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智 能 工 程 与 过 程 系 统 的 集 成 优 化 *联 系 人 及 第 一 作 者： 钱 宇， 男，41 岁， 教 授、 博 士 导 师 。E-mail: 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (No. 29576239 ). 钱 宇 张 培 荣 王 克 峰 ( 华 南 理 工 大 学 化 学 工 程 研 究 所 ， 广 州 ，510641)摘 要 系 统 科 学 和 信 息 技 术 的 迅 速 发 展 为 工 业 过 程 的 计 算 机 集 成 系 统 提 供 了 基 础 ， 而 以 模 糊 专 家 系 统 和 神 经 网 络 为 代 表 的 人 工 智 能 技 术 为 解 决 过 程 工 程 中 许 多 技 术 难 题 开 辟 了 道 路 。 本 文 着 重 讨 论 过 程 系 统 集 成 优 化 的 概 念 ， 并 重 点 论 述 人 工 神 经 网 络 、 模 糊 专 家 系 统 、 进 化 算 法 等 智 能 辅 助 的 系 统 优 化 技 术 。关 键 词 计 算 机 集 成 过 程 系 统 (CIPS) 智 能 辅 助 过 程 工 程 (IAPE) 系 统 优 化 引 言随 着 过 程 工 业 企 业 向 大 型 化 、集 成 化 和 连 续 化 方 向 发 展 ，人 们 对 生 产 过 程 优 质 、高 产、低 消 耗 、安 全 和 环 境 等 方 面 提 出 了 更 高 的 要 求 ，特 别 是 在 当 前 能 源 和 资 源 紧 缺 ，国 际 市 场 竞 争 激 烈 的 情 况 下 ，如 何 实 现 生 产 过 程 的 最 优 化 ，最 大 限 度 地 提 高 生 产 效 率 ， 是 过 程 工 业 面 临 的 严 峻 挑 战 。经 典 的 化 学 工 程 学 以 单 元 操 作 和 “ 三 传 一 反 ” 为 基 础 ， 着 重 研 究 各 个 单 元 过 程 和 设 备 的 特 性 ，积 累 了 丰 富 的 知 识 和 经 验 。而 对 由 多 种 单 元 过 程 和 装 置 组 成 的 综 合 系 统 ， 如 大 型 石 油 化 工 企 业 和 多 品 种 牌 号 的 精 细 化 工 过 程 的 整 体 综 合 特 性 ，则 研 究 较 少 。 二 十 世 纪 科 学 技 术 发 展 的 一 个 重 要 特 征 ， 是 各 个 学 科 领 域 的 相 互 渗 透 和 相 互 支 撑 。 过 程 系 统 工 程 作 为 化 学 工 程 中 的 一 个 新 兴 交 叉 子 学 科 ，是 在 系 统 工 程 、 化 学 工 程 、过 程 控 制 、信 息 技 术 、 计 算 机 技 术 等 学 科 发 展 的 基 础 上 萌 生 并 发 展 起 来 的。 一 方 面 ， 它 对 化 工 流 程 中 化 学 反 应 、 分 离 过 程 、 能 量 交 换 过 程 等 各 单 元 子 过 程 追 求 集 成 和 优 化 ， 寻 求 最 佳 的 技 术 经 济 目 标 ； 另 一 方 面 ，它 采 用 数 学 模 拟 和 物 理 模 拟 相 结 合 的 方 法，从 信 息 、 任 务 、 和 方 法 等 多 种 角 度 的 集 成 对 过 程 系 统 进 行 最 优 设 计， 实 施 最 优 操 作 、最 优 控 制 ， 实 现 过 程 系 统 的 综 合 整 体 优 化 。 