生产计划优化系统在石油化工行业的应用(修改稿).pptx

生产计划优化系统在石油化工行业的应用 中国石油规划总院 王华2022年8月17日内容引言系统的数学基础应用软件模型建立单厂模型简介多厂模型简介国内外石化企业应用现状引言整合的技术整合的计划决策支持、APS系统等炼厂运营策略炼厂长期计划采购决定渠道利润最大化价格体系规划APS、ERP系统等运行计划及分析炼厂运营效率自行生产或外购产品加工方案及产量渠道、终端以及产品等的定价MES系统等实时获取企业各方面的综合生产信息，为企业合理配置资源，及时调整生产计划和经营策略提供依据提供炼厂的物料平衡及库存动态，对优化计划的结果进行反馈和验证提供生产过程信息和生产管理信息，为ERP系统提供准确及时的物料平衡等生产集成信息执行管理原油进厂生产调度一次加工二次加工产品出厂建立以生产物流管理为核心，集物料移动管理、生产操作管理、物料平衡、生产调度信息管理和质量管理为一体的炼厂管理模式整合的执行引言传统的生产计划编制方法：企业计划人员依据经验，制定计划。基本没有优化，当原料及产品市场发生变化时，无法在短时间内迅速做出调整。对于生产中的一些瓶颈及能力过剩的情况，很难发现。现代的生产计划编制方法：基于线性规划理论，建立数学模型，并用计算机对其求解，得出优化结果。实现从原料采购，生产加工到产品销售整个流程上的经济效益优化。石油化工企业利用计算机技术建立起的生产计划优化系统在最近二、三十年间不断完善和应用。引言大型石化企业集团可利用系统建立多厂模型，实现整体效益最大化总部实施范围互供料优化库存优化产品销售原油购买单厂实施范围原油进厂产品出厂炼油系统化工系统原油库存产品库存原油运输产品运输生产调度内容引言系统的数学基础应用软件模型建立单厂模型简介多厂模型简介国内外石化企业应用现状线性规划 ★ 建立生产计划优化模型并进行求解，运用的最主要的数学方法是线性规划（Linear Programming, LP）。将石化企业生产过程中的一些变量与系数抽象为线性方程的行与列，加上一些约束条件，形成一个矩阵。 ★ 线性规划的求解方法有Simplex法（单纯形法）、Dual Simplex法（对偶单纯形法）、Primal/Dual Simplex法 (初对偶单纯形法)、Barrier法（阻挡层法）等等。混合整数规划 ★ 在工厂生产计划的制定过程中，有些问题涉及到的变量是整型的，而不是连续的。例如：最小加工限量问题、批量交易计数、决策问题等等。这类问题称为混合整数规划问题(mixed－integer programming, MIP)。★ 求解MIP问题最常用的方法是分枝界限法，这也是商业MIP软件中常用的方法。 ★ 其它的方法，如割平面法。非线性规划 ★ 如果在计划优化问题中出现的目标函数是非线性的，约束条件是线性的或非线性的，这类问题可以称为非线性规划问题（Nonlinear Programming, NLP）。 ★ 石化企业中非线性问题也比较多，例如在产品调合中，主要产品的调合性质都呈现不同程度的非线性。 ★ 对于简单的性质，可以采用非线性指数方法将性质进行线性化； ★ 对于更复杂的非线性规划问题，主要有以下求解方法：罚函数法、障碍法、序贯线性规划法、序贯二次规划法。内容引言系统的数学基础应用软件模型建立单厂模型简介多厂模型简介国内外石化企业应用现状主要应用软件Aspen公司PIMS （Processes Industry Modeling System）采用Windows操作系统，使用线性规划技术，包括物性传递、非线性回归、分布递归等高级应用技术。它主要用于原料选择、产品调合优化、生产计划、库存和供应管理、技术评价、投资计划、确定装置的规模或改扩建等短周期或长期的战略性规划 Honeywell公司RPMS （Refinery and Petrochemical Modeling System）基于Windows操作环境。采用如下技术：线性规划、混合整数规划、适用于多周期模型的质量跟踪技术、快速递归技术、改进的递归质量计算技术。可以建立单厂模型、多厂模型、多周期模型、多Case模型等。Haverly 公司GRTMPS ( Generalized Refining Transportation Marketing Planning System)GRTMPS是一种通用于“炼油—运输—市场”生产计划的系统软件。其特点是通用性强、计划活动覆盖面广、数据库驱动、具有分布递归算法等。 内容引言系统的数学基础应用软件模型建立单厂模型简介多厂模型简介国内外石化企业应用现状成功案例建模步骤①确定建模系统及建模范围；②确定模型参数及变量，收集数据；③寻找关系，确定约束条件；④确定目标函数，一般是取利润最大。石化厂生产加工过程原油及其他原材料 产品销售建模方法石油化工生产计划优化系