考虑环境影响的间歇过程多目标最优化遗传算法

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1、主题十：其它相关论文考虑环境影响的间歇过程多目标最优化遗传算法赵博，袁希钢，罗祎青（化学工程联合国家重点实验室（天津大学），天津大学化学工程研究所，天津300072）摘要：针对同时考虑设备及原料费用和有效废物量（EQW）的间歇化工过程最优化设计问题，建立了多目标遗传算法和线性规划相结合的求解方法，以给出问题的Pareto最优解集。并与权重访法计算结果进行比较。结果表明，用多目标遗传算法求解间歇化工过程是有效的。这为设计者在间歇化工过程最优化研究考虑环境因素的决策提供了充分的依据。关键词：间歇化工设计；环境影响；多目标优化；遗传算法AGAsApproachtoMulti-objec

2、tiveOptimizationforBatchPlantwithWasteMinimizationZhaoBo,YuanXi-gang，LuoYi-qing（StatekeylaboratoryofChemicalEngineering(TianjinUniversity),ChemicalEngineeringResearchCenter,TianjinUniversity.Tianjin300072,China）Abstract:Thisworkaddressesthemulti-objectiveoptimizationofbatchprocesswithminimiza

3、tionofinvestmentcostandeffectivequantityofwaste(EQW).Acombinedgeneticalgorithms(GAs)andlinearprogramming(LP)approachisdevelopedtogetaParetosolutionsetofthemulti-objectiveoptimizationproblem.Theresultsarecomparedwiththoseobtainedwithaweightfactorapproach.Thecomparisonsdemonstratethevalidityoft

4、heproposedGAsbasedmethodformulti-objectiveoptimization.Theoptimizationresultsprovideafoundationfordecision-makingofforthetrade-offbetweenthecostandtheenvironmentaleffectsinthedesign.Keywords:Batchplantdesign,Environmentalimpact,Multi-objectiveoptimization,geneticalgorithm化学产品的生产可以按间歇和连续两种方进行。

5、灵活、敏捷的技术企业是21世纪制造技术发展的核心，具有较高生产灵活性和操作柔性的间歇过程在化工生产中的重新兴起是化工制造业发展的必然趋势。与连续过程相比，间歇过程有较高的环境影响和单位产品的能量消耗,这是由间歇过程的操作特点所决定的，比如频繁的加料，出料及清洗过程等。化工生产应在具有一定的经济性的同时尽可能减少对环境的影响，以保证经济与环境的协调发展，因此，同时考虑设备及原料费用和环境影响的间歇化工过程多目标优化具有重要的意义。[1]以往的考虑废物最小化的间歇过程多目标优化设计是采用权重系数法，这种方法依赖581主题十：其它相关论文于决策者提供的权重系数的值，在某种程度上仍然取决

6、于决策者对问题的把握程度，其人为性较大。近年来，随着计算机技术的高速发展，出现了一种求解多目标优化问题的新方法，即多目标遗传算法。该方法克服了经典多目标算法的局限性，利用遗传算法强大的全局搜索能力，找出可能的最优解，供决策者参考。本文采用多目标遗传算法和线性规划相结合对问题进行求解，基于问题的分解策略，多目标遗传算法采用最优保存策略来求解主导问题，而用线性规划求解子问题。该算法在保持遗传算法（GA）优点的同时还结合了线性规划（LP）可直[2]接处理连续变量和约束方程的优点，求解出了Pareto最优解集，并与文献[1]使用权重系数法求解该问题的结果进行比较，结果表明该方法的可行性，

7、这为决策者进行目标折衷决策提供了充分的依据。1考虑废物最小化的间歇过程设计的多目标模型间歇过程高度的组合特性，使其设计问题在数学上一般是一个混合整数非线性规划（MINLP）问题。下面做如下假设：（1）生产过程采用长期操作；（2）生产过程以覆盖方式进行；（3）只允许相容生产线路一起生产；（4）不考虑半连续单元如泵、压缩机等的影响，只考虑间歇设备；（5）中间储罐的作用是使上下游解耦，无中间储罐时，相邻加工级之间可以采用领等待（ZW）或无中间储罐方式（NIS）操作；（6）不考虑设备清洗