一類包含兩種變數的調度最佳化問題理論方法研究

《一類包含兩種變數的調度最佳化問題理論方法研究》是依託清華大學，由江永亨擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：一類包含兩種變數的調度最佳化問題理論方法研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：江永亨
• 項目類別：面上項目

項目摘要

隨著節能降耗要求的提高，煉油裝置先進控制和最佳化技術不斷推廣。由於我國原油大量需要進口，來源分布廣，性質差別大，導致先進控制和最佳化技術難以實施。原油調合調度最佳化是在原油性質多變的條件下完成煉製計畫、保證常減壓裝置進料性質穩定的必要手段。原油調合調度最佳化是一個大規模複雜非凸非線性混合變數規劃問題，其求解非常耗時。此問題包含順序變數和連續變數，二者具有一定的層次邏輯，其結構代表了一類包含兩種變數的最佳化問題。本課題將問題按邏輯關係分層，以順序變數為最佳化變數，以最佳化連續變數為順序變數的評價，以序最佳化思想研究最佳化算法。研究以進化機制和求解效率與評價深度和搜尋廣度的關係為主要內容的求解框架、包括機率評價收斂趨勢模型和數據擬合的順序變數機率評價以及約束序最佳化問題，以形成一種新的求解框架，解決若干基礎理論問題，設計有效的求解算法，支持先進控制和最佳化技術的實施，推動一類含有兩種變數的調度最佳化問題的研究與套用。

結題摘要

課題以典型流程工業為主的對象，研究了其過程模型和調度模型的建立問題，提出了裝置級先進控制和廠級調度最佳化的集成策略，研究了基於分片線性、深度學習等的過程建模方法。課題在研究煉油過程調度最佳化建模的基礎上，研究了基於FCNF和VI的模型重構問題，建立了高效率的模型。課題進一步研究了針對兩層結構模型的求解算法：提出了基於拉格朗日分解的兩層算法，並通過機率次梯度、拉格朗日乘子初始化和結構變換提高了求解效率；提出了兩層混和最佳化算法；針對聚氯乙烯過程提出了基於結構分解的兩層最佳化策略和算法；在算法中通過平衡子問題求解與疊代過程來提高效率。針對軌跡規劃問題，建立了軌跡預測機率模型和集成換道決策和軌跡規劃的數學規劃模型，提出了一種基於序最佳化的求解方法，並設計了基於計算量分配的改進算法。這些建模和最佳化方法有效解決了相關問題，為更多的兩層結構問題的解決提供了借鑑。