《基於多視圖能耗模型的能源調配與生產調度協同最佳化》是依託同濟大學，由喬非擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多視圖能耗模型的能源調配與生產調度協同最佳化
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：喬非
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
課題以能耗占全球三分之一的製造業的節能減排問題為對象，以將能源最佳化管理與生產最佳化管理相結合為基本出發點，重點針對其中能源調配與生產調度協同最佳化的關鍵問題展開研究。在模型層，構建由工序視圖和分廠視圖組成的多視圖能耗模型，設計通用元模型工具及層次化建模方法，研究模型集成理論與方法；在分析層，提出針對多種典型能耗-生產關聯問題的能耗分析與評價方法，研究兼顧能耗與生產的綜合最佳化評價指標體系；在最佳化層，設計不同協同策略下的能源調配和生產調度協同最佳化算法，並加以實現和分析評價。課題研究面向以鋼鐵行業為代表的高能耗製造企業，以最佳化理論和信息技術為支撐，一方面，將能源及能效因素引入傳統生產調度與管理領域，進一步豐富現有生產調度理論；另一方面，將系統最佳化方法引入節能領域，為製造企業推行高能效製造提供理論、方法及工具支撐，協助企業實現可持續發展。
結題摘要
本項目針對典型高耗能企業特點及發展需求，研究能源調配和生產管理相結合的建模、分析與最佳化新方法，獲得了對解決實際企業能源與生產要素協同管理具有理論和實際意義的研究成果。 在模型層，提出了多視圖能耗模型及建模工具與方法，建立了由工序視圖和分廠視圖組成的多視圖能耗模型體系結構（AMEM）；研究了基於AMEM的元模型方法；提出了體系結構的層級化建模方法和步驟；基於多視圖模型理論與方法，完成了面向鋼鐵企業的能源管理系統設計與研發；還進一步探索了面向可持續製造的雲製造模式下多企業建模相關方法。 在分析層，首先研究了面向可持續製造的複雜生產系統基於數據的多種生產要素關聯分析，包括基於數據的關聯分析、生產派工策略選擇分析、動態調度策略分析等。接著重點圍繞典型能耗-生產關聯問題展開研究，包括上下工序配合對能耗的影響、多種能源介質配比組合關係對質量和成本的影響、不同工序/設備的用能分配方式對能耗及生產性能的影響等。 在最佳化層，從面向可持續製造的複雜生產過程調度與重調度策略最佳化入手，進而深入研究了多種模式下的生產調度與能源調配協同最佳化。包括：以生產調度為主考慮能耗因素的協同最佳化、以能耗最佳化為主考慮生產約束的協同最佳化、能耗和生產指標多目標互動式協同最佳化，以及面向可持續製造的複雜生產系統運行維護協同管理與最佳化。 在實際套用上，研發了面向鋼鐵企業的能源管理系統和基於數據的複雜生產過程調度平台軟體，與鋼鐵、電力、半導體等多家企業合作，進行了研究成果的驗證與最佳化。 項目成果獲2015年度中國自動化學會（CAA）技術發明一等獎1項；發表學術論文35篇，其中SCI\EI收錄29篇；出版專著2部，申請發明專利11項(授權4項)，獲軟體著作權9項；國際訪問6人次，國際會議口頭報告8人次，國際國內大會特邀報告5人次，主辦國內會議1次；培養青年教師1名，博士研究生2名，碩士研究生12名。
