煉油生產(chǎn)原油處理過程短期生產(chǎn)計劃的建模和優(yōu)化.pdf

1、煉油工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱型產(chǎn)業(yè)。眾所周知,合理的企業(yè)經(jīng)營管理將會極大地提高企業(yè)的利潤。從生產(chǎn)運作管理角度出發(fā),煉油廠的運作可以分為三個層次:長期生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度和過程控制。到目前為止,底層的過程控制,以單元控制技術(shù)為特點的先進(jìn)控制系統(tǒng)在大多數(shù)煉油企業(yè)中發(fā)揮了重要作用,同時優(yōu)化了某些生產(chǎn)目標(biāo),使得企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營利潤得到顯著提高；上層的生產(chǎn)計劃方面,基于有效線性規(guī)劃技術(shù)的商用軟件用于解決長期生產(chǎn)計劃問題,該技術(shù)已經(jīng)較為成熟。相對而

2、言,短期生產(chǎn)計劃方面,即生產(chǎn)運作的中間層次,卻仍然缺乏有效的技術(shù)和軟件工具用于解決實際的生產(chǎn)問題。
　　 煉油過程既包括連續(xù)事件變量和離散事件變量,是典型的混合系統(tǒng)。這使得煉油過程短期生產(chǎn)計劃問題為大規(guī)模的組合優(yōu)化問題。因此,煉油短期生產(chǎn)計劃問題是極其困難的,需要尋找更為有效的方法和技術(shù)來解決該問題。其中,原油處理短期生產(chǎn)計劃問題是煉油短期生產(chǎn)計劃中的最困難的問題之一,因此本文以煉廠的原油處理問題為研究對象,進(jìn)行了如下研究工作:

3、
　　 提出了以離散事件系統(tǒng)為主導(dǎo)而適應(yīng)連續(xù)過程的混合Petri網(wǎng)建模的方案。因為原油處理過程中包含了大量的影響調(diào)度可行性的約束,所以分析系統(tǒng)的動態(tài)行為特性是極其必要的。利用該模型不僅成功地描述了混合系統(tǒng)特征,而且描述了短期生產(chǎn)調(diào)度對系統(tǒng)的控制過程。因此,利用該模型能夠進(jìn)行沖突檢測和約束干擾的測定。
　　 為了分析系統(tǒng)的復(fù)雜性,本文定義了原油處理過程短期生產(chǎn)計劃問題是由一系列的運作決策所構(gòu)成。分析并證明了蒸餾塔煉油計劃的

4、可實現(xiàn)問題和NP-hard特性,這就意味著短期生產(chǎn)計劃問題為NP-hard。該結(jié)論排除了用精確方法求解實際原油處理過程短期生產(chǎn)計劃問題的可能性,因此必須尋找其他的方法來解決該問題。
　　 為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性,提出采用遞階的方法求解原油處理的短期生產(chǎn)計劃問題。整個問題可分解為兩層:在上層求解煉油生產(chǎn)計劃以優(yōu)化相關(guān)目標(biāo),在下層則求解一個詳細(xì)的短期計劃以實現(xiàn)上層的煉油計劃。基于該求解結(jié)構(gòu)和混合Petri網(wǎng)模型,提出煉油生產(chǎn)計劃具有可

5、行性調(diào)度的充分條件。按照該條件。提出油罐分配調(diào)度規(guī)則,如果上層獲得的煉油計劃是可實現(xiàn)的,那么下層的詳細(xì)短期生產(chǎn)計劃可以通過啟發(fā)式方法有效地求得。
　　 根據(jù)可調(diào)度條件,提出了了解決上層煉油生產(chǎn)計劃問題的新方法。建立了基于線性規(guī)劃的問題模型。使得該問題的求解主要是解一個線性規(guī)劃問題,而不涉及到任何離散變量,因此很容易求解。因此該方法適合求解實際的生產(chǎn)問題。通過該方法,也克服了求解離散變量和連續(xù)變量混合所造成的困難。