(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210744487.9 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 汉谷云智 （武汉） 科技有限公司 地址 430070 湖北省武汉市洪山区书 城路 56号昊天大厦7楼 (72)发明人 陈超　陈国辉　鄢烈祥　周力　 (74)专利代理 机构 武汉知伯乐知识产权代理有 限公司 42 282 专利代理师 赵伟红 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 基于混合算法的工业间歇生产与公用工程 集成调度方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于混合算法的工业间 歇生产与公用工程集成调度方法， 包括： 在调度 前明确生产子系统和公用工程子系统的已知输 入条件， 通过集成调度确定生产子系统和公用工 程子系统的输出指标； 集 成调度数学优化模型的 建立； 包括目标函数的模型建立和约束条件的模 型建立； 序贯调度数学优化模型建立； 通过列队 竞争算法和线性规划的混合算法对序贯调度后 的数学优化模 型进行求解， 获得调度期总利润的 优化控制方案， 实现间歇生产调度子系统与公用 工程子系统调度的有效集 成， 进而最大限度地发 挥间歇生产的优 越性。 权利要求书3页 说明书13页 附图2页 CN 115271174 A 2022.11.01 CN 115271174 A 1.一种基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其特征在于， 包括如 下步骤： S1： 在调度前明确生产子系统和公用工程子系统的已知输入条件， 通过集成调度确定 生产子系统和公用工程子系统的输出指标； S2： 集成调度数 学优化模型的建立； 包括目标函数的模型建立和约束条件的模型建立； S3： 序贯调度数 学优化模型建立； 包括如下步骤： S31： 以投资量 最小为目标， 以步骤S2建立的约束条件 模型对生产系统进行优化调度； S32： 在步骤S31生产系统优化调度的基础上， 计算 生产所需公用工程的消耗 量； S33： 根据步骤S32 获得的生产所需公用工程的消耗量， 对公用工程系统进行优化操作， 获得序贯调度数 学优化模型； S4： 通过列队竞争算法和线性规划 的混合算法对序贯调度后的数学优化模型进行求 解， 获得调度期总利润的优化控制方案， 实现间歇生产调度子系统与公用工程子系统调度 的有效集成， 进 而最大限度地发挥间歇生产的优 越性。 2.根据权利要求1所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 步骤S2中目标函数的模型建立 通过式(1)实现： 其中， minCOST表示调度期内的总成本最小值； cfm表示燃料的价格； In,k,m表示在事件点 n， 设备k消耗燃料的量； ELPn表示事件点n的买电量； CEL表示买电单价； XSOXn,k表示在事件 点n， 设备k的氧化硫气体排放量； PSOX表示氧化硫气体的排放单价； XGHGn,k表示在事件点n， 设备k产生的温室气体的量； PGHG表 示温室气体的排放单价； K1表 示锅炉集合； m表 示燃料； M 表示燃料集 合。 3.根据权利要求2所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 步骤S4包括： S41： 随机产 生K组0‑1变量， 由K个家族得到K组线性规划问题， 通过线性规划分别计算K 个家族的目标函数值； S42： 按照目标函数值的大小， 对K个家族进行排列， 若为最大化问题， 则目标函数值最 大的排在最前， 目标函数值 最小的排在最后； 反 之， 则相反； S43： 根据每个家族在列队中的位置， 确定若干组0 ‑1变量的变异次数； 通过变异， 由K组 父代得到K组子代； 通过线性 规划计算K组子代的目标函数值； S44： 比较每个家族子代与父代， 保留优秀的个 体， 并作为下一代的父代； S45： 重复步骤S42 ～S44直到达到预先设定的终止条件。 4.根据权利要求3所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 步骤S2中约束 条件的模 型建立包括物料资源平衡的约束、 设备加工能力的约束、 存储容量的约束、 加工顺序的约束、 调 度期时长的约束、 锅炉燃料消耗与高压蒸汽产生的约 束、 锅炉在运行过程中的启动和停止的约束、 污染物排放的约束、 汽轮机物料平衡的约束、权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115271174 A 2汽轮机能量平衡的约束、 汽轮机进汽量的约束、 汽轮机损失蒸汽量的约束、 不同等级蒸汽量 和电量的约束以及公用工程消耗 量的约束模型建立。 5.根据权利要求4所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 锅炉燃料消耗与高压蒸汽产生的约束模型通过式(12)表示： 其中， K1表示锅炉集合； q表示分段效率曲线； XHPn,k,m表示锅炉燃烧燃料产生的高压蒸 汽的量； Aq,n,k,m表示在事件点n,设备k燃烧 燃料m的第q条产汽系数； 表示在事件点 n， 设备k的第q ‑1条产汽量； xq,n,k,m表示在事件点n， 设备k燃烧燃料m的第q条产汽效率； 表示在事 件点n， 设备k的第q段产汽量。 6.根据权利要求5所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 对 汽轮机能量平衡的约束模型通过式(21)实现， 其中， XELn,k表示在事件点n汽轮机的发电量； ηk表示汽轮机的效率； TXHPn,k表示在事件 点n进入汽轮机的高压蒸汽量； hb表示沸水的焓值； hm表示中压蒸汽的焓值； XMPn,k表示在事 件点n， 汽 轮机通过抽汽得到的中压蒸汽的量； hl表示低压蒸汽的焓值； he表示高压蒸汽的焓 值； N表示事 件点集合； K2表示汽轮机集 合。 7.根据权利要求6所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 步骤S31中的约束条件包括物料资源平衡的约束、 设备加工能力的约束、 存储容 量的约束、 加工顺序的约束、 调度期时长的约束、 锅炉燃料消耗与高压蒸汽产生的约束、 锅 炉在运行 过程中的启动和停止的约束、 以及污染物排 放的约束； 步骤S33中对公用工程系统进行优化操作的目标函数通过式(1)实现， 对公用工程系统 进行优化操作的约束条件包括汽轮机物料平衡的约束、 汽轮机能量平衡的约束、 汽轮机进 汽量的约束、 汽轮机损失蒸汽量的约束、 不同等级蒸汽量和电量的约束以及公用工程消 耗 量的约束。 8.根据权利要求7所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 步骤S31中整个调度期物料资源的投资量 通过式(2 9)计算， 其中， Cr表示整个调度期物 料资源的投资量； lr表示物料资源任务集合； Er,n表示在事件 点n， 可以得到物料资源r的量， 单位 kg； N表示事 件点集合； r表示物料资源。 9.根据权利要求6所述的基于混合算法的工业间歇生产与公用工程集成调度方法， 其 特征在于： 步骤S32中生产所需公用工程消耗 量根据式(28)计算， 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115271174 A 3