抗生素发酵过程优化调度模型的研究

对抗生素多罐并行发酵过程进行了分析,将任务、设备和事件之间的分配关系表达为两类0-1变量,建立了一个基于连续时间的抗生素多罐并行发酵过程优化调度的M ILP(混合整数线性规划)模型。该模型整数变量少,求解速度快,并给出了最短生产时间和罐批最优生产序列。最后以头孢菌素发酵过程为例证明了此调度模型的可行性和有效性。     

炼油厂原油混输调度模型法研究与应用

针对炼油厂原油调度作业计划进行了模型法研究,充分考虑原油调度问题的经济性,以减少生产方案的切换次数,确保常减压原油蒸馏装置生产的平稳性,避免进料的质量超标,充分考虑以下游装置的生产需要为目标,用混合整数线性规划(MILP)技术和多周期技术建立原油混输调度模型,并通过实例介绍模型的应用.     

基于特定单元事件点的改进间歇生产调度模型

建立有效的间歇调度模型一直是生产调度问题调度研究的热点,而连续时间模型是优化短期间歇生产调度问题的有效工具。基于特定单元事件点的概念,建立一种改进的间歇调度连续时间混合整数线性规划(MILP)模型。该调度模型引入了新变量,使模型处理物料在不同设备间的传输过程更加灵活。结果表明,提出的改进模型只需要较少的事件点,就可以快速有效处理无限中间存储(UIS)间歇调度问题。     

基于状态设备网络的改进间歇生产调度模型

建立有效的间歇生产调度模型一直是生产调度问题研究的热点,基于特定事件点的连续时间建模方法是优化短期间歇生产调度问题的有效工具。基于状态设备网络和特定事件点概念,建立非线性的连续时间间歇生产调度模型。为了解决非线性引起的求解困难,该模型使用替代方法线性化模型中的双线性项,替代法不仅将建立的混合整数非线性规划模型转化为混合整数线性规划模型,且由于其不包含大M松弛项,能使模型搜索空间更紧凑,模型求解效率更高。通过3个实例对比实验表明了基于状态设备网络描述的改进间歇生产调度模型搜索高效性。另外,模型中还给出了不同存储条件下,基于状态设备网络描述的间歇生产调度模型约束,扩展了模型适用性。     

新的多产品间歇生产调度的MILP模型

提出了一种新的多产品厂间歇调度问题的连续时间混合整数线性规划 (MILP)模型,该模型的整数变量体系不依赖于时间块(或者事件点)的概念,并且利用了变量物理概念上的对称互补性,使得与传统的建模方法相比不仅整数变量的数目减少了一半以上,而且建模思想、建模理论都有了新的改进.通过对一个算例的考察证实了新模型可以快速地求得全局最优解.     

多因素不确定条件下的间歇生产调度优化

不确定条件下的间歇生产调度优化是生产调度问题研究中具有挑战性的课题。提出了一种基于混合整数线性规划(MILP)的鲁棒优化模型，来优化不确定条件下的生产调度决策。考虑到生产过程中的操作成本和原料成本，建立了以净利润最大为调度目标的确定性数学模型。然后考虑需求、处理时间、市场价格三种不确定因素，建立可调整保守程度的鲁棒优化模型并转换成鲁棒对应模型。实例结果表明，鲁棒优化的间歇生产调度模型较确定性模型利润减少，但生产任务数量增加，设备空闲时间缩短，从而增强了调度方案的可靠性，实现了不确定条件下生产操作性和经济性的综合优化。     

油轮到达时间不确定条件下的原油调度优化

原油调度是炼油企业生产的第一个环节,它直接影响后续生产过程的稳定性和经济性.文中采用连续时间建模方法.建立了油轮到达时间不确定条件下的原油从到港、卸载、储存、调合到进料全过程的随机规划机会约束调度优化模型,模型的优化目标是最小化给定调度时界内的总操作费用.采用直方图法对油轮迟到时间进行回归,得到油轮迟到时间的概率密度函数和分布函数,并引入置信水平,将模型中的不确定性约束转化为确定性约束,使得油轮到达时间不确定条件下的随机规划机会约束模型转变为可以求解的确定性混合整数非线性规划模型.针对原油调度模型的特点,采用广义Benders分解算法将原模型分解为两个混合整数线性规划问题和一个非线性规划问题进行迭代求解.避免了直接求解混合整数非线性规划问题的复杂性.最后,将建立的模型和算法应用于背景企业的原油调度过程,结果表明模型和算法都有良好的实用性.     

一种改进的顺序型多目的间歇工厂生产调度的MILP模型

分析了顺序型多目的工厂间歇生产的特点,建立了一种新的混合整数线性规划（MILP）模型.该模型以操作活动序列作为建模的依据,将整个间歇生产过程分解成若干个子系统.在对各子系统建模的基础上,实现了顺序型多目的工厂间歇调度的全局性优化.并通过算例验证了该模型求解结果的正确性和可行性.然后将新模型运用到更大规模的调度问题上,均求解出了有效的调度方案.     