其 中 ， 工 艺 设 计 与 过 程 控 制 已 相 对 较 为 成 熟 ， 而 对 企 业 生 存 和 发 展 至 关 重 要 的 经 营 管 理 技 术 和 生 产 运 行 的 全 过 程 全 生 命 周 期 的 集 成 优 化 ， 是 目 前 过 程 系 统 工 程 领 域 的 最 新 研 究 前 沿 ，有 待 于 深 入 开 拓 。1 过 程 系 统 集 成 优 化 八 十 年 代 初 期 ， 在 计 算 机 、 自 动 化 、 信 息 技 术 迅 速 发 展 的 推 动 下 ，工 业 系 统 工 程 界 提 出 一 种 新 的 组 织 企 业 生 产 的 哲 理 和 运 行 模 式 计 算 机 集 成 制 造 系 统 (Computer Integrated Manufacturing System, CIMS) ， 利 用 计 算 机 进 行 信 息 集 成 ， 对 生 产 过 程 的 各 子 系 统 实 施 综 合 集 成 ，以 缩 短 新 产 品 研 制 、产 品 生 产 和 交 货 周 期 ，提 高 产 品 质 量，降 低 成 本 。 国 际 学 术 界 和 工 程 界 将 此 视 为 21 世 纪 占 主 导 地 位 的 新 型 生 产 方 式 。过 程 工 业 大 多 属 连 续 式 物 料 反 应 和 加 工 过 程 ， 与 机 电 行 业 的 工 件 型 离 散 生 产 模 式 有 所 不 同 ， 其 生 产 的 组 织 和调 度 也 有 很 大 差 别 。 与 优 质 低 耗 有 关 的 优 化 操 作 问 题 ， 以 及 与 安 全 生 产 和 环 境 风 险 控 制 有 关 的 过 程 运 行 控 制 问 题 ， 是 过 程 系 统 工 程 中 两 大 特 点 和 难 点 。 为 此 ， 过 程 工 业 界 引 入 CIMS 概 念 时 提 出 了 一 种 分 级 分 布 式 自 动 化 管 理 和 计 算 机 控 制 一 体 化 的 综 合 性 过 程 系 统 ，称 为 计 算 机 集 成 过 程 系 统 (Computer Integrated Process System, CIPS)。 CIPS的 目 标 就 是 要 将 从 基 础 的 过 程 控 制 和 操 作 直 到 公 司 高 层 管 理 决 策 集 成 在 一 起 ， 形 成 一 个 管 理 控 制 一 体 化 的 高 效 能 高 柔 性 的 智 能 生 产 系 统 1 , 这 将 成 为 二 十 一 世 纪 过 程 系 统 工 程 领 域 最 具 活 力 的 研 究 方 向 之 一 。 其 基 本 方 法 是 ： 从 生 产 运 营 整 体 出 发， 将 企 业 的 生 产、 营 销 和 管 理 的 各 种 信 息 集 成 起 来 ; 将 人 员 、 设 备 、 材 料、 资 金 及 信 息 等 资 源 合 理 组 织 、有 效 利 用 ，同 时 综 合 分 析 系 统 内 部 和 外 界 因 素 的 变 化 ，借 此 不 断 地 调 整 企 业 内 部 的 活 动 以 适 应 这 些 变 化 ，使 过 程 系 统 达 到 设 计、 运 行 和 经 营 管 理 的 最 优 目 标 。 近 二 十 年 来 ， 人 们 开 发 了 化 工 过 程 运 行 中 各 种 局 部 功 能 的 计 算 机 辅 助 运 行 (Computer-Aided Process Operation, CAPO) 系 统 2 ， 如 调 度 排 产 、 数 据 采 集 和 校 正 、 在 线 模 拟 、 故 障 诊 断 、 运 行 调 优 等 。CAPO 介 于 最 基 础 的 过 程 控 制 和 最 上 层 的 计 算 机 管 理 信 息 系 统 (MIS) 以 及 决 策 支 持 系 统 (DSS) 之 间 的 广 大 领 域 ，是 连 接 过 程 控 制 和 决 策 管 理 之 间 的 桥 梁 。 