（化学工程专业论文）氯碱生产多对象优化整合系统的开发和实现.pdf

摘要 多对象整合优化技术对有限氯气资源合理分配提供了较为科学的途径和评价方法，为 提高氯碱厂的经济效益发挥了重要的作用。本文以氯资源流程生产中多对象优化整合为研究 对象，运用技术经济学原理和计算机技术，通过相关数据建模，采用优化决策技术，建立起 氯气资源合理分配的决策体系，初步找到了利用多对象优化整合的评价方法，来处理有多种 不同氯产品的生产企业紧缺资源分配的决策软件。 本文完成的主要工作有： 1 、结合巨化电化厂目前常用的产品吨氯效益测算法，确定了采用适合巨化电化厂多对象 分析与优化来进行综合决策的方法。 2 、采用数理统计的方法对以往电化厂有关的财务历史数据和动态数据进行处理，总结出 了适合电化厂多对象分析与优化整合的数学模型。 3 、结合用于开发流程生产企业的多对象分析与过程优化整合的软件的基础上，从优化资 源配置措施来最大限度提高氯资源利用价值，合理分配有限的氯气资源，以总体效益最大利 为基础，结合吨氯效益最大利，建立了氯气资源优化整合评价可视化模型，并运用技术经济 学原理，对单个产品在动态条件下的盈利情况和多种耗氯产品的总体盈利能力进行趋势分析， 为企业有限的资源分配及取得综合效益最大利提供了新的可操作方法和软件。 取得的上要成粜有： ( 1 ) 研究出较为符合巨化电化厂现有氯气资源合理分配的多对象整合优化决策，效益预测 体系。 ( 2 ) 建立了氯气资源最优化分配的效益预测模型，可以实现在不同状态下，各种氯气资源 分配取得的效益测算及优化方案。 ( 3 ) 在上述整合优化软件中，充分考虑了如停工损失、人员分流、产品销量和装置能力等 较多的现实工厂情况，使得整个决策措施更适合工厂实际。 由于巨化电化厂氯产品种类繁多，在定时期内经常出现氯资源的紧缺，而国内尚未有 企业对此进行专项开发，巨化电化厂以前建立采用简便的吨氯效益预测来进行资源分配，取 得了一定的效果，但使用不方便。为此，本课题在吸收已有的吨氯效益预算和单位产品成本 的基础上，运用生产企业多对象分析与过程优化整合的软件，从取得经济效益最大利的原则 出发，运用技术经济学原理、通过数据建模和优化，建立了氯气资源分配经济评价模型，对 总体效益及时预测，提供最优化的氯资源分配方案，对巨化电化厂提高整体经济效益有很大 的指导意义，为其它流程生产企业也提供了一种新方法。目前，该软件和方法在巨化电化厂 进行应用，并取得了预期的效果。 i i a b s4 i k a ll t h ea d o p t l o no fm u l t i o b j e c t i v eo p t i m u mi n t e g r a t i o nt e c h n o l o g y h a sp r o v l d e da s c i e 而n ca p p r a i s i n gm e m o df o r r e a s o n a b l em l o c a t i o no ft h e l i m i t e d 。h l o 。m 。g a s r e s o u r c e i tp l a y sa ni m p o 彻l tr o l e i ne n h a n c i n gt h e i re c o n o m l cp e r f o r m a n c eo t c h l o r - a l k a l im a n u f a c t u r e r s t h i s a r t i c l es t u d i e st h eo p t i m u mi n t 。g 。a t l o no f 8 。v 。8 l i m o r t a n to b j e c t l 、，e s c o n c e r n i n gp r o d u c t i o n p r o c e s s ，u s i n g 血。p r i n c i p l e s o t e c h e c o n o m i c sa 1 1 dc o m p u t e rt e c h n 。l o g y r e l e v a n t d a t am o d e l i n g ，a d o p t i n go p t i m u m d e c i s i o n m a k i n gt e c h n o l o g vt e c h n o l o g y i tp r 。v i d e s s o l u t i o n 3t oh o w t om a k eb 。s t u s eo ft h el l 皿t e dc h l o r i n eg a si n f i n ew i t ht h ep r i n c i p l eo fm a x i m i z e dp r o f i t , 明 e v a l u a t i o nm e t h o du s i n gm u l t i o b j e c t i v eo p t i m u mi n t e g r a t i o n 。