王书明, 邹 雄, 董宏光,2, 孙 蕾, 王 涛



间歇过程生产调度与用水网络同步优化

王书明1, 邹 雄1, 董宏光1,2, 孙 蕾1, 王 涛1

(1. 大连理工大学 化工与环境生命学部化工学院, 辽宁 大连 116024;2. 化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室, 上海 200237)

与分步优化相比，间歇过程生产调度和用水网络同步优化解空间更完备，能更好地权衡生产与用水费用。但两者时空间维度高度耦合导致问题规模组合爆炸式增长，选择恰当的时间表达方式成为控制模型复杂度的关键。首先，为了克服以往单一采用全局连续时间模型复杂度大和特定单元事件点模型解空间丢失的缺陷，提出了混合时间表达方式，即分别用特定单元事件点和非均匀离散时间描述调度模型与用水网络模型，再用辅助约束关联两个时间维度。然后，基于状态任务网络和用水网络超级结构构建混合整数非线性模型(MINLP)并采用分步法(MILP-NLP)和随机扰动相结合的初值策略进行求解。两个算例结果表明：与分步法相比，同步优化大大降低了用水量，且所提方法避免了解空间丢失，有效缩减了模型复杂度。

生产调度；用水网络；间歇；优化；模型；系统工程

1 前 言

间歇过程多用于生产小批量、高附加值产品，广泛应用于食品、精细化工以及聚合反应等领域，因其巨大的经济效益和生产灵活性，越来越受到现代过程工业的青睐。但间歇生产过程又多产生高污染的废水，近年来，国家环保条例对废水排放要求越来越高，这就要求降低间歇过程产生的废水量。……