它 们 分 别 对 局 部 层 次 的 运 行 优 化 起 到 了 积 极 的 作 用 。 然 而 ，CAPO 的 加 和 不 等 于 系 统 集 成 ，局 部 优 化 不 一 定 全 局 最 优 。故 此 有 必 要 将 各 CAPO 功 能 块 集 成 起 来 ， 形 成 计 算 机 集 成 过 程 运 行 系 统 (Computer Integrated Process Operation System, CIPOS) 3。 这 里 所 强 调 的 “ 集 成 ” 包 括 以 下 三 个 方 面 ： (1) 信 息 集 成 ：信 息 集 成 是 CIPOS 的 关 键 。 能 对 过 程 工 业 这 一 复 杂 大 系 统 进 行 准 确 和 完 整 的 信 息 应 该 包 括 过 程 数 据 、 模 型 和 经 验 等 多 种 表 达 形 式 的 知 识 。 信 息 分 为 局 部 信 息 和 全 局 信 息 两 种 。 为 保 持 系 统 的 一 致 性 ， 并 使 不 同 的 管 理 。 开 发 和 使 用 人 员 共 享 信 息 ， 必 须 对 全 局 信 息 实 现 集 成 ，保 证 系 统 的 开 发 效 率 和 运 行 性 能 。 (2) 任 务 集 成 ：C I P O S 中 各 部 分 优 化 任 务 是 相 互 关 联 的 ， 它 们 应 该 被 置 于 一 个 统 一 的 集 成 的 框 架 之 中， 使 不 同 的 决 策 过 程 能 够 协 调 一 致 ， 从 而 保 证 整 体 决 策 的 全 面 和 有 效 。 (3) 方 法 集 成 ： 为 实 现 各 种 任 务 和 决 策 ，需 各 种 优 化 工 具 和 方 法 ， 如 何 实 现 对 适 当 问 题 和 适 当 步 骤 采 用 适 当 的 方 法 ， 以 及 如 何 避 免 因 引 入 的 各 种 方 法 导 致 不 同 的 求 解 模 块 之 间 的 沟 通 障 碍 ， 也 是 必 须 认 真 解 决 的 问 题 。 尽 管 计 算 机 已 在 过 程 模 拟 和 分 析、设 备 选 型 和 评 价、 分 离 序 列 和 能 量 系 统 的 合 成 。 操 作 优 化 及 生 产 调 度 等 各 方 面 发 挥 着 重 要 的 作 用 ， 但 计 算 机 通 常 被 理 解 成“ 计 算 机 器 ” 而 被 认 为 它 解 决 的 是“ 一 组 方 程 的 数 值 解 ”。 随 着 过 程 系 统 日 益 庞 大 和 复 杂 程 度 增 加 ，计 算 机 系 统 把 握 过 程 全 局 的 能 力 显 得 日 益 薄 弱 。 另 一 方 面 ，过 程 系 统 的 物 理 和 化 学 机 理 的 解 析 模 型 越 来 越 难 以 获 得 。 这 给 过 程 系 统 工 程 界 提 出 了 一 个 严 峻 的 问 题 ：当 我 们 对 系 统 的 认 识 不 足 以 构 造 清 晰 的 数 字 模 型 时，如 何 运 用 领 域 专 家 多 年 积 累 的 经 验 和 知 识 对 系 统 有 正 确 的 把 握 ，使 计 算 机 能 正 确 处 理 这 些 定 性 的 和 半 定 量 的 信 息 ， 建 立 适 合 于 过 程 的 模 型 以 使 系 统 安 全 、 正 常 优 质 地 运 行？ 基 于 知 识 的 系 统 的 不 断 发 展 ， 开 辟 了 一 个 新 的 研 究方 向 将 人 工 智 能 的 技 术 引 入 化 工 过 程 系 统 ， 使 CIPOS 不 但 具 有“ 数 值 计 算” 的 能 力 ， 还 有 人 类 常 识 、 专 业 知 识 和 专 家 推 理 判 断 的“ 智 能 ”， 从 而 使 系 统 更 多 地 具 有 人 类 专 家 的 素 质 和 性 能 来 运 行 企 业 的 生 产 过 程 。