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考虑不确定性的化工生产计划与调度集成

发布时间:2019-10-09 22:19
【摘要】:近年来,伴随着可持续发展及全球化竞争的双重挑战,过程工业供应链优化已经成为化工系统工程学科重要的研究方向之一。供应链的优化,是指以企业决策为核心,涉及采购、生产、库存、运输及销售等多部门的系统优化过程,为企业节能降耗、提高竞争力提供了有力保证。 生产计划与调度是化工供应链优化中备受关注的两个核心决策问题,其主要任务是根据市场需求、原料供应、库存及生产运行状况,设计生产方案并进行系统优化,从而指导生产装置操作及资源分配。虽然生产计划与调度处理的问题尺度有所不同,但是二者之间存在着紧密的关联,因此为了提高生产操作效率,有必要对二者进行集成。另外,当今化工生产市场瞬息万变,在生产决策优化中考虑不确定性具有十分重要的意义。 本文旨在研究不确定环境下化工生产计划与调度集成的综合优化问题,主要研究内容及创新特色包括以下三个方面: (1)生产计划与调度的集成:基于时间分解策略,分别建立生产计划与调度模型,然后通过每个生产周期内产量关联对二者进行集成,结果表明考虑生产能力约束的集成模型可以降低生产总费用。 (2)考虑需求不确定的集成研究:考虑产品需求的不确定性,通过离散的场景表达法描述不确定因素,建立随机规划模型优化生产决策,相比于传统方法,基于场景的二阶段随机规划方法可以实现生产操作性和经济性的综合优化。 (3)考虑供应及需求双重不确定的集成研究:在产品需求及原料供应双重不确定的生产环境下,通过随机规划模型得到生产方案,并讨论了不同市场环境下的决策结果。研究表明,在“供不应求”时,决策侧重于原料购买量与产品短缺量的优化;而在“供过于求”时,决策则侧重于原料库存量与产品库存量的优化。 算例结果充分论证了论文的优势所在,从建模过程来看,在不确定环境下,基于场景的二阶段随机规划模型既可以通过离散场景假设的方法描述不确定参数,又可以通过随机规划的方法达到生产操作的最优。从求解策略来看,基于滚动时域策略的求解方法能够有效传递计划与调度模型信息,使每周期的生产计划与调度结果达成一致。
【图文】:

示意图,滚动时域,调度优化,示意图


与调度信息,结合动态迭代求解过程,能够快速得到优化可行的生产计划与调度方案。计划与调度优化的滚动时域示意图如图2.4所示。 滚动时域 H计划`吇,

本文编号:2546985

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