化学工程与工艺专业卓越工程师人才培养模式的思考与探索

随着我国经济社会发展和高等教育改革的需要,教育部启动和推进了卓越工程师教育培养计划(PETOE),创新应用型本科人才培养模式成为当前实施质量工程、提高本科教学质量的重要任务。武汉理工大学的化学工程与工艺专业采取"1+2+1"模式实施卓越工程师培养计划,以实现教学、科研、工业三位一体的教学模式。该教学模式的实施和实现将可为高校化学工程与工艺专业卓越工程师的培养和改革提供参考和借鉴。     

考虑时变风险的成品油二次配送路径优化

成品油属于易燃易爆炸危险品,其配送过程一旦发生事故后果严重。考虑到配送过程人群聚集程度、载重和车速的动态变化,本文建立时变风险度量模型,运用BP神经网络预测车速,预测了城市高速路段和主干路路段的车速。在此基础上,构建了同时考虑配送成本与时变风险的成品油二次配送双目标路径优化模型,并提出改进的多目标列队竞争算法进行求解。本文还采用改进的多目标列队竞争算法求解文献报道的实例,求得非支配解完全支配文献报道中的非支配解,验证了算法的有效性。某武汉石化企业实例研究表明,预测的车速具有较高的准确度,所提出的方法能同步考虑配送过程的时变风险和配送成本,求得的Pareto最优配送路径集可以为企业决策者提供多样化的选择方案,具有较好的应用价值。     

基于Web的化工原理虚拟仿真实验系统

为了提高实验安全性,实现化工原理课程的网络化教学,运用虚拟仿真技术和多种图像、动画表现形式构造了常规虚拟实验设备模型,设计了相关实验过程,开发了专用实验数据处理与绘图模块,结合CAT(Computer Aided Test)理论和人工智能方法研究了实验操作过程的自动评判技术。实践证明,虚拟设备能再现各种实验场景,仿真实验过程,实验系统能在人机交互条件下训练用户组装实验设备、进行实验操作和测取实验数据,并自动评判实验成绩。     

全局优化搜索新算法列队竞争算法(Ⅱ)解网络综合问题

本文给出了列队竞争算法解组合优化问题的框架和确定变异领域的两条原则.对管路网络综合问题和换热网络综合问题确定了相应的变异领域,用列队竞争算法分别解这两个网络综合问题,所得到的最优解优于文献报道的结果.     

全局优化搜索新算法--列队竞争算法(Ⅰ)解非线性和混合整数非线性规划问题

提出了一种称为列队竞争算法(LCA)的群体搜索算法,该算法在进化过程中始终保持着独立并行进化的家族,通过家族内部的生存竞争和家族间的地位竞争这两种不同的竞争方式,使群体快速进化到最优或接近最优的区域.根据家族的目标函数值大小排列成一个列队,按列队中家族地位的不同分配不同的搜索空间,使局部搜索与全局搜索达到均衡,同时,应用逐步收缩搜索空间技术加速收敛速度.数值计算表明,列队竞争算法的搜索效率优于遗传算法和模拟退火法等算法.     

连续变量函数全局优化列队竞争算法

采用确定型计算策略,提出了一种新的群体搜索算法列队竞争算法,用该算法解典型的测试函数时结果表明该算法具有在复杂搜索空间内迅速搜索到最优解的能力,表现出了极其优秀的特性.     

油田注水系统仿真模型校正

油田注水管网系统属于大规模复杂网络系统.由于注水系统长期运行,管线普遍存在老化结垢等问题,从而导致管网系统水力摩阻系数发生改变,使得仿真模型得出的结果和真实值会有较大的偏差.为了解决这一问题,本文建立了油田注水管网系统的仿真校正模型.通过把由于水力参数改变而导致的误差转化为等效管长的思想,将误差求解问题转化为优化问题,利用列队竞争算法来进行求解.校正后的仿真计算结果与实际生产数据更相符.校正后的仿真模型为油田注水操作提供可靠的指导.     

有并行设备的多目的间歇生产调度

针对有并行设备的多目的间歇生产调度问题,建立了以所有订单生产步骤排序和订单各阶段所选用分配规则为决策变量的调度优化模型,并提出了列队竞争算法求解该模型的有效个体表示方法及变异操作策略。实例计算表明:所提出方法的求解效率优于文献中所报道的方法,特别在求解有多台并行设备的调度问题时能得到比文献更好的结果,表现出其求解大规模复杂多目的调度问题的潜力。     

化工原理仿真实验考核系统中的关键技术

判断用户操作正误并实现自动评分是虚拟仿真实验考核系统开发的主要内容.文中结合化工原理实验自动考核系统的开发过程详细介绍了自动判断与评分、多分支动画网、随机指令叠加动画、实验数据处理等关键技术及实现方法.系统已经通过鉴定并在湖北工学院校园网上发布和使用,实践证明虚拟设备能再现各种实验场景,各种动画形式能客观仿真实验过程,自动判断用户的各种操作,评定出实验成绩.     

基于SolidWorks的换热器管板参数化设计

为降低换热器中非标件管板设计的复杂性,提出了最小单元布管法求出管板上管孔中心坐标集合的设计草图,应用SolidWorks二次开发技术对管板三维模型进行参数化设计,通过修改工程图参考方法实现标准工程图的自动生成,实现了从设计草图到三维建模再到工程出图的管板自动参数化设计。实际应用表明,该方法能实现常见管板的快速设计,使管板的平均绘制时间由传统的4工时缩短为0.5工时,有效地提高了管板设计效率。