计划与调度应用的单元操作非线性建模

摘要

本文的重点是详细介绍在所有过程工业中发现的生产流程的数量和质量建模方面。生产流程表通常比工艺流程表处于更高的级别，因为在许多情况下，要做出更直接的业务或经济相关决策，例如使整个工厂和/或共享资源的几个集成工厂的利润和性能最大化。这些决策通常与计划和调度相关，通常被称为生产控制，与更短视的工艺流程表相比，它需要更大的空间和时间范围，后者详细描述了特定工艺单元在相对较短的时间范围内运行的稳定或非稳态材料、能量和动量平衡。这意味着，为了使用非线性优化器(如连续线性规划和连续二次规划)解决多时段非线性系统，更简单但仍具有代表性的个别过程的数学模型是必要的。在本文中，我们描述了六种类型的单元操作模型，它们可以作为基本的构建模块或对象来制定大型生产流程。此外，我们还阐述了连续过程和批处理过程之间的区别，同时还讨论了在决策系统中使用这些单元操作模型的其他几个重要的实现问题。值得注意的是，本文中描述的数量和质量建模系统补充了Zyngier和Kelly(企业中的优化和物流挑战，施普林格，纽约61-95,2009)中描述的用于描述生产和库存系统的数量和逻辑建模。