专家系统及其在化工生产中的应用(三) 第三讲 专家系统在过程控制中的应用

这一讲讨论专家系统应用于在线过程控制的两种形式—专家控制系统和专家式控制器。曾先简要介绍专家控制系统的结构、原理和实例,然后介绍专家模糊控制器和PID控制专家调节器的设计和应用。     

面向系统状态监控与故障诊断的安全评估方法

对系统可诊断性理论进行了补充,从构造实际系统相应的状态转移图出发,建立系统的诊断器,通过对诊断器拓扑结构特性的识别与统计建立了对系统状态监测和故障诊断能力评估的方法,提出了一套评估流程,并结合油罐区调度操作安全评估的具体案例,展示了评估流程,提出了改进系统安全性设计的具体意见。     

高置信度的显著误差综合检测法

实际生产过程要求显著误差检测有相当高的准确性 ,即要求“虚警”和“漏报”的概率都很低。但目前使用的各种方法往往很难同时满足这两个要求。本文提出了一类高置信度的检测法 ,使得“虚警”和“漏报”的概率都降低到了令人满意的水平     

不确定条件下汽油调和调度的鲁棒优化模型

汽油调和是炼油企业最重要的操作,也是企业控制产品质量、降低生产成本的关键一步。然而汽油调和生产过程中往往面临诸多不确定因素,如：产品需求存在不确定性,调和组分的物性会出现波动。这些不确定因素为汽油生产调度带来挑战。为了应对这种挑战,提出了一种鲁棒优化模型。在不确定条件下,该模型所产生的调度策略能保证产品需求和产品质量要求得到最大程度的满足。该鲁棒模型的特点是,能处理既有连续概率分布参数又有离散概率分布参数的情形。另外,该模型并不采用场景遍历的方式来处理连续概率分布参数,这样就减小了模型规模,增强其应用于实际问题的能力。最后通过实验验证了该模型的效果。     

专家系统在化工生产过程中的应用

作为人工智能的主要应用领域,国外对专家系统的研究开发十分活跃.专家系统技术已在化学工程的各个方面得到应用,本文介绍了这方面的现状及发展动向。     

作业车间调度规则的挖掘方法研究

针对作业车间调度问题(JSP),提出基于决策树的调度规则挖掘方法,用于从基于传统优化方法所获得的优化调度方案中提取新的调度规则,指导作业车间调度过程.将时间Petri网络用于描述作业车间的调度过程,给出基于Petri网建模的分支定界算法用于搜寻优化调度方案.结合数据挖掘中的决策树分类技术,提出一种新的调度规则挖掘方法.该方法用于提取隐藏在优化调度方案中的调度模式,并将其用作新的作业车间调度规则.针对最小化最大完工时间(makespan)性能指标,在一组测试案例和一组benchmark问题上的对比实验结果表明:相对于已有的同类调度规则和传统的优先调度规则,利用该方法所构建的决策树调度规则能够生成更小的makespan值,从而证明了该方法的可行性和有效性.     

智能工厂可配置的多层次建模方法

工厂仿真模型通常被分为宏观和微观两类,宏观的仿真模型如ERP层模型,微观的仿真模型如PCS层模型,MES层模型介于宏观和微观之间。前人研究中建立某一层次的仿真模型通常都有重用率低和扩展性差的问题,为此提出一个用于工厂建模和仿真的四层框架：模型实体结构/模型库层、模型抽象层、工厂模型层、智能工厂仿真系统层。运用这种对工厂拓扑网络进行抽象的建模与仿真方法可以构建可扩展和易配置的仿真模型。本文使用此方法建立了智能工厂多层次仿真系统,最后通过3个案例说明方法的有效性和可靠性,为工厂建模和仿真提供了指导。     

运输调度中不确定性问题的研究

运输调度涉及到任务分配、时间安排、人员安排以及路线选择等，是一个典型的非多项式困难问题。在整个调度过程中，常会发生各种意想不到的事情，从而影响原定的调度计划，本文详细讨论了运输过程中可能出现的各类不确定性事件，并用整数规划模型对运输过程进行了描述。针对不确定事件的突发性，先得出确定情况下的调度结果，然后通过对各种突发事件的分析，重新对问题进行优化，不断修正原有的调度结果，由于此类调度问题求解十分困难，故提出了一种启发式遗传算法对问题进行了求解，研究结果表明，用此方法可以很好地解决上述问题。     

制碱工业生产过程的建模与仿真

针对60万吨的纯碱生产流程,建立了包括石灰石煅烧、盐水制备、盐水氨化和碳化、重碱煅烧以及蒸氨等过程基于物料平衡和能量平衡产率模型,以典型操作单元为例给出了建模细节说明,并利用工厂实际运行数据对模型的参数进行了拟合。提出了针对该模型的数据校正和MINLP优化目标函数。基于上述模型对纯碱的生产过程进行各种生产条件下制碱过程的物流和能耗的实际状态的仿真,与生产数据进行了对比,验证了模型的有效性。该模型是对制碱过程进行数据校正和过程优化的基础。