[发明专利]一种基于综合能耗判断的企业原料平衡方法

摘要

本发明提供了一种基于综合能耗判断的企业原料平衡方法，其通过确定产品的原始投入产出平衡指标创建初始种群，建立目标函数矩组和约束条件矩阵，利用遗传算法迭代得到新的种群即平衡后的产品的投入产出平衡指标，并根据上述平衡指标和既定的投入产出关系确定原材料的消耗，从而达到能源自动平衡的效果。

主权项

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∑jdjXj；SO2排放最低目标模型：min∑jmjXj；多目标函数为：min/maxF(X)＝(f1(X)，f2(X)，...，fn(X))s.t.gi(X)≤0 i＝1，2，...，m；其中，uj是第j种产品的成本系数；Xj是企业生产的第j种产品的总数量；li是第i种消耗产品的成本系数；aij为生产产品j消耗产品i的直接消耗系数；dj为第j部门单位总产出排放的CO2气体量；mj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Pi可由公式确定：Pi=Zi-ZminΣil(Zi-Zmin)]]>；其中l为种群规模，Zmin是当前种群中最差个体的适应值；使用交叉概率Pc进行多点交叉：Pc=k1Zmax-ZbigZmax-ZavgZbig≥Zavgk2Zbig<Zavg;]]>使用变异概率Pm进行多点变异：Pm=k3Zmax-ZZmax-ZavgZ≥Zavgk4Z<Zavg;]]>其中，Zavg是种群中所有个体的平均适应度值，Zmax是种群中最大的个体适应度值，Zbig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Ri＝Pi∪Qi，如步骤5所述对新种群Ri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。