达厂区等约束,提出了一个新的连续时间混合整数线性规划(Mixed Integer Liner Programming, MILP)模型。该模型为避免产生非线性约束,以固定原油调合配比为基础,限制混合原油的质量。采用滚动时域分解策略对模型进行分步求解,在简单分解的基础上添加辅助时间片段和安全保障约束,从而保证了分解模型的可行性和优化性。以中国某沿海企业的原油调度问题为例,评估模型的可行性、优化性和计算性能,结果表明,滚动时域模型在短时间内编制出了优化的储运方案,能够用于长周期、大规模原油调度问题的解决。