h n o l o g y 1 8i n i t i a l l y d e v e l o 口e di tw o r k sw e l li na l l o c a t i n gt h el i m i t e dc h l o r i n eg a 5r e s o u 。1 n 。o 唧枷8 5 w h l c hm a n u f a c t u r ev a r i o u sc h l o r i n e c o n s u m i n g p r o d u c t s m a j o rs t u d i e sd o n e i nt h er e s e a r c ha r ea sf 0 1 l o w s 1 、e s t a b i i s hl m e 掣a t e dd e c i s i o n - m a k i n gt h r o u g h t h ea d o p i o no tm u l 1 o b j 。c t l v 。 a n a l v s l sa n do p t i m u m s u i t a b l ef o rj u h u ae 1 e c t r o c h e m i c a l 5 p l a n tb y 触舢gt o c o m m o n l vu s e dc a l c u l a t i o nm e t h o d o fp r o d u c tp r o f i tp e rt o no tc h l o n n e - 2 、e s t a b l i s ht h em a t h e m a t i cm o d e lf o rm u l t i 。o b j e c t i v e a n a l y 5 i 58 n do p t i m u m i n t e g r a t i o nw h i c h i ss u i t a b l ef o rj u h u ae l e c t r 。c h e m i c a l sp l a n tb y p 。o 。e 5 s l n gp 。e v l o u 8 a n dc u r r e n tf i n a n c i a ld a t at h r o u g h t h eu s eo fm a t h e m a t i cs t a t i s t i c sm e t i l o d - 3 、b a s e do nt h ed e v e l o p m e n to fm u l t i - o b j e c t i v ea n a l y s i s a n do p t l m u mp r o c e s s i n t e 盯a t i o ns o r w a r ef o rm a n u f 犯t u r e r s ，a l i n i n g a tm a x i m i z i n gv a i u ei nu s e o fc h i o n n e g a sa n dm a k i n gb e s tu s eo f l tt h r 叫g h 。p t i m i z e d r e s o u r c ea 1 1 0 。a t 弧g 。n 。豫t l l l g 锄d t h eb e s td r o mf o rt h ec o m p a n ya saw h o l e ，l i n kt h e a r t i c l eh a se s t a b l i s h e dav 1 8 1 b l 。 e v a l u a t i 。nm 。d e lf 研。p t i r n u mi n t e g r a t i 。n 。fc h l o r i n e r e s 。u r c 。s u 8 i n gt h 。t h e o r y 。t t e c h e c 。n 。m i c s ，l i n kt h ea r t i c l ea l s 。c a r r i e s 。u tp r o f i t a b i i i t ys t u d y a n dt 。n da n a l y s i s 。fs i n 9 1 e 口r 。d u c ta n da l lp r o d u c t s a saw h o l er e s p e c t i v e l yu n d 。d y n 眦1 。n d l t l ， p r o v i d i n gaw 。r k a b l em e t h o da n d s 。f f w a r ef o rt h ec 。m p a n yt 。g 。n 。a t 。