探究考虑不确定因素影响的间歇化工过程最优化研究

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1、天津大学博士学位论文考虑不确定因素影响的间歇化工过程最优化研究姓名：曹德铭申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：袁希钢20020501中文摘要随着精细化工、生物化工的发展，间歇过程在化工生产中的重要性日益突出，其综合优化己成为过程系统工程领域的重要研究课题。常规的间歇过程系统优化，一般忽略实际过程中不确定因素的影响。这使得模型所描述的过程与实际过程存在一定的差别，从而使优化结果在实际生产中的最优性可能要降低，甚至变为不可行的。因此近年来考虑不确定因素影响的间歇过程的系统优化成为了国内外的研究

2、热点。针对存在的这方面问题，本文以间歇化工过程研究的两类基本问题为对象，进行了以下的研究工作：1．建立了考虑平行单元操作方式的产量要求不确定间歇过程的设计模型，并且提出一种在设备配置固定条件下优化平行单元操作方式的启发法。同固定平行单元操作方式的设计相比．考虑平行单元的操作方式可降低投资或提高收益。2．探讨了操作时间波动对间歇过程设计和生产安排的影响。对不限制等待时间过程，提出了在操作时间波动条件下估计限制循环时间的新方法。对限制等待时间过程，提出适丁长期限操作的生产安排方法。并根据这些新方法分

3、别建立了设计模型。结果表明，考虑操作时间的波动，对于不限制等待时间过程可以降低投资，而对于限制等待时间过程可以确保过程的可行性，但会增加投资。3．对设计时某些过程参数只己知变化范围的情况，建立了同时考虑最大收益、最小收益和投资等经济指标的多目标优化设计模型，并通过改进遗传算法，使其可以直接求得多个近似非劣解，来求解问题，从而可以提供多种设计方案。4．考虑了操作时间不确定情况下间歇过程的短期调度问题，提出了调度时应根据目标函数、存储方式等特点确定调度方案执行方法，并且根据执行方法制定生产计划的观点

4、。建立了NIS和zw过程的调度模型。关键词：间歇过程，不确定因素，遗传算法ABSTRACTWiththedevelopmentofspecialtychemicalsandbiochemical，theimportanceofbatchprocessesinchemicalindustryisincreasing．Thesynthesisandoptimizationofbatchprocesseshasbeenfocused．Ingeneral，uncertaintyofprocessesis

5、ignoredduringoptimizingbatchprocesses．Thiscanleadtodifferencesbetweenmodelsandactualprocesses．Thedifferencesmayhaveaneffectonoptimalityandfeasibilityofoperationofbatchprocesses．Therefore．theprocessoptimizationwimconsideringuncertaintyhasbeenapopularr

6、esearchtopicinrecentyears．Withtheconsiderationoftheaboveissues，weperformedthefollowingresearchworkontwobasicproblemsforbatchchemicalprocessesinthispaper．1Aformulationisproposedfordesignofbatchplantswithuncertaindemandsconsideringswitchoverofoperating

7、modesofparallelunits，andahybridalgorithmisdevelopedtooptimizetheproductionspeedwithfixedequipment．Comparedwiththepreviousworkswithfixedoperatingmodeofparallelunits，thedesignwithvariablemodecanreduceinvestmentcostorincreaseprofit．2，Theeffectofthefluct

8、uationofprocessingtimesonthedesignandscheduleofbatchprocessesisaddressed，Forprocesseswithoutlimitingwaiting—time，anewmethodisproposedfordefininglimitedcycletimesunderuncertainprocessingtimes．Andanewschedulingmethodsuitingforlong—termoperationisdevelo