《基於複雜網路的鋼鐵企業供氧系統最佳化調度研究》是依託大連理工大學,由劉穎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於複雜網路的鋼鐵企業供氧系統最佳化調度研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉穎
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鋼鐵企業供氧系統是一個結構複雜的非線性系統。對供氧系統進行最佳化平衡調度，可有效改善供氧系統放散率高的現狀。本項目以鋼鐵企業供氧系統為研究對象，分析從現場能源管理系統採集到的數據，深入發掘海量數據中蘊含的描述系統狀態間關係和動力學特性等信息，對供氧系統建立複雜網路模型。綜合考慮企業生產模式、工序操作特性及各種環境因素對企業生產能耗的影響，建立企業能耗分析模型。在此基礎上將複雜網路模型與能耗模型相融合，研究供氧系統最佳化調度新的理論及方法，並將所研究的方法開發形成最佳化調度軟體在我國鋼鐵企業進行示範套用。本項目研究內容包括：供氧系統相關數據的準備方法；供氧系統複雜網路建模；能耗分析評價模型的建立；將複雜網路模型與計算智慧型最佳化算法相結合建立平衡最佳化調度模型；供氧系統最佳化調度軟體的開發及示範套用。取得具有自主智慧財產權的原創性研究成果，將為進一步降低鋼鐵企業的能耗水平，提高企業經濟效益奠定基礎。
結題摘要
鋼鐵企業供氧系統是一個結構複雜的非線性系統，對供氧系統進行最佳化平衡調度，可有效改善供氧系統放散率高的現狀。本項目以鋼鐵企業供氧系統為研究對象，分析從現場能源監控系統和能源管理系統採集到的能源產消數據、生產計畫數據以及調度決策數據，深入發掘海量數據中蘊含的描述系統狀態間關係和動力學特性等信息，對供氧系統建立最佳化調度模型。本項目主要研究內容包括：供氧系統相關數據的準備方法；供氧系統複雜網路建模；能耗分析評價模型的建立；將複雜網路模型與計算智慧型最佳化算法相結合建立平衡最佳化調度模型；供氧系統最佳化調度軟體的開發及示範套用。取得的主要成果如下：針對工業數據能在採集、傳輸、轉換的過程中數據點缺失，提出了三種缺失數據填補方法：1、基於分段形態表示的工業序列數據缺失的填補方法；2、基於最大方差權信息係數的數據填補方法；3、基於相關性分析的數據填補方法。針對供氧系統能源產生、消耗、存儲量的預測問題，建立了單種能源介質的預測模型，在此基礎上將單種能源介質的模型以社團的形式合成供氧系統複雜網路模型。綜合考慮生產模式、工序操作特性及環境因素對企業生產能耗的影響，建立了基於數據的供氧系統能耗指標分析評價模型。在此基礎上，完成了各模型的集成性研究工作，並結合計算智慧型算法進行最佳化，使生產過程與調整方案協同工作，實現鋼鐵企業供氧系統的最佳化調度。基於上述方法及技術的創新，結合現場能源監控及實時數據採集，開發了鋼鐵企業供氧系統的能源預測與最佳化調度系統，並成功套用於我國大型鋼鐵企業，提高了企業資源利用率，減少了氣體放散損失。本項目將理論研究與實際套用緊密結合，共發表學術論文20餘篇，其中5篇被SCI檢索，已獲授權國家發明專利4項，受理4項（已公告），獲軟體著作權4項。另外獲教育部組織的科技成果鑑定一項，鑑定結果：項目在冶金能源系統預測方面處於國際領先水平。