m a x l m u m d r o f i to u to fl i m k e dc h l o r i n er e s o u r o e w m a i na c h i e v e m e n t sa r ea sf i ) l l o w s ： ( 1 ) t h ee s t a b l i s h m e n to fam u l t i - o b j e c t i v e i n t e g r a t i o ns y s t e m f o r o p t i m u m d e c i s i o n - m a k i n g ，p r o f i tf o r e c a s ts u i t a b l ef o rj u h u ae l e c t r o c h e m i c a l sp l a n t ( 2 ) t h ee s t a b l i s h m e n to fap r o f i tf o r e c a s tm o d e lf o ro p t i m u ma l l o c a t i o no f c h l o r i n er e s o u r c e ，e n a b l i n gt h ep r o f i tf o r e c a s tu n d e rd i f f e r e n tc h l o r i n er e s o u r c e a l l o c a t i o np l a n ss ot h a tt h eb e s to n ec a nb ef o u n d ( 3 ) l o s s e sc a u s e db ys h u t d o w n s ，w o r k f o r c ec h a n g e s ，s a l e sv o l u m ea n di n s t a l l e d c a p a c i t yh a v eb e e nt a k e ni n t of u l lc o n s i d e r a t i o ni nt h ea b o v e m e n t i o n e ds o f t w a r es o t h a tt h ed e c i s i o nt a k e nc a nb em o r ep r a c t i c a l s h o r t a g eo fc h l o r i n er e s o u r c eo f t e no c c u r si nj u h u ae l e c t r o c h e m i c a l sp l a n td u e t ot h ep r o d u c t i o no fv a r i o u sc h l o r i n e c o n s u m i n gp r o d u c t s n oc o m p r e h e n s i v e s o l u t i o nh a sb e e nd e v e l o p e d i nc h i n as of a rt ot a c k l et h i s p r o b l e m j u h u a e l e c t r o c h e m i c a l sp l a n tu s e dt oa d o p tas i m p l ep r o f i tf o r e c a s tm e t h o dw h i c hw a s b a s e d0 1 1 “p r o f i to u to fp e rt o no fc h l o r i n ec o n s u m p t i o n a n da c h i e v e dc e r t a i n p o s i t i v er e s u l t ，b u ti tw a sn o tc o n v e n i e n ti np r a c t i c a lu s e t h i s r e s e a r c hp r o j e c ti s b a s e do nt h ea c h i e v e m e n t so f “p r o f i to u to fp e rt o no fc h l o r i n ec o n s u m p t i o n ”a n d “c o s tp e ru n i tp r o d u c t ”m e t h o d s ，u s e sm u l t i o b j e c t i v ea n a l y s i sa n do p t i m u mp r o c e s s i n t e g r a t i o ns o f t w a r e ，a i m s a t a c h i e v i n g b e s t p r o f i