汽油调合调度优化

采用连续时间建模方法，建立了一种新的汽油非线性调合和调度集成优化的混合整数非线性规划（MINLP）模型，克服了当前在油品调合调度中采用线性调合模型或者将非线性调合过程和调度分开优化的缺陷。针对建立MINLP模型的特点，将原MINLP问题转化为求解一系列的混合整数线性规划（MILP）模型，避免了直接求解MINLP模型的复杂性。最后以某大型炼油企业为例，验证了模型和算法的实用性。     

基于遗传算法的汽油调和生产优化研究

油品调和调度问题可归结为混合整数非线性规划 (MINLP)问题。针对汽油调和生产调度选取了预测汽油辛烷值和蒸汽压的合适方法,提出了基于逻辑的数学模型,采用改进的遗传算法进行求解。将其应用于生产实例,通过与文献结果比较验证了该方法的有效性。     

小型特种精细化工过程自动化和信息化研究发展趋势探讨

针对采取小批量间歇性批次生产方式、工艺介质腐蚀性强、危险性大的小型特种精细化工生产工艺研究试验过程自动化、信息化程度不高，导致工艺研究试验中获取数据较少、过程机理研究不够透彻、人工操作多、安全风险高、研究试验消耗大及效率不高等问题，综述了期待通过智能控制、在线分析、模拟仿真和虚拟制造、工况监测及预测性维护以及信息管理和生产调度等关键技术的研究和应用，提高小型特种精细化工生产工艺过程的自动化和信息化程度，实现小型特种精细化工生产工艺过程的数字化、虚拟化和智能化，降低生产安全风险和试验消耗，提高小型特种精细化工生产工艺研究试验的成功率和效率，达到小型特种精细化工生产工艺过程的数字化设计和精准生产的目标。     

低渗透油田油气混输管路中段塞流特征参数的计算

根据已有的油气混输管路中段塞流特征参数的计算理论,找出适合低渗透油田实际生产特征的计算模型,对低渗透油田控制实际生产中混输管路的段塞流提供参考.     

A general framework for process scheduling

Existing methods for process scheduling can be broadly classified as network‐based or sequential. The former are used to address problems where different batches of the same or different tasks are freely mixed or split, whereas the latter are used to address problems where batch mixing/splitting is not allowed. A framework is proposed that allows us to: (1) express scheduling problems in facilities that consist of network and sequential, as well as continuous subsystems, (2) formulate mixed‐integer programming (MIP) scheduling models for such problems, and (3) solve the resulting MIP formulations effectively. The proposed framework bridges the gap between network and sequential approaches, thereby addressing the major formulation challenge in the area of process scheduling, namely, the development of a framework that can be used to address a wide spectrum of problems. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 57: 695–710, 2011     

Planning and scheduling of flexible process networks under uncertainty with stochastic inventory: MINLP models and algorithm

The tactical planning and scheduling of chemical process networks consisting of both dedicated and flexible processes under demand and supply uncertainty is addressed. To integrate the stochastic inventory control decisions with the production planning and scheduling, a mixed‐integer nonlinear programming (MINLP) model is proposed that captures the stochastic nature of the demand variations and supply delays using the guaranteed‐service approach. The model takes into account multiple tradeoffs and simultaneously determines the optimal selection of production schemes, purchase amounts of raw materials, sales of final products, production levels of processes, detailed cyclic production schedules for flexible processes, and working inventory and safety stock levels of all chemicals involved in the process network. To globally optimize the resulting nonconvex MINLP problems with modest computational times, the model properties are exploited and a tailored branch‐and‐refine algorithm based on the successive piecewise linear approximation is proposed. To handle the degeneracy of alternative optima in assignment configurations of production scheduling, three symmetry breaking cuts are further developed to accelerate the solution process. The application of the model and the performance of the proposed algorithm are illustrated through three examples with up to 25 chemicals and 16 processes including at most 8 production schemes for each flexible process. © 2012 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 59: 1511–1532, 2013     

老井侧钻技术发展前景分析

老井侧钻是提高单井产量、开发剩余油气藏的有效手段,可以大幅度降低投资成本的同时提高采收率。随着国内外油田对老井侧钻技术的应用日益增多,暴露了一些侧钻的难点,应该根据不同油气田的实际情况筛选合适的老井进行侧钻。     

Valid Inequalities Based on Demand Propagation for Chemical Production Scheduling MIP Models

Although several mixed‐integer programming (MIP) models have been proposed for the scheduling of chemical manufacturing facilities, the development of solution methods for these formulations has received limited attention. In this article, we develop a constraint propagation algorithm for the calculation of lower bounds on the number and size of tasks necessary to satisfy given demand. These bounds are then used to express four types of valid inequalities which greatly enhance the computational performance of the MIP scheduling model. Specifically, the addition of these inequalities leads to reductions in the computational requirements of more than three orders of magnitude, thereby allowing us to address medium‐sized problems of industrial relevance. Importantly, the proposed methods are applicable to a wide range of problem classes and time‐indexed MIP models for chemical production scheduling. © 2013 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 59:872‐887, 2013     

考虑碳排放量的穿梭油轮路径绿色调度优化

海上穿梭油轮在深远海及海上边际油田的石油外输系统中担任着重要角色,其路径规划决定着整个石油外输系统运输效率.海上原油运输方式占整个原油运量的80％,为提高原油公司市场竞争力、降低其海运成本,对穿梭油轮船队的合理设计及路径的调度优化至关重要.近年来,学者更注重于研究建立一种与环境共生的、能促进经济和消费生活健康发展的绿色...