2 智 能 辅 助 的 过 程 系 统 优 化八 十 年 代 以 来 ， 人 工 智 能 和 系 统 科 学 迅 速 发 展 ， 出 现 了 一 个 新 的 交 叉 学 科 和 工 程 技 术 领 域 智 能 辅 助 过 程 工 程 (Intelligence-Aided Process Engineering, IAPE ) 4, 5 。 它 将 人 工 智 能 和 系 统 科 学 的 最 新 成 果 应 用 于 过 程 系 统 的 设 计 、 合 成 、 建 模、 优 化 、管 理 和 控 制 ， 研 究常 规 数 据 与 信 息 一 致 性 表 述 和 处 理 的 途 径 ，充 分 利 用 专 家 知 识 ，回 归 模 型 方 程 、操 作 经 验、事 故 案 例 等 非 结 构 化 知 识 和 模 糊 信 息 ，改 进 和 扩 展 现 有 的 模 型 化 方 法 、优 化 算 法 和 控 制 策 略 ， 提 高 工 业 过 程 模 型 化 和 集 成 优 化 的 水 平。工 程 师 可 灵 活 运 用 定 性 或 粗 略 定 量 的 信 息 作 出 决 策 而 不 必 经 过 复 杂 的 数 学 计 算 。 其 中 经 验 式 推 理 是 应 用 得 最 为 广 泛 的 一 种 。 人 类 专 家 能 够 在 很 大 的 弹 性 范 围 内 运 用 已 有 的 知 识 和 经 验 寻 求 解 决 方 案 。一 个 对 企 业 运 行 和 生 产 有 意 义 的 决 策 ， 从 来 就 不 可 能 仅 仅 依 靠 数 学 模 型 的 求 解 而 无 视 人 类 专 家 的 分 析 论 证 意 见 。 计 算 机 应 该 而 且 可 以 学 习 人 类 专 家 的 这 种 能 力 ， 将 不 同 形 式 的 知 识 变 成 计 算 机 处 理 步 骤 以 适 应 广 泛 复 杂 的 问 题 。智 能 技 术 包 括 知 识 库 系 统 、模 糊 逻 辑 、人 工 神 经 网 络 、仿 生 优 化 算 法 等 , 如 图 1 所 示 。 它 们 已 成 功 地 解 决 了 许 多 实 际 工 程 问 题 。 以 下 将 主 要 结 合 作 者 的 研 究 工 作 介 绍 几 个 方 面 的 应 用 。OutputBi-direction Data BusKnowledge & Data InputMachine LearningArtificial Neural NetworkFuzzy SystemExpert SystemEvolutionary AlgorithmsRough and/or Fuzzy Data PreprocessingProcedural Post-processingFigure 1 A schematic of intelligent systems 2.1 人 工 神 经 网 络 在 过 程 系 统 优 化 中 的 应 用人 工 神 经 网 络 模 仿 人 类 通 过 大 脑 感 知 认 识 复 杂 问 题 的具 体 过 程 特 征 ，经 反 复 学 习 和“ 试 错 ”， 从 而 最 终 把 握 过 程 系 统 的 输 入 输 出 关 系 特 征 。 采 用 人 工 神 经 网 络 表 明 了 在 认 知 和 表 达 复 杂 系 统 时 机 理 模 型 的 局 限 性 ，是 一 种 对 认 知 方 式 的“ 返 朴 归 真 ”。过 程 系 统 优 化 通 常 是 通 过 非 线 性 数 学 规 划 方 法 来 求 解 。 