t ，e x p l o i t s t h e t h e o r y o f t e c h e c o n o m i c s ，m o d e l i n ga n do p t i m i z a t i o n ，e s t a b l i s h e se c o n o m i ce v a l u a t i o nm o d e l f o rc h l o r i n er e s o u r c ea l l o c a t i o n ，p r o v i d e so p t i m u ma l l o c a t i o np l a no fc h l o r i n eg a s r e s o u r c ef o rb e s te c o n o m i cr e s u l t s i tp l a y sa ni n s t r u c t i v er o l ei nh e l p i n gj u h u a e l e c t r o c h e m i c a l sp l a n te n h a n c ee c o n o m i cp e r f o r m a n c e i th a sb e e ni nu s ei no u r c o m p a n ya n dh a sa c h i e v e d t h ee x p e c t e dr e s u l t s i v 浙江大学顿l 学位论文 第一章绪论弟一早珀 f 匕 1 1 引言 巨化集团公司属于国内十个特大型化工企业集团之一，是中国目前最大的氟化工基地和 浙江省最大的氯碱企业。1 9 5 8 年投入生产，2 0 0 3 年完成产值2 9 亿元左右，特别是氟化工和 氯碱产业，在国内和省内具有举足轻重的作用。 巨化集团公司占地7 3 平方公里，建有1 0 0 多套重要装置，以生产基本化工原料和氟化 学制品为主，兼有化肥、农药、化学矿产品、高分子材料、建筑材料、有色金属、化工机械、 电力能源、塑料加工等1 9 大类2 0 0 多种产品，形成了以氟化工为龙头，氯碱化工和煤化工为 基础，精细化工、合成材料、生物化工为高新技术突破口的化工生产链。并与全球五大洲3 3 个国家和地区的2 0 0 余家商社和公司建立了贸易业务关系【1 j 。 1 2 氯碱系统采用优化决策的重要性和必要性 巨化股份作为巨化集团公司的控股公司，在1 9 9 8 年6 月在上海证券交易所上市，近几年 在氟化工领域有着良好的加速发展势头。甲烷氯化物的不断扩产，带动了巨化股份电化厂氯 碱的大发展，甲烷氯化物现有生产能力达到近9 5 万吨，年，氯碱化工的规模也跻身中国同行 的前沿，氯产品种类在全国同行业中属于比较齐全，综合经济效益比较明显。 甲烷氯化物作为巨化股份公司最具优势的产品，在今后公司发展中处于最优的地位，发 展后劲很大，在现有规模下，巨化股份公司电化厂需向甲烷氯化物每年提供近1 4 万吨液氯。 电化厂现有产品规模为隔膜烧碱1 3 万吨年，离子膜烧碱1 4 万吨年，p v c 树脂8 万吨年， v c m 单体1 1 万吨年，v d c 单体2 0 万吨年，a d c 发泡剂0 4 万吨年，盐酸3 万吨年，p v d c 胶乳o 2 0 万吨年及部分p v d c 树脂和液氯。上述产品全为耗氯产品，因此，随着耗氯产品 的规模不断扩大，对氯气的需求随之增大。特别是0 3 年我厂p v c 树脂、v d c 单体的进一步 扩能及甲烷氯化物的内部挖潜，以及氯产品的f ：； 趋紧张，加剧了氯气资源的紧缺口j 。 作为生产氯气资源的烧碱装嚣，在产生氯气的同时，要大量产生烧碱，在国内烧碱作为 长线产品，加上巨化股份公司处于浙西地区，没有资源优势，不可能把烧碱装置建成全部满 足所有氯产品的需求量规模。外购商品液氯满足氟化工需求理论上可行，但实际上满足不了。 堑坚查堂塑主堂竺丝苎 第一r 外购液氯含水较高，基本上在1 0 0 p p m 以上，不能满足甲烷氯化物生产所需的氯中含 水2 5 p p m 以下的需要；第二，若大量外购，将引发供需矛盾，价格上涨，给生产成本带来不 利。而电化厂氯产品在不同时期产品销价均有大幅度的变化，如p v c 树脂销价近3 年均在 5 0 0 0 8 5 0 0 元吨之间波动；a d c 发泡剂在1 1 0 0 0 - 1 6 0 0 0 元吨；液氯价格在1 1 0 0 - 2 6 0 0 元吨。 造成在不同时期有的产品销价有时接近成本价或亏本，有时会变成厚利产品。有时候，所有 氯产品都有较好的经济效益，在确保甲烷氯化物用氯的情况下，如何做好氯气资源的合理分 配并预测经济效益有着现实的意义。我们对0 3 年的耗氯产品所需氯气量及产生的氯气量进行 了分析如下：所有耗氯产品满负荷开车，年需求氯气量为2 0 万吨，年生产量为1 8 3 万吨， 缺口1 7 万吨年。在各种耗氯产品盈示i 。