[发明专利]一种基于启发式算法的乙烯厂的生产控制方法

权利要求书

1.一种基于启发式算法的乙烯厂的生产控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将乙烯厂生产系统划分为原料进厂站点，产品出厂站点，乙烯裂解装置和下游生产装置，并绘制相应的生产网络拓扑结构图；

所述步骤(1)具体如下：

(1-1)将乙烯厂的生产系统分为四个组成部分，分别为原料进厂站点，产品出厂站点，乙烯裂解装置，下游生产装置；

(1-2)确定各个组成部分的生产信息，并建立乙烯厂的生产网络拓扑结构图：

对于原料进厂站点，所述生产信息包括原料种类，比例及其物性条件；

对于产品出产站点，所述生产信息包括产品种类，日产量及其物性条件；

对于乙烯裂解装置，所述生产信息包括并行的乙烯裂解装置生产线数量，各个乙烯裂解装置的生产产率模型；

对于下游生产装置，所述生产信息包括下游生产装置的类型、种类、生产装置套数以及物料流动关系；

(2)根据所述的生产网络拓扑结构图建立乙烯裂解装置并行生产循环调度模型的多套时间分配方案和多套物料分配方案；

所述步骤(2)具体如下：

所述的时间分配方案为生产网络拓扑结构图中各个乙烯裂解装置设定生产时间节点，所述生产时间节点包括该乙烯裂解装置在每个生产周期内的运行与停运清渣的时间节点；

所述的物料分配方案包括生产网络拓扑结构图中并行的乙烯裂解装置生产线数量，每一个乙烯裂解装置在各个生产时间节点处每种产物的产率，加工能力的上限和下限，以及每一条物料运输管线的运输能力上限和下限；

(3)根据所述的生产网络拓扑结构图建立下游生产装置连续时间生产模型的多套时间分配方案和多套物料分配方案；

所述步骤(3)具体如下：

每套时间分配方案为生产网络拓扑结构图各个下游生产装置设定生产时间节点；

每套物料分配方案包括每一个下游生产装置在各个时间节点处每种产物的产率，加工能力的上限和下限，以及每一条物料运输管线的运输能力上限和下限；

(4)根据步骤(2)和(3)的结果建立乙烯裂解装置与下游生产装置的同步化集成调度优化模型，所述的同步化集成调度优化模型包括全局时间分配方案和全局物料分配方案；

所述步骤(4)具体如下：

(4-1)各个乙烯裂解装置并行生产循环调度模型的时间分配方案和下游生产装置连续时间生产模型的时间分配方案对接得到全局时间分配方案；

(4-2)根据所述的全局时间分配方案将乙烯裂解装置并行生产循环调度模型的物料分配方案与下游生产装置的连续时间生产模型的物料分配方案进行对接得到全局物料约束模型，即得到所述的同步化集成调度优化模型；

(5)根据所述的同步化集成调度优化模型确定全局优化目标函数及优化目标，并以预设的产品需求量作为全局优化目标函数的约束条件；

所述步骤(5)具体包括：

(5-1)根据所述的同步化集成调度优化模型构建生产效益函数作为全局优化目标函数，并以该全局优化目标函数的最大值作为优化目标；

(5-2)以预设的产品需求量作为全局优化目标函数的约束条件；

(6)基于所述的约束条件和优化目标，采用启发式算法对所述的全局优化目标函数进行求解，得到所述全局优化目标函数的最优解，利用所述的最优解控制乙烯厂的生产过程；

所述步骤(6)具体如下：

(6-1)将所述全局优化目标函数求解问题分解为乙烯裂解装置的并行生产循环调度模型的求解，以及下游生产装置的连续时间生产模型的求解；

(6-2)构建所有乙烯裂解装置的生产效益函数作为局部优化目标函数，以局部优化目标函数的最大值作为优化目标，对所述的局部优化目标函数进行求解，并以得到的求解结果作为并行生产循环调度模型的可行解；

(6-3)基于启发式算法进行迭代搜索，直至迭代搜索的次数达到预设的次数阈值时停止，并以最后一次的保留的搜索结果作为最优解：

每次迭代搜索包括如下步骤：

(S1)将所述的可行解作为搜索起点，采用启发式算法进行搜索，得到一个搜索结果；

(S2)基于预设的产品需求量计算该搜索结果对应的下游生产装置的局部生产效益，并比较该局部生产效益是否大于上一次保留的搜索结果所对应的下游生产装置的局部生产效益：

若大于或等于，则以搜索结果作为搜索起点返回步骤(S1)，进行下一次迭代搜索；

若小于，则去掉，并对搜索起点添加整数割集，从任意选择随机选取一个分割结果作为搜索起点返回步骤(S1)，进行下一次迭代搜索；

迭代搜索时，以所述的可行解作为初始搜索结果。

2.根据权利要求1所述的基于启发式算法的乙烯厂的生产控制方法，其特征在于，所述步骤(6-3)中的次数阈值为80～120。