由 于 常 规 的 数 学 规 划 方 法 需 要 精 确 完 备 的 数 学 模 型 并 进 行 大 量 的 搜 索 和 计 算，计 算 方 法 较 为 复 杂 、 计 算 时 间 很 长 ，实 际 上 很 难 用 于 工 业 过 程 在 线 调 优 。当 过 程 变 量 之 间 没 有 完 整 的 数 学 模 型 时 , 优 化 就 更 为 困 难 。神 经 网 络 可 用 于 机 理 复 杂 且 难 以 认 识 清 楚 ， 但 输 入/ 输 出 数 据 容 易 获 得 的 过 程 系 统 的 建 模 和 仿 真 问 题 。作 为 黑 箱 模 型 ，神 经 网 络 的 建 立 不 依 赖 于 先 验 知 识 。 研 究 表 明，网 络 的 输 入 输 出 结 构 是 可 变 的 ，可 不 同 于 实 际 系 统 的 输 入 输 出 结 构 。 许 多 研 究 者 将 神 经 网 络 用 于 过 程 系 统 的 仿 真 。 我 们 曾 采 用 前 馈 神 经 网 络 对 纸 浆 制 浆 过 程 建 模 和 优 化 。使 网 络 从 工 厂 DCS 系 统 的 实 际 运 行 记 录 中 学 习 知 识 ，节 省 了 大 量 的 劳 动 去 开 发 机 理 模 型 或 基 于 规 则 的 专 家 系 统 。 在 此 基 础 上 ， 我 们 提 出 了 一 种 新 的 神 经 网 络 输 入 输 出 结 构 6，它 与 实 际 系 统 的 结 构 不 同 ，可 将 需 要 控 制 的 变 量 参 数 设 为 网 络 的 输 入 ，而 操 作 控 制 变 量 则 作 为 网 络 的 输 出 。 在 一 定 的 范 围 内 ，网 络 经 过 学 习 后 ，可 根 据 实 际 系 统 的 要 求 直 接 调 节 操 作 变 量 ， 使 神 经 网 络 模 型 可 直 接 用 于 优 化 计 算 。 这 为 开 发 应 用 现 场 数 据 的 过 程 调 优 、 咨 询 系 统 开 辟 了 新 的 途 径 。 对动 态 模 拟 和 稳 态 操 作 优 化 两 种 方 案 进 行 的 模 型 考 察 均 表 明 该 方 法 可 取 得 满 意 的 结 果 6, 7。人 工 神 经 网 络 还 可 以 用 来 作 过 程 系 统 的 最 优 设 计， 文 献 8 用 人 工 神 经 网 络 作 加 氢 反 应 器 优 化 设 计， 文 献 9 将 人 工 神 经 网 络 用 于 催 化 剂 组 分 的 设 计， 文 献 10 将 Hopfield 网 用 于 换 热 网 络 的 最 优 设 计 ， 将 能 量 函 数 的 最 优 值 与 问 题 的 最 小 值 相 对 应 ， 使 神 经 网 络 的 输 出 与 问 题 的 解 相 对 应 ， 网 络 运 行 的 稳 定 解 即 为 最 优 解 。2.2 基 于 模 糊 逻 辑 的 专 家 系 统 在 过 程 系 统 优 化 中 的 应 用 专 家 系 统 通 常 是 由 一 组 规 则 组 成 的 知 识 库 系 统 。 它 包 含 有 特 定 领 域 的 专 家 经 验 和 专 门 知 识 ， 并 运 用 这 些 知 识 解 决 过 程 的 实 际 问 题 。 早 期 的 专 家 系 统 采 用 了 符 号 运 算 和 序 贯 推 理 策 略 ， 难 以 解 决 含 有 大 量 数 量 运 算 的 工 程 问 题 。 近 来 的 发 展 方 向 是 基 于 模 糊 逻 辑 的 专 家 系 统 ， 用 模 糊 集 表 述 人 类 语 言 形 式 的 知 识 和 信 息 ， 以 及 工 程 问 题 中 大 量 存 在 的 不 精 确 的 数 量 概 念 和 数 据 。 