李锋林（山东石大胜华化工集团股份有限公司，257061）

炼油厂智能优化生产调度系统设计应用

李锋林
（山东石大胜华化工集团股份有限公司，257061）

本文从炼油厂智能优化生产调度问题出发，有针对性的提出了适应当前石油生产调度的RBR-CBR混合智能优化模型，并将其在炼油厂生产调度系统5d作业计划的制定中进行应用，对其具体的操作步骤与结果进行了详细的分析，为炼油厂生产调度提供依据。

炼油厂；生产调度系统；智能优化

1 RBR-CBR混合智能优化模型结构

（过程模型的建立是石油工业生产调度的基础，但是石油过程模型）是一个比较复杂的过程，包含了工业对象内在的复杂机理，以及客观环境与认为因素的影响，于是，本文提出了RBR-CBR混合智能优化模型。

在工程实践中，由于问题复杂程度上的差异，人们对其求解过程的内部机理也依然存在着一些比较模糊的地方，导致其不能通过传统优化理论的数学模型来进行描述，但是，我们可以将其分解成一些可以解决的原子问题，即M=（M1，M2，...，Mn），其中，原子问题的模型为，在这一系列原子问题模型中，有的属于固定的、准确的数学模型，有的属于基于某种规则的完备的专家系统，通过一定的方式方法对这一系列的子问题求解，最终得到原问题的解，图1为RBR-CBR混合智能优化模型。

图1　 RBR-CBR混合智能优化模型

1.1问题处理与人机交互系统

问题处理与人机交互系统主要包含了三方面的内容，即控制各库的组合运行、人机交互及数值计算与数据处理。

首先，在控制各库的组合运行方面，问题提出之后，控制问题求解过程，协调基于规则与实例的推理，优化程序的调用和对数据库的调用。

其次，在人机交互方面，用户在进行实际推理与优化时，需要利用交互信息对推理与优化过程进行协调或者改变，RBR-CBR混合智能优化模型支持多种形式的运行情况与运行结果的输出。

最后，在数值计算与数据处理方面，RBR-CBR混合智能优化模型其内部的不同模块之间，推理与优化之间，以及模型与外界之间等，都是由大量数据交换支撑，因此也就存在着数据交换问题。此外，在进行问题的求解时，还要涉及到很多的数值计算问题，因此，对人机交互系统提出了数值计算与数据处理的更高要求。

1.2元知识

所谓元知识就是“关于知识的知识”，更高层次的知识，对领域知识描述、说明、处理，研究的是知识的客观性、全面性、深刻性、严密性等问题，具体包含了以下功能，如解释系统功能，对规则的正确与是否完备进行检查的功能，对领域知识表示的结构进行描述的功能，对与领域有关的事实进行记录的功能，对推理过程进行控制欲优化的功能。

1.3实例库管理系统

当求解完一个新的问题之后，将其在工程实践中进行实际的应用，我们就可以得到一个新的实例，再将这个新的实例增加到实例库当中。实例库管理系统主要包含的功能多种，例如相似实例间进行检索和提取、生产与表达实例原型、约束管理设计与修改目标实例、对实例进行学习与归纳。

因为CBR本身就存在着一些不容易克服的难题，其求解过程也并非完全是自动的，比如对用户有一定的依赖性。本文所研究的CBR是在现有的设计条件下，从实例库找到匹配现有新问题相似的设计实例，以设计目标为依据，进行择优选取，然后人机交互再对实例进行修改，使其与心得设计要求相一致。那么对于新问题的这种提出、求解、最后得到解的这个过程，并不是简单地将实例修改后直接将其作为新的实例增加到实例库中，而是增加了一个重要环节即将设计结果在实践中应用，经过反复修改、试用，通过之后再将其增加到实例库中）

1.4优化模型库管理系统

专家系统是对符号性知识进行处理的一种最佳方式，在实际的工程设计中我们会经常遇到可以运用数学模型进行描述的问题，但是却因为数学模型中的某些不确定因素，而最终不能得到准确的结果，而且，数学模型的计算也具有较大的复杂性。那么如何获得最终准确、有效的解决方案，这就需要通过将优化算法与专家系统现结合，也就是在专家系统的辅助下，对系统中的不确定因素进行处理，进而建立优化模型，最后通过优化算法求得最终结果。优化模型库管理系统就是对各种优化模型进行集中管理，并对各种优化模型的调用关系进行协调，以及实现优化模型与外界的数据交换。

