[發明專利]一種化工生產原料蒸餾過程的多目標優化調度方法有效
| 申請號： | 201710788575.8 | 申請日： | 2017-09-05 |
| 公開（公告）號： | CN107807518B | 公開（公告）日： | 2020-09-25 |
| 發明（設計）人： | 謝正明;錢斌;胡蓉;張桂蓮 | 申請（專利權）人： | 昆明理工大學 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
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| 地址： | 650093 云*** | 國省代碼： | 云南;53 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 化工 生產 原料 蒸餾 過程 多目標 優化 調度 方法 | ||
本發明涉及一種化工生產原料蒸餾過程的多目標優化調度方法，方法為：通過確定原料蒸餾過程調度模型和優化目標，并使用基于貝葉斯的分布估計算法的優化調度目標進行優化。本發明提出了最小化最大完工時間和最小化總能量消耗的指標下化工生產中原料蒸餾過程中的調度模型和調度方法，使得化工生產中原料蒸餾過程的表達清晰準確，調度方法合理有效，采用三維矩陣作為貝葉斯推斷的概率模型，使得概率模型的更新和采用操作的復雜度降低，能夠學習到工序之間的關系；根據問題的規模，設計了符合該問題的局部搜索，增強了算法的搜索能力。
技術領域
本發明涉及一種化工生產原料蒸餾過程的多目標優化調度方法，屬于化工生產過程智能優化調度技術的領域。
背景技術
隨著環境污染、生態破壞、資源能源日趨匱乏已經成為人類社會面臨的嚴峻挑戰，解決這些全球性社會問題，實現可持續發展已經逐漸成為制造業關注的焦點。為此，針對近年來產生的一系列能源損耗和環境污染問題，許多國家對工業節能減排的要求更高?；どa是流程工業最重要的組成部分，在化工生產中的基本操作有：過濾、萃取、蒸餾、結晶等，蒸餾操作往往是不可或缺的一個部分。蒸餾是速度和質量將直接影響后續的操作，對整個系統結構的優化升級具有重要的意義。因此，對化工生產中的原料的蒸餾過程的優化調度具有重要的研究價值。
對原料進行蒸餾需要根據原料的性質進行加熱操作，進而得到符合工藝要求的半成品，以便后續的加工。不同的原料含量不同，且不同元素的沸點不同，需要在多臺蒸餾設備上加熱，且要按照一定的順序進行加熱。調度目標是找到一個合理的原料蒸餾順序，使得待蒸餾的原料的完成時間最小、設備的能量消耗最小。業已證明，該過程屬于多目標綠色作業車間調度問題，是NP難(NP-Hard)問題，無法在多項式時間內求得精確解，其解空間隨著問題規模的增大呈指數增長，所以具有較高的理論和學術價值。
由于蒸餾過程調度問題屬于NP-hard問題，傳統的數學規劃方法和啟發式構造性無法保證解的優化質量。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是在較短時間內獲得化工生產中原料蒸餾過程的多目標優化調度問題的近似最優解的問題，提供了一種化工生產原料蒸餾過程的多目標優化調度方法。
本發明的技術方案是：一種化工生產原料蒸餾過程的多目標優化調度方法，通過確定原料蒸餾過程調度模型和優化目標，并使用基于貝葉斯的分布估計算法的優化調度目標進行優化；其中調度模型依據每臺蒸餾設備上所加工的原料的最大完工時間和機器能量消耗來建立，以最小化最大完成時間Cmax(π)和最小化總能量消耗TECmax(π)為目標函數：
Min(f1,f2)＝Min(Cmax,TECmax)
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