化工流程中混合生产线的生产计划问题与复杂反应约束的调度问题的研究

摘要

现代企业间的竞争不仅由先进的生产工艺和设备所决定，而且还依赖于先进的管理技术。生产计划和生产调度是企业生产管理中的重要内容，在提高企业的生成效率和经济效益中起到关键性的作用。无论是从理论研究方面，还是从应用系统的开发方面，生产计划和生产调度优化问题的研究一直受到运筹学、管理学、数学、计算机应用等领域的专家和学者们的广泛关注。因此对化工行业生产计划和生产问题的研究，有着极为重要的理论意义和实际应用价值。 微粒群算法是一种群智能优化算法，具有通用性强，群体搜索能力强，对具体问题信息依赖性较少等特点，从提出至今已经得到了广泛的应用。 本文阐述了微粒群算法的基本特点，对基本的微粒群算法的不足之处做了改进;研究了烧碱与PVC生产线的计划问题，以及合成氨流程的调度问题，并将微粒群算法用于模型的求解。具体研究内容如下: 1.针对于基本微粒群算法中存在微粒容易发生积聚，以致容易陷入局部最优的缺点，对其做了改进;此外，由于群体智能算法和传统优化算法存在着各自的优缺点，结合两种算法的特点，扬长避短，形成单纯形微粒群算法;并对这两种改进方案利用测试函数进行了测试。 2.以企业效益最大化为前提，建立了流程工业的计划模型;分析和讨论了流程调度模型中的最基本的串联工段模型和并联工段模型的基本情况，并建立了相应的调度模型。 3.以烧碱生产线和PVC生产线的混合车间为例，建立了多产品多约束混合生产线的计划调度模型，并用改进的算法进行求解。对其结果进行了分析，结果表明所建的模型具有一定的可行性，算法具有一定的有效性。 4.以中小型合成氨流程为例，分析氨合成复杂的反应过程以及流程的热量回收状况，建立了复杂化学反应约束的合成氨流程优化调度模型，并进行了求解，所得到的结果验证了模型和算法的可行性。 5.在所建立的中小型合成氨模型的基础上，结合实际情况，设计和实现了合成氨流程调度系统。 最后，对论文的研究内容进行了总结，提出论文中的不足之处，对下一步的工作出展望。分析了流程工业生产计划与等调度问题的前景，以及如何使流程工业调度理论与实际生产结合得更加紧密。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题研究的背景与意义

1．2 本课题的研究现状

1．3 流程工业的基本特点

1．4 生产计划与调度的功能与特点

1．4．1 生产计划问题的描述

1．4．2 生产调度问题的描述

1．5 化工流程问题的基本概述

1．5．1 化工流程问题的主要特点

1．5．2 化工最优化问题概述

1．5．3 优化问题的求解步骤

1．6 优化算法的综述

1．6．1 精确算法

1．6．2 启发式算法

1．6．3 智能优化方法

1．7 本章小结

第二章 微粒群算法的基本原理及其改进方法

2．1 引言

2．2 基本微粒群算法

2．2．1 微粒群算法的基本概念和定义

2．2．2 微粒群算法的基本流程

2．2．3 微粒群算法参数分析

2．2．4 算法的复杂度分析

2．3 微粒群算法改进方法

2．3．1 改进微粒群算法的综述

2．3．2 微粒群算法的改进策略

2．4 改进微粒群算法的性能测试

2．4．1 测试函数

2．4．2 微粒群算法的改进测试

2．5 本章小结

第三章 化工流程工业生产计划和生产调度模型的建立

3．1 引言

3．2 化工流程的生产计划模型

3．3 化工流程的生产调度模型

3．3．1 流程工段的串联模型

3．3．2 流程工段的并联模型

3．3．3 有限库存约束的流程调度模型

3．4 本章小结

第四章 多产品多约束混合生产线的批量计划模型及其求解

4．1 引言

4．2 氯碱以及PVC生产线的多产品、多约束批量计划模型

4．2．1 氯碱生产线简介

4．2．2 PVC生产线简介

4．2．3 混合生产线计划模型的建立

4．3 模型的求解

4．4 实例仿真及结果分析

4．5 本章小结

第五章 复杂化学反应约束的流程优化调度问题模型的建立以及求解

5．1 引言

5．2 合成氨流程的描述

5．3 流程的调度模型

5．3．1 目标函数的建立

5．3．2 约束条件的描述

5．4 问题的编码及求解方法

5．5 数据与仿真

5．5．1 合成塔的串联调度

5．5．2 合成氨流程的串联调度

5．6 本章小结

第六章 合成氨流程调度系统的实现

6．1 系统的工程背景以及开发意义

6．2 合成氨流程的特点

6．3 系统的框架

6．4 系统功能的实现

6．5 合成氨调度系统的改进

6．5．1 建立数据库

6．5．2 系统界面

6．5．3 程序框架

6．6 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 论文总结

7．2 展望

参考文献

致谢

参加的科研项目和发表的论文