炼油企业生产调度研究

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1、浙江大学博Ij学位论文摘要生产调度在流程工业企业中起着承上启下的关键作用，是生产经营的核心，它决定了生产过程是否能够顺利进行，影响到企业的生产成本和资源的合理利用。炼油生产企业是流程工业的典型代表，激烈的市场竞争促使炼油企业提高利润和减小成本的压力越来越大。由于炼油企业生产调度优化方案能减少原油采购、运输、加工和存储成本，充分利用生产加工能力，提高资源利用效率，增加生产收率，满足需求和最大化利润，因而生产调度问题成为研究的热点问题。但由于炼油企业生产调度问题具有复杂性、不确定性、非线性、多目标和多约束等特点，而成为研究的难点问

2、题。以往的研究一般以炼油企业中某一生产环节如罐区存储、装置加工、原油和成品油调和等作为调度对象，而没有从全厂角度整体考虑调度目标，但局部生产优化不等于全厂最优，因而无法达到全局优化。本文对炼油企业调度问题的研究主要包括以下几个方面：(1)从炼油企业整体建模角度出发，将构建炼油企业生产流程模型所需的各种模型元素抽象出来，通过对这些元素的数学描述，来剖析炼油企业流程建模的特点，通过这些抽象出的模型元素可以为灵活构建整个生产网络奠定基础。并着重描述了这些不同模型元素在多操作方案下，物料平衡计算及物性计算的特点。(2)详细讨论了炼油企

3、业操作约束建模以及如何构建高效数学模型的问题。论述了如何通过逻辑角度来理解和描述生产操作规则的建模，以及如何将逻辑描述转化为数学模型。同时还阐述了许多建立高效混合整数线性规划模型的技巧，如：何时将0—1变量视作0—1连续性变量、将高维离散变量分解为低维离散变量等。(3)通过所介绍的物流框架模型和逻辑建模方法，通过实例揭示如何建立一个完整的调度模型。通过该实例展示，用一个单一的数学优化模型来刻画企业调度细节，特别是刻画与储罐相关的物流分配操作，如：同时接收物料的储罐数目、同时输送物料的储罐数目、储罐的多操作方案、储罐接收物料后的

4、静置时间等，不仅会导致模型规模庞大，而且会导致大量的离散变量，从而极大影响了模型的运行时间。III摘要(4)针对单一优化模型求解困难的难点，提出了一种分层建模与求解策略。上层优化模型用来决定装置宏观的调度策略：装置各加工方案的时刻和顺序、进出厂管线输送物料的时间及顺序、并决定各装置在各时间周期内生产或消耗的物料数量及种类。在上层的优化模型中只涉及企业的集合罐，即由当前储存相同物料的物理罐组合而成的逻辑罐。下层系统将应用启发式规则去调整集合罐内多用途的操作方案，以调节集合罐的存储能力。另外下层系统也通过启发式规则来管理物理罐接收

5、和输送物料的顺序。这样的分层策略能大大减少上层优化模型离散变量的数目，加快模型的求解速度。(5)在分层策略的基础上，提出了一种不确定条件下具有鲁棒特性的计划与调度整合的策略。由于生产过程数据测量不准确，或未预知事件的发生，可能会使模型找到的优化解不再是可行解，为了缓解这种不确定因素的影响，介绍了一种鲁棒建模策略。同时为了探索计划与调度整合问题，在分层策略的基础上，提出了基于滚动优化的计划／调度整合模型。关键词：炼油企业；生产计划；生产调度；建模；优化IV浙江大学博。I：学位论文ABSTRACTSchedulingistheke

6、yofManufacturingExecutingSystem(MES)，whichlinksprocesscontrolsystemandbusinessmanagementsysteminprocessindustry．Itdetermineswhetherproductionprocessisrunningsmoothly，influencesproductioncostandreasonableutilizationofresources．Itisoilrefinerythatisoneofthetypicalrepr

7、esentativesofprocessindustry．Therefinerieshavetomakegreateffortstoincreaseprofitswhiledecreasecostsundermarketcompetition．Theoptimalsolutionofrefineryproductionschedulingcanreducethecostsofpurchase，transportation，storage，andmakethebestofproductioncapacity，improveeff

8、iciencyofresourceutlizationandcapacityratio，meetdemandsandmaximizeprofits，therefineryproductionschedulingproblemreceivessignificantattenti