经 模 糊 集 表 征 的 知 识 和 规 则 将 为 专 家 系 统 的 量 化 分 析 和 平 行 推 理 开 辟 广 阔 的 前 景 。基 于 模 糊 逻 辑 的 小 型 专 家 系 统 用 于 电 子 装 置 以 及 工 业 过 程 中 单 元 装 置 的 控 制， 在 文 献 11 中 已 有 详 细 的 介 绍 。 作 者 开 发 的 基 于 模 糊 逻 辑 的 分 离 过 程 合 成 设 计 专 家 系 统 也 获 得 了 满 意 的 结 果 12 。模 糊 系 统 理 论 在 模 型 方 程 的 建 立 、评 价 和 筛 选 中 承 认 和 接 受 模 型 方 程 的 不 精 确 性 ，并 引 入 相 应 的 处 理 方 法 。 这 更 接 近 于 人 类 专 家 在 进 行 工 程 技 术 工 作 中 所 采 用 的 多 方 案 比 较 、定 性 分 析 和 定 量 比 较 并 举、综 合 评 判 的 模 式 。 这 使 得 建 模 过 程 利 用 更 多 的 信 息 量 。过 程 工 业 生 产 的 原 材 料 组 成 复 杂 ，操 作 波 动 性 大 ，变 量 关 系 复 杂 。从 生 产 现 场 采 集 或 由 实 验 测 定 的 数 据 ，以 及 由 此 得 出 的 经 验 关 联 式 或 计 算 模 型 ，都 有 不 同 程 度 的 误 差 和 冗 余 。 来 自 不 同 研 究 者 、 不 同 场 合 的 数 据 、 模 型 亦 常 有 冲 突 。 常 规 的 模 拟 和 优 化 技 术 不 能 接 受 冗 余 的 、冲 突 的 、模 糊 的 数 据 和 方 程 ，一 般 的 方 法 是 进 行 数 据 校 正 和 模 型 筛 选 ，确 定 一 套 协 调 的 数 据 和 一 组 适 定 的 方 程 ，由 此 作 为 模 拟 和 优 化 的 基 础 。 其 代 价 是 在 处 理 过 程 中 丢 失 了 大 量 有 价 值 的 信 息 ，从 而 使 模 拟 和 优 化 的 结 果 与 实 际 过 程 的 误 差 增 大 。作 者 13 提 出 用 模 糊 逻 辑 表 述 和 处 理 系 统 变 量 间 的 不 精 确 近 似 关 系 ，使 模 型 方 程 间 的 冲 突 和 不 协 调 性 趋 于 最 小 ，模 糊 目 标 函 数 趋 于 最 大 ，将 模 型 求 解 问 题 和 优 化 问 题 均 转 化 为 隶 属 度 函 数 的 极 值 问 题 。由 于 模 糊 优 化 方 法 中 过 程 约 束 表 示 为“ 软 约 束 ”， 操 作 靠 近 边 界 时，隶 属 度 函 数 迅 速 降 低 ，优 化 程 序 将 会 自 动 迫 使 系 统 离 开 边 界 ，这 种 方 法 能 较 好 地 运 用 于 不 精 确 的 、认 识 不 充 分 的 系 统 中。2.3 进 化 算 法 在 系 统 优 化 中 的 应 用由 于 过 程 系 统 日 趋 大 型 化 、复 杂 化 ，系 统 模 型 空 间 时 常 呈 现 非 连 续 性 、 局 部 多 峰 性 、 以 及 离 散 变 量 等 。 这 对 常 规 优 化 算 法 提 出 了 挑 战 。 这 方 面 一 个 突 出 的 进 展 是 仿 生 优 化 算 法 。仿 生 优 化 算 法 属 于 随 机 搜 索 算 法 ， 采 用 生 物 进 化 论 中“ 优 胜 劣 汰 ” 的 法 则 ，实 现 大 规 模 群 体 的 平 行 搜 索 演 进 ， 避 免 了 局 部 极 值 点 的 问 题 。比 较 流 行 的 有 遗 传 算 法 、 进 化 规 划 等 。 作 者 12 根 据 遗 传 算 法 的 原 理 ，在 对 不 精 确 系 统 的 优 化 时 采 用 遗 传 算 法 ， 问 题 归 结 为 求 模 糊 模 型 隶 属 度 函 数 的 最 大 值 ，即 模 糊 系 统 空 间 的 搜 索 问 题 。 