探索炼油厂原油系统调度模型的研究

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1、华南理工大学博士学位论文炼油厂原油系统调度模型的研究姓名：李雷申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：钱宇20040501摘要摘要生产调度在市场驱动的环境中被提到越来越重要的地位，同时也对调度在敏捷性、信息收集与处理等方面提出了更高的要求。调度处于企业运营的核心位置，是企业信息集成和任务集成的核心。但由于调度的概念体系和方法库还不成熟，使企业的信息集成与任务集成出现了断层。本文针对以上问题，在综合分析炼油厂生产管理业务流程、信息化现状和调度问题特点的基础上确定了调度模型存在的业务流程环境、数据环境和生产环境，开发了调度决策支持系统的框架。在系统框架的指导下重

2、点研究了调度系统模型的建立与求解问题，并采用面向对象的方法规划了系统的信息模型。基于信息模型和数学模型开发了原油系统全周期动态仿真平台和原油混炼分析平台。生产运营对调度的需求和调度问题自身的特性决定了调度对决策支持系统和调度模型的需求。本文基于调度的环境，全面分析了调度问题的特性和信息需求，从数据、模型和决策三个层次开发了调度决策支持系统的框架和信息模型以简化调度过程的数据收集和捧产方案的生成．调度问题的求解属于非多项式可求解问题(NP-hard)，实际规模的调度模型难以在合理时间内求解。根据NP问题的特点，模型的分解是降低模型求解规模的有效手段。本文模拟手工

3、排产方法，将原油系统中具体到设备的操作活动聚合为对原油的操作活动，把调度模型分解为两层。有效地降低了模型的规模和求解时间，并提高了模型的通用性。模型以设计工况、稳定性和抗非预期事件冲击能力来评价排产方案的优劣，使求解结果更符合实际生产需要。为简化模型，而对短期市场机会的经济优化在模型中未给与考虑。为了进一步提高模型的求解速度，本文建立了调度问题的约束规划模型，并在模型的约束中集成了调度专家知识。模型的搜索算法根据模型的约束对搜索空间进行预处理以缩小搜索空间。在搜索过程中根据搜索路径动态生成后继节点的约束，并根据约束确定可行的后继节点，从而大幅度降低模型的组合优

4、化搜索，使模型在几分钟内可以求解多个可行的排产方案。调度在确定调合方案前，必需清晰了解调合后原油的蒸馏组分含量、含硫量等物性，以及常减压的动力学情况。原油混炼分析工具是基于通用模拟软件的严格模型与原油数据库等应用集成的分析平台，可为调度提供精确可靠的定量分析。基于模型计算的排产方案需要经过综合评价后才能执行。全周期动态仿真平台接收调度指令，并返回原油系统的动态运行情况以简化对排产方案的综合评价。关键词：原油系统；调度决策支持系统；信息模型；模型分解；约束规划；集成；过程仿真华南理工大学博士学位论文ABSTRACTInttlemarket一由iVingcnVir

5、Onment，schedulingisbecomingmOrc”dmOreimportantforenterpriscopcAtion。Forthesamcrc丑son，ahighcrabilityofschedulinginagility，informationcoIlecti彻柚dprocessingisdcm童ndcd．BccauscofthcccntercdpositiOnOfscheduling，itis血cmostimport童ntp丑rtininformatiOnintegratiOnandtaskintcgrationOfp∞ductionm姐

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7、minthcdecisionsupportsystem．ThcmodclsinCSSDSSinvolvcdinfofmatiOnmodelofthedecisionsupportsystem，∞hedulingoptimizationmodel，andsimulationmodel．Adynamicsimulationpl互tfo唧protOtypcforthewboleschedunngperiodofcrudesystcmwasdeVelOpedtOeValuatc丑nopcrationschedulcofc朋dcsystem．Forcrudeblendi

8、nganalysis，ThcCSSDS