一种聚丙烯生产过程多牌号调度切换混合优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚丙烯生产过程多牌号调度切换混合优化方法。本发明包括建立双环管工艺聚丙烯生产过程多牌号切换的从系统轨迹优化模型和主系统调度序列优化模型，并采用双层递阶混合整数迭代动态优化法优化主从系统模型，其中基于控制向量参数化法优化多牌号切换操作轨迹以及基于CPLEX混合整数优化器求解多牌号切换调度序列，这种混合优化方法能减小优化规模，减少多牌号总切换时间和过渡料总耗费。本发明通过寻找聚丙烯多牌号生产的最优调度序列及各牌号切换过程中操作变量和产品性能指标变化的最优轨迹来指导生产，从而使聚丙烯企业生产不仅灵活满足市场需求，而且保证聚丙烯生产装置在最少能耗和物耗下取得最大经济效益。
【专利说明】 一种聚丙烯生产过程多牌号调度切换混合优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚丙烯工业过程多牌号调度切换领域，特别地，涉及一种聚丙烯生产过程多牌号调度切换混合优化方法。
【背景技术】
[0002]聚丙烯树脂产品牌号众多，综合时间和成本效益，往往需要进行多牌号生产，这种生产往往不是单一顺序，而是按最优切换序列进行。调度优化就是在一定时间水平上合理分配资源，以达到预先设定任务的指标。面对市场需求变化很高的动态性，聚丙烯生产厂家要及时快速反应，根据市场发展趋势，及时调整自己的生产方案，实现多产品、多牌号柔性生产，才能获得最大的经济利润，从而在竞争中处于有利地位。
[0003]聚丙烯生产装置具有多牌号和生产多阶段特征，由于各牌号之间的规格指标差异，决定了各牌号之间不同的切换代价，因此以何种切换顺序安排生产且使总的切换损失最小便构成一类重要的牌号切换调度优化问题，即混合整数动态优化问题。这类优化问题主要分为两个层次进行，一是合理安排多种生产牌号多阶段生产顺序，目标是寻找最合理的多牌号生产调度序列，使整体切换次数最少，以节约经济成本；二是合理调整多种生产牌号在生产线上的负荷，目标是保证装置平稳安全运行的前提下，寻找在切换过程中操作变量及产品性能指标变化的优化轨迹，实现总切换过程损失最少，即所用时间最短和过渡料最少。目前对聚丙烯牌号切换调度优化的研究或应用已有一些方法，比如，基于现场调度员和装置操作工的实际经验，由长期的现场实践积累，但难以保证调度序列和切换轨迹协调优化效果和装置操作稳定性；有基于供应链模型的多牌号调度优化，且采用统一离散时间表示法，不过其模型规模巨大，优化时难以保证收敛，求解效率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服已有方法的不足，提供一种基于双层递阶混合整数迭代动态优化的双环管工艺聚丙烯生产过程多牌号调度切换混合优化方法。
[0005]本发明的技术解决方案为:建立双环管工艺聚丙烯生产过程多牌号调度切换的从系统轨迹优化模型和主系统调度序列优化模型，并采用双层递阶混合整数迭代动态优化法优化主从系统模型，其中基于控制向量参数化法优化多牌号切换操作轨迹以及基于CPLEX混合整数优化器求解多牌号切换调度序列，可以减小优化规模，保证整体优化效率，大大减少多牌号切换时间和过渡料总耗费。
[0006]具体步骤如下:
[0007](I)确定聚丙烯生产的产品牌号调度切换配方。
[0008]由聚丙烯生产企业根据市场需求制定生产调度计划，并在调度切换配方模块中确定待产的产品牌号，分别给出每个牌号对应质量指标的目标区域和上下界约束，以及操作变量的约束范围，同时在初始化模块中给定双环管聚丙烯动态机理数学模型和各变量初始状态，以及牌号初始调度序列。[0009](2)建立双环管工艺聚丙烯生产过程多牌号切换的从系统轨迹优化模型Fl为
【权利要求】
1.一种聚丙烯生产过程多牌号调度切换混合优化方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)确定聚丙烯生产的产品牌号调度切换配方； 由聚丙烯生产企业根据市场需求制定生产调度计划，并在调度切换配方模块中确定待产的产品牌号，分别给出每个牌号对应质量指标的目标区域和上下界约束，以及操作变量的约束范围，同时在初始化模块中给定双环管聚丙烯动态机理数学模型和各变量初始状态，以及牌号初始调度序列； (2)建立双环管工艺聚丙烯生产过程多牌号切换的从系统轨迹优化模型Fl为
【文档编号】G06Q50/04GK103942607SQ201410105895
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】苏宏业, 娄海川, 古勇, 侯卫锋, 荣冈, 谢磊 申请人:浙江大学