由 于 遗 传 算 法 仅 提 取 目 标 函 数 值 的 信 息 ，因 而 对 模 糊 系 统 的 不 精 确 性 及 病 态 结 构 并 不 敏 感 。 在 化 工 过 程 初 始 设 计 、 换 热 网 络 合 成 、 生 产 调 度 等 系 统 优 化 问 题 中 ， 混 合 整 数 非 线 性 规 划 (MINLP) 算 法 是 当 今 研 究 的 热 点 之 一 。 然 而 ，MINLP 模 型 的 建 立 有 赖 于 专 家 的 领 域 经 验 ， 而 MINLP 的 求 解 至 今 仍 未 有 成 熟 满 意 的 方 法 。 作 者 14 最 近 针 对 换 热 网 络 同 步 最 优 综 合 的 问 题 提 出 了 一 种 新 的 优 化 策 略， 提 出 了 改 进 的 遗 传 算 法 求 解 MINLP 问 题 。 可将 网 络 结 构 与 变 量 同 时 优 化 。在 用 遗 传 算 法 进 行 优 化 时， 采 取 了 连 续 化 遗 传 因 子、多 样 性 保 护 因 子 和 调 整 适 应 值 的 方 法 ， 使 其 具 有 寻 找 全 局 最 优 解 的 能 力 ， 在 处 理 大 规 模 换 热 网 络 综 合 问 题 中 获 得 成 功 。 这 为 MINLP 的 求 解 开 辟 了 一 条 新 的 途 径 。3 结 束 语 化 学 工 程 学 在 其 发 展 的 100 年 时 间 中 ， 从 其 它 科 学 技 术 中 吸 取 了 丰 富 的 营 养 。当 代 系 统 科 学 和 信 息 技 术 的 丰 硕 成 果 ，为 下 一 世 纪 过 程 系 统 工 程 的 迅 速 发 展 奠 定 了 坚 实 的 基 础 。人 工 智 能 的 思 想 和 方 法 应 用 于 工 程 技 术 领 域 ，是 计 算 机 科 学 应 用 于 工 程 技 术 领 域 的 一 个 更 高 层 次 上 的 螺 旋 式 前 进 。 然 而 ，有 必 要 指 出 ，人 工 智 能 本 身 是 人 类 智 能 的 产 物 ，是 辅 助 人 们 认 识 和 改 造 客 观 世 界 的 工 具 和 手 段 。 它 们 的 作 用 是 辅 助 性 的 而 非 决 定 性 的， 真 正 起 决 定 作 用 的 是 人 类 专 家 。 针 对 我 国 过 程 工 业 调 优 和 控 制 基 础 较 差 的 现 状 ， 在 推 行 计 算 机 集 成 过 程 系 统 中 应 用 基 于 人 工 智 能 的 优 化 方 法 ， 属 于“ 软 工 程 ” 的 范 畴 ， 对 现 有 工 业 装 置 ， 测 量 和 控 制 仪 表 的 改 造 和 投 资 较 少 ，将 对 我 国 过 程 工 业 的 生 产 方 式 从 粗 放 型 向 集 约 型 转 变 起 到 积 极 的 作 用 。参 考 文 献1 Bassett M H, Dave P. Computers & Chemical Engineering, 1996, 20 (8):8218442 杨 友 麒 . 计 算 机 与 应 用 化 学 ，1995, 12 (3):1611693 杨 爱 东 . 基 于 对 象/Agent 的 计 算 机 集 成 过 程 运 行 系 统 研 究 ： 学 位 论 文 . 大 连 ： 大 连 理 工 大 学 ，19974 Astrom K J, McAroy T J. J Process Control, 1992, 2 (3):115127 5 钱 宇 . 化 工 进 展 ，1997, 1:15206 Qian Y, Te