油田开发规划效益优化方法

本文论述了油田开发规划部署中产能建设项目评价方法。措施产量优化方法和规划部署的优化决策方法。提出了应用产量梯度方法分析老井产量效益，分类措施工作量与措施产量效益的关系。以及如何建立规划部署效益优化分析模型等方法。     

抗生素发酵过程优化调度模型的研究

对抗生素多罐并行发酵过程进行了分析,将任务、设备和事件之间的分配关系表达为两类0-1变量,建立了一个基于连续时间的抗生素多罐并行发酵过程优化调度的M ILP(混合整数线性规划)模型。该模型整数变量少,求解速度快,并给出了最短生产时间和罐批最优生产序列。最后以头孢菌素发酵过程为例证明了此调度模型的可行性和有效性。     

多效干燥过程的排产调度优化

针对干燥过程是一个高能耗的间歇单元操作,对多效干燥过程进行了排产调度研究。根据干燥速率曲线,将各效干燥过程设计为等操作时间,建立了多效干燥过程排产调度的优化模型。以效数和干燥器干燥时间为决策变量,以年费用最小为目标表达为一个混合整数非线性规划（MINLP）的数学模型,利用GAMS进行求解。以淤泥1～5效干燥为算例进行了优化调度分析,结果表明：在4效时年费用最小;与1效干燥相比,在最优条件下年生产费用可节约26%。同时获得了最优排产调度的Gantt图,从而可以得出干燥设备的最小操作周期,据此对多效干燥过程进行排产,使间歇多效干燥过程可以实现连续化生产,对多效干燥的工业化具有一定的意义。     

基于矩阵编码的遗传算法多杂质间歇用水网络优化

针对多杂质间歇用水网络优化设计问题,建立了以新鲜水用量最小为目标的混合整数非线性规划(MINLP)模型,并提出基于矩阵编码的遗传算法和信赖域序列二次规划(trust region sequential quadratic programming,TRSQP)法相结合的求解策略。本文采用矩阵编码方法为时间条件约束提供了方便,从而使用水单元之间水回用关系更加清晰明确;采用基于矩阵编码的遗传算法对整数变量进行优化,采用TRSQP法对连续变量进行优化,集成应用两种方法进行优化求解,从而获得MINLP模型的最优解;并借助MATLAB软件进行编程并实现。利用本文所提出的求解方法和策略对文献中2个典型案例进行求解,求解结果均优于文献数据。实例计算表明,本文所提求解方法是可行的。     

考虑需求不确定性的化工生产计划与调度集成

生产计划与调度是化工供应链优化中两个重要的决策问题。为了提高生产决策的效率,不仅要对计划与调度进行集成,而且要考虑不确定性的影响。对于多周期生产计划与调度问题,首先在每个生产周期内,分别建立计划与调度的确定性模型,通过产量关联对二者进行集成。然后考虑需求不确定性,使用有限数量的场景表达决策变量,建立二阶段随机规划模型。最后运用滚动时域求解策略,使计划与调度结果在迭代过程中达到一致。实例结果表明,在考虑需求不确定性时,与传统方法相比,随机规划方法可以降低总费用,结合计划与调度的分层集成策略,实现了生产操作性和经济性的综合优化。     

考虑需求不确定性的化工生产计划与调度集成

生产计划与调度是化工供应链优化中两个重要的决策问题。为了提高生产决策的效率,不仅要对计划与调度进行集成,而且要考虑不确定性的影响。对于多周期生产计划与调度问题,首先在每个生产周期内,分别建立计划与调度的确定性模型,通过产量关联对二者进行集成。然后考虑需求不确定性,使用有限数量的场景表达决策变量,建立二阶段随机规划模型。最后运用滚动时域求解策略,使计划与调度结果在迭代过程中达到一致。实例结果表明,在考虑需求不确定性时,与传统方法相比,随机规划方法可以降低总费用,结合计划与调度的分层集成策略,实现了生产操作性和经济性的综合优化。     

一种生态工业园区碳-氢-氧共生网络的多目标优化与决策方法

针对生态工业园区中碳-氢-氧共生网络,基于多尺度原子标定方法,同时考虑经济和环境因素及回用副产碳氢氧化合物,本工作提出了一种多目标优化及决策的方法,从备选方案中获得最优方案。该方法采用数学规划法,分别以最小总年度成本和二氧化碳年度排放量为目标函数进行全局优化,建立了混合整数非线性规划模型;采用ε-约束法,将二氧化碳年度排放量转化为约束条件,得到了总年度成本与二氧化碳年度排放量帕累托前沿,发现总年度成本与二氧化碳排放量成反比;采用多维偏好分析的线性规划和逼近于理想解的排序决策方法对帕累托前沿进行最优决策,发现两者选择同一点作为最优决策。基于所提出的方法对某工业园区进行优化,结果表明,合理利用现有副产碳氢氧化合物,可以减少原材料成本,从而使总年度成本和二氧化碳年度排放量分别减少了63.44%和76.99%。     

过程系统能量集成同步最优综合法

将换热网络超结构混合整数非线性规划多目标同步最优综合方法进一步扩展到与过程系统的联合优化,提出了改进的过程热集成同步综合方法,并以反应分离过程与换热网络能量集成为例,建立了同步优化超结构模型,采用混合整数非线性规划的遗传算法求解,可同时得到热集成系统最优的流程结构和操作条件。     

基于等效电法的钢铁企业蒸汽系统多目标运行优化策略

针对钢铁企业蒸汽系统汽源设备多、能源品种多的特点,以某大型钢铁企业实际运行的蒸汽系统为背景,运用等效电方法对蒸汽系统的能量转换作出科学分析,采用数学规划方法,建立多目标的混合整数非线性规划模型（MINLP）。采用分步优化方法,先以蒸汽系统小时能源总成本最低为目标,将得到的结果乘以松弛系数建立成本约束并以(火用)效率最高为目标,利用LINGO软件求得多目标-约束优化模型的全局最优解,再通过改变松弛系数得到一组Pareto前沿。最后与单目标优化和多目标遗传算法结果相比较,证明分步优化方法所得的结果是可行的综合最优结果,能够实现低成本和高(火用)效率的双目标,并为生产调度提供依据。     

钢铁企业蒸汽系统多周期优化策略

钢铁企业蒸汽系统具有汽源设备较多、能源品种多以及能源供需及价格变化等特点,本文以某大型钢铁企业实际运行的蒸汽动力系统为研究对象,综合考虑其各台锅炉设备的不同生产特点、企业的能源需求和能源价格随时间变化的规律以及设备启停运行转换产生一部分费用等因素建立约束条件,以全时段蒸汽系统总能源成本最低为目标函数,建立蒸汽-电力耦合的多周期、混合整数非线性规划模型(MINLP),利用基于数学规划方法的LINGO软件求出全局最优解。通过分析比较,证明初始运行条件对多周期优化结果有很大影响,影响效果会延续数个周期,同时LINGO计算求解全局最优解的效率高、结果合理、可行,并能够为企业在能源设备调度上提供依据,实现一个运行时段内的低成本和高效益。