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油品生产与储运调度问题研究

宋洁蔚  
【摘要】: 生产调度是流程工业综合自动化系统的关键环节,是连接生产经营管理和生产过程控制的纽带。本文针对流程工业的特点,首先,介绍了综合自动化系统体系结构及调度在其中的作用和地位,说明了调度和计划之间的关系,评述了调度问题的研究现状和应用情况。然后,详细介绍了当前调度问题研究所使用的各种方法,对这些常用的方法进行了比较研究,指出了其中的优缺点。 油品生产与储运是流程工业的典型过程,规模庞大,工艺复杂,数学模型的建立是调度研究的重点。根据炼油行业的实际情况,用数学规划方法建立各个功能模块的调度模型,运用启发式规则降低约束和变量的个数,从而降低问题的复杂性,是本文采用的一个主要方法。运用成熟的工具软件,在短时间内得到一个满意的可行解,使调度模型具有实用性,能够真正在炼油企业综合自动化及油品流通领域的管理中发挥作用,为炼油的生产、销售、管理提供依据,则是本文研究的最终目的。本文主要内容包括: 1.通过对实际炼油过程和流通过程的分析,从总体上对油品生产与储运调度问题进行了研究。运用系统分解策略,把油品生产与储运过程按照功能划分为原油储运、炼油生产、成品油储运、成品油配送等四个模块,对相应的模块提出了各自的数学规划调度模型。各个模块相对独立,可以作为一个独立的系统运行,同时模块之间又存在必然的联系,相互制约,可以合成为一个统一的系统。通过对各个模块进行详细研究,在确保局部调优的基础上,从整体上达到最佳的调度结果。 2.针对炼油加工过程的多种生产方案,以装置加工、原油混合、产品调合三部分内容为基础,建立了一个松散而又统一的生产调度模型。利用装置加工计划的结果为原油的混合和产品的调合提供依据,而原油的混合和产品的调合则以装置的加工为基础,三者相辅相成。调度模型的建立综合考虑了物料、能量的消耗和平衡,使原油、装置、产品三者很好地得到了统一,同时为原油储运和成品油储运调度提供了依据。 3.根据炼油生产调度得到的原油混炼比,结合原油库存和进厂计划,对原油储运调度问题建立了混合整数规划模型,分别就厂内罐区和码头罐区进行了详细的描述。模型中妥善处理了两个罐区时间尺度不统一的问题,从而解决了原油存储、移动和混合等一系列问题,为原油罐区的管理提供了理论指导。启发式规则被用来简化模型,以利于问题的求解。 11 摘要 4.根据炼油生产调度得到的油品调合比例,结合产品库存和出厂计划,对成 品油的调合问题进行了描述。并分别以厂内罐区和码头罐区为对象,提出了成品 油储运调度的混合整数规划模型,从而解决了成品油调合、存储和移动等一系列 问题,为成品油罐区的管理提供了技术支持。文中同时对模型的规模和算法的复 杂性进行了详细的分析,为了降低问题求解的规模和难度,提出了一系列启发式 规则。 5.针对油品零售的管理模式,充分考虑了油品零售过程的特点和随机性,分 别从计划和调度的层次上,进行了详细的分析和建模。对于计划层,主要从油品 购销的角度出发,建立了线性规划数学模型。对于调度层,则从零售网点的库存 和销售预测出发,提出了配送时间窗的概念,并对运输安排建立了数学模型。通 过对成品油流通计划和调度进行研究,可以有效地解决成品油配送中遇到的各种 问题,更好地为成品油的零售管理提供服务。 通过对油品生产与储运过程调度问题进行研究,再现了从原油入厂,到原油 加工,到产品出厂,最后到产品流通的完整物流网络,为调度系统的工程化实现 打下了良好的基础,为企业的生产经营和生产控制提供决策依据。 最后,在总结全文的基础上,指出了油品生产与储运调度有待深入研究的若 干问题。


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