图2　 RBR-CBR混合智能优化生产调度系统的功能结构

2 应用研究

2.1功能结构

本文所研究的炼油厂智能优化生产调度系统应用于优化排定5d作业计划，其维护功能主要实现对其知识库的维护，从而保证知识库的正确与完备，图2为本文所设计的具体的系统功能层次结构。

从图2中可以看出，本文所设计的RBR-CBR混合智能优化生产调度系统主要包含了使用功能与管理功能两部分，其中使用功能中包含了四项二级功能，即月计划分析、库存分析、加工方案分析及报表生成；管理功能中包含了三项二级功能，即知识库管理、优化过程管理与数据库管理。在整个系统中，其最底层、最基本的涉及对象共包括八项，即月计划分析功能下的原油物性数据与月计划分析；库存分析功能中涉及的原油与产品；加工方案分析中涉及的加工方案历史数据；报表生成功能中涉及的装置分析与5d作业报表，以及知识库管理功能下的规则库管理与实例库管理，通过这种三层结构划分，最终构成的就是本文所设计的RBRCBR混合智能优化生产调度系统中所具备的全部功能，他们是保障整个系统顺利运行，保障炼油厂生产调度工作顺利开展的重要条件。

2.2实例分析

系统的求解过程包括以下几个步骤：

步骤一，根据月计划数据库提取数据，将月计划数据读入

步骤二，以原油的物性数据及混炼原油实例库为依据，对一次加工的四大组分进行计算，调度专家需要以月计划数据为依据，对组分进行切割，并由专家对切割结果进行分析；

步骤三，对各个装置的全部加工量进行统计，既要对前几个5d中计划加工量进行统计，又要对因为意外而造成的生产变动进行统计；

步骤四，根据月计划和步骤三中计划执行情况的统计，原油入库及产品库存计算1#与2#常减压装置条件下一个5d原油加工量，再根据原油的物理性质和化学性质，推理选取最适合的原油加工方案；

步骤五，以设备条件及组分切割等数据为依据，实现设备的局部优化；

步骤六，计算出产量是以优化结果，以及每个分装置的加工量和产品收率为依据而计算的，并且也要制定出合理的控制指标（该指标是根据原油物性制定）；

步骤七，将步骤六中的统计数据做出5d作业技术报表，以此报表对实际生产进行指导。

本文通过以下两个表格给出了系统运行的实例部分数据。

表1　一次加工四大组分数据（部分）

表2 铂重整5d计划（部分）

3 结论

综上所述，关于炼油厂的调度问题在理论与方法上已经有了较多的研究，并在实践中得到了具体的应用，对实际的生产调度起到了较大的指导作用，但是关于炼油厂的生产调度系统还依旧存在着一些弊端，本文通过RBR-CBR混合智能优化模型的建立，对RBR-CBR混合智能优化生产调度系统功能及实际操作进行分析，望能够为日后炼油厂生产调度系统的更新与完善提供借鉴。

［1］ 王华.炼油化工企业生产调度系统优化方法［J］.石油规划设计.2007-11

［2］ 付跃文.铝工业生产智能调度系统的研究与设计［D］.国防科学技术大学.2011-11

李锋林，男，1975.04.25，籍贯山东博兴，目前中级职称化学工程，从事化工、设备方面管理

Design of production dispatch system in application of intelligent optimization of refinery

Li Fenglin
（Shandong Shida Shenghua chemical group Limited by Share Ltd，257061）

Optimization of production scheduling problems starting from refineries smart，targeted proposed to adapt the current oil production scheduling RBR-CBR hybrid intelligent optimization model，and its application in the development of production scheduling system for 5D scheduling in refinery，the concrete stepsand the results are analyzed in detail.To provide a basis for refinery production scheduling.

Refinery Production；Scheduling System；Intelligent Optimization

2014-4-15