[发明专利]一种基于综合能耗判断的企业原料平衡方法

权利要求书

1.一种基于综合能耗判断的企业原料平衡方法，其特征在于该方法包括 以下步骤：

步骤1，获取产品产量、各个生产车间的原料消耗量、库存量、生产过程 的气体排放量数据，将其设定为初始值；

步骤2，目标函数组为：

企业效率最大化目标模型：

企业原料消耗最小目标模型：

CO₂排放最低目标模型：min∑_jd_jX_j；

SO₂排放最低目标模型：min∑_jm_jX_j；

多目标函数为：

min/maxF(X)＝(f₁(X)，f₂(X)，...，f_n(X))s.t.g_i(X)≤0 i＝1，2，...，m；

其中，u_j是第j种产品的成本系数；X_j是企业生产的第j种产品的总数量；l_i是 第i种消耗产品的成本系数；a_ij为生产产品j消耗产品i的直接消耗系数；d_j为第j 部门单位总产出排放的CO₂气体量；m_j为第j部门单位总产出排放的SO₂气体 量；s，t，gi(x)，s.t.是固定用法，是subject to的缩写，受约束的意思；该用法在证 明中表示：使得...满足...(约束条件)。

g(X)表示函数，i是增量，即有i个函数g(X)。

其完整意思是在满足约束条件“gi(X)≤0 i＝1，2，...，m”的情况下存在的多目标函数 “min/maxF(X)...”

步骤3，约束条件矩阵为；

AX+Y≤X，

X≤X₀，

RX≤H₀，

X≤M₀，

X≥0，

其中，A为直接消耗矩阵，X为总产品，Y为最终产品；X₀为企业所有自产 产品的最大生产能力列矩阵；H₀为所有外购可利用原料的列矩阵，R为企业自 产产品对外购产品的实物型直接消耗系数矩阵；M₀为各种自产产品的最大库存 容量；

步骤4，初始化父代种群Pi，迭代次数i＝0；

步骤5，对Pi每个个体进行非支配排序，使得所有个体都被分级；计算每 一个个体的拥挤距离；

(1)假设I为种群中的非支配解集，令l＝|I|(l表示集合I中解个体的个数)；

(2)对每个个体i，令其拥挤度初始值为零，即I[i]_distance＝0；

(3)在每一个目标函数m下，对I中每个个体进行非支配排序，求出每个个 体i对于各个目标函数m的拥挤度值I[i]m；

(4)给定I[1]_distance＝I[l]_distance＝∞，使边界上的点能被其它所有点选择到；

(5)令I[i]distance=I[l]distance+(I[i+1]m-I[i-1]m)/(fmmax-fmmin),]]>i从2到l-1进行 循环；

步骤6，执行遗传操作，得到子代种群Qi：

轮盘赌选择，将选出的个体放入新种群中，其中第i个个体的被选择概率 P_i可由公式确定：

Pi=Zi-ZminΣil(Zi-Zmin)]]>

；其中l为种群规模，Z_min是当前种群中最差个体的适应值；

使用交叉概率P_c进行多点交叉：

Pc=k1Zmax-ZbigZmax-ZavgZbig≥Zavgk2Zbig<Zavg;]]>

使用变异概率P_m进行多点变异：

Pm=k3Zmax-ZZmax-ZavgZ≥Zavgk4Z<Zavg;]]>

其中，Z_avg是种群中所有个体的平均适应度值，Z_max是种群中最大的个体 适应度值，Z_big是两个要交叉的个体中适应度值较大的个体的适应度值，Z是 要变异的个体的适应度值，k₁、k₂、k₃、k₄是介于0和1之间的数；

步骤7，执行精英保护R_i＝P_i∪Q_i，如步骤5所述对新种群R_i中的个体进 行非支配排序并计算其拥挤度距离，从Ri中选择父代种群Pi+1；

步骤8，i是否小于最大迭代次数，是，则转到步骤5，i++；

步骤9，否，则保存最优解。