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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 流程工业的生产特点1

1.3 流程工业综合自动化与生产调度3

1.3.1 流程工业综合自动化3

1.3.2 流程工业的生产调度4

1.4 流程工业生产调度优化模型5

1.5 调度优化算法7

1.6 流程工业生产调度优化软件8

1.6.1 调度模型的优化求解软件8

1.6.2 流程工业调度软件9

参考文献10

第2章 流程工业优化调度模型12

2.1 引言12

2.2 流程工业生产调度建模的基础知识13

2.2.1 流程工业的生产流程描述13

2.2.2 流程工业的基本调度框架18

2.2.3 调度模型分类22

2.2.4 调度模型的时间划分和表达23

2.3 间歇过程调度模型26

2.3.1 间歇过程生产调度特点27

2.3.2 混合整数规划27

2.3.3 基于离散时间表达的间歇过程MILP优化调度模型28

2.3.4 基于连续时间表达的间歇过程MILP优化调度模型32

2.3.5 考虑不确定性的鲁棒调度模型35

2.3.6 考虑不确定性的模糊规划调度模型44

2.4 连续过程调度模型49

2.4.1 连续过程生产调度特点49

2.4.2 基于离散时间表达的连续过程MINLP调度模型49

2.4.3 连续过程广义析取规划调度模型52

参考文献67

第3章 模型优化求解算法69

3.1 粒子群优化算法72

3.1.1 粒子群优化算法的基本原理72

3.1.2 粒子群优化算法的基本流程72

3.1.3 粒子群优化算法的改进算法74

3.2 分组比较遗传算法78

3.2.1 基本遗传算法78

3.2.2 分组比较遗传算法80

3.3 极值进化算法83

3.3.1 极值优化83

3.3.2 个体搜索性能分析84

3.3.3 组合优化问题解的模式86

3.3.4 基于模式的极值进化算法87

3.3.5 收敛性88

3.4 人工鱼群算法89

3.4.1 鱼群行为分析90

3.4.2 人工鱼模型90

3.4.3 算法描述93

3.4.4 鱼群算法的改进机制94

3.4.5 算法特点95

3.5 调度模型优化求解实例分析及软件介绍95

3.5.1 调度模型优化求解实例分析95

3.5.2 优化求解软件介绍101

参考文献103

第4章 模型优化求解策略105

4.1 两阶段粒子群优化策略108

4.1.1 算法的设计思想108

4.1.2 算法的描述110

4.1.3 算法小结116

4.2 基于空间收缩的并行演化策略116

4.2.1 算法的主要思想117

4.2.2 算法小结119

4.2.3 调度模型求解实例分析119

4.3 基于空间划分的分解算法125

4.3.1 混合整数规划模型的空间自然划分126

4.3.2 生产调度模型的分解算法127

4.3.3 算法小结133

4.3.4 调度模型求解实例分析133

4.4 基于网格划分的混合搜索策略135

4.4.1 算法主要思想135

4.4.2 用网格来实现空间的划分和收缩137

4.4.3 算法小结142

4.4.4 调度模型求解实例分析142

4.5 基于区域限定与约束指导的模拟退火求解策略145

4.5.1 模拟退火算法145

4.5.2 半限定数学方法与决策变量的限定146

4.5.3 具有约束指导的模拟退火算法149

4.5.4 算法小结154

4.5.5 调度模型求解实例分析154

4.6 基于分解协调的人工鱼群策略155

4.6.1 从人工鱼到鱼群生态系统155

4.6.2 系统的分解与鱼群的分类156

4.6.3 有协调和约束的鱼群算法描述157

4.6.4 算法小结163

参考文献163

第5章 流程工业生产调度优化系统设计方法165

5.1 流程工业生产调度优化系统的功能和数据需求165

5.1.1 流程工业生产调度优化系统的特点165

5.1.2 流程工业生产调度优化系统的功能需求166

5.1.3 流程工业生产调度优化系统的数据需求168

5.2 生产调度优化系统的整体结构设计169

5.2.1 生产调度优化系统的体系结构169

5.2.2 生产调度优化系统的整体结构与模块划分172

5.3 人机界面设计173

5.3.1 人机界面设计基础173

5.3.2 流程工业生产调度优化系统人机界面设计175

5.4 模型库设计177

5.4.1 模型库系统的重要性和功能177

5.4.2 模型库系统的构成178

5.4.3 模型库的设计方法179

5.5 算法库设计180

5.5.1 算法库系统的重要性和功能180

5.5.2 算法库和模型库之间的关系181

5.5.3 算法库和数据库之间的关系181

5.6 数据库设计182

5.6.1 数据库设计基础182

5.6.2 流程工业生产调度优化系统的数据库设计183

5.7 流程工业生产调度优化系统设计实例186

5.7.1 流程组态186

5.7.2 模型数据录入189

5.7.3 调度模型生成190

5.7.4 模型优化计算191

5.7.5 结果输出191

5.7.6 小结193

参考文献194

缩略词注释表195