力不的状况下，如何做到氯气资源合理分配对追 求效益最大利具有现实意义，也是生产厂商追求的最大目标。因此，进行电化厂氯碱系统采 用优化决策变得尤为重要t 3 - 1 0 。 1 3 电化厂现采用的常规算法及指导生产财务的基本方法 自2 0 0 0 年初开始，随着巨化股份公司第2 套甲烷氯化物的并网开车，加上电化厂p v c 树脂销售价格的上涨，原有的全公司的氯气资源变得较为紧张，虽然电化厂0 1 年7 月增上了 一套6 万吨年离子膜烧碱装鬣，但随着市场的变化及产品规模的不断增大，氯气资源仍然比 较紧张，只有在0 2 年上半年有所趋缓，在这种情况下，电化厂不得不想办法，在根据各耗氯 产品的销售价格和成本，简单地做一些产品收益情况表，用于生产组织和销售。目前常规算 法主要包括以下内容：产品名称，如p v c 树脂、v d c 单体、v c m 单体、氯化苯、盐酸、液 氯、a d c 发泡剂、p v d c 乳液等，月产量，目前售价，累计平均成本，固定成本，变动成本， 边际贡献，销售利润，吨氯利润。每当氯产品价格有较大幅度变动或氯气资源异常紧张的状 况下，生产部门就要求财务部门提供上述内容的收益情况表，生产部门根据边际贡献、销售 利润、吨氯利润，并与销售部门协商有关产品销售形势，初步确定各个氯产品的负荷，以便 取得最理想的经济效益。 上述方法实施后，对生产装置负荷调整有较好的指导意义。但由于其算法和数据的局限 性，加上大部分采用手工算法，得出的结论只适用于当时的情况。由于产品品种多，且销价 几乎几天就有所变化，这种表格式收益表就不可能及时反映各个时期的实际情况，只是相对 固定的模式。电化厂属于连续的化工企业，大大小小的装置就有1 2 套以上，在一年里，各个 产品的原物料消耗、能源消耗都会随季节、产量、操作水平及工艺线路有关，这样对产品的 变动成本影响较大，而以前提供的收益表上变动成本是上一个月平均变动成本，而与实际的 雯坚苎兰里圭兰焦笙兰 第一，外购液氯含水较高，基本上在1 0 0 p p m 以上，不能满足甲烷氧化物生产所需的氯中含 水2 5 p p m 以下的需要；第二，若犬量外购，将引发供需矛盾，价格上涨，给生产成本带来不 利。而电化厂氯产品在不同时期产品销价均有大幅度的变化，如p v c 树脂销价近3 年均在 5 0 0 0 8 5 0 0 元佃屯之间波动；a d c 发泡剂在1 1 0 0 0 1 6 0 0 0 元，吨；液氯价格在1 1 0 0 2 6 0 0 元吨。 造成在不同时期有的产品销价有时接近成本价或亏本，有时会变成厚利产品。有时候，所有 氯产品都有较好召勺经济效益，在确保甲烷氯化物用氯的情况下，如何做好氯气资源的合理分 配并预测经济效益有着现实的意义。我们对0 3 年的耗氯产品所需氧气量及产生的氯气量进行 了分析如下：所有耗氯产品满负荷开车，年需求氯气量为2 0 万吨，年生产量为1 8 , 3 万吨， 缺口1 7 万吨，年。在各种耗氯产品盈利能力不的状况f ，如伺做到氯气资源合理分配对追 求效益最大利具有现实意义，也是生产厂商追求的最大目标。因此，进行电化厂氯碱系统采 用优化决策变得尤为重要”。”j 。 1 3 电化厂现采用的常规算法及指导生产财务的基本方法 自2 0 0 0 年初开始，随着巨化股份公司第2 套甲烷氧化物的并网开车，加e 电化厂p v c 树脂销售价格的上涨，原有的全公司的氯气资源变得较为紧张，虽然电化厂0 1 年7 月增上了 一套6 万吨年离子膜烧碱装置，但随着市场的变化及产品规模的不断增大，氯气资源仍然比 较紧张，只有往0 2 年上半年有所趋缓，在这种情况下电化厂不得不想办法，在根据各耗氯 产品的销售价格和成本，简单地做一些产品收益情况袁，用于生产组织和销售。目前常规算 法主要包括以下内容：产品名称如p v c 树脂、v d c 单体、v c m 单体、氯化苯、盐酸、液 氯、a d c 发泡剂、p v d c 乳液等，月产量，目前售价，累计平均成本，固定成本，变动成本， 边际贡献，销售利润，吨氯利润。每当氯产品价格有较大幅度变动或氯气资源异常紧张的状 况下，生产部门就要求财务部门提供上述内容的收益情况表，生产部门根据边际贡献、销售 利润、吨氯利润并与销售部门协商有关产品销售形势，初步确定各个氯产品的负荷，以便 取得摄理想的经济效益。 上述方法实施后，对生产装置负荷调整有较好的指导意义。但由于其算法和数据的局限 性，加上大部分采用手工算法，得出的结论只适用于当时的情况c 由于产品品种多，且销价 几乎几天就有所变化，这种表格式收益表就不可能及时反映各个时期的实际情况r 只是相对 固定的模式。电化厂属于连续的化工企业，大大小小的装置就有1 2 套以上，在一年里，各个 产品的原物料消耗、能源消耗都会随季节、产量、操作水平及工艺线路有关，这样对产品的 变动成本影响较大，而以的提供的收益表上变动成本是上一个月平均变动成本，而与实际的 变动成本影响较大而以前提供的收益裹上变动成本是上一个月平均变动成本，而与实际的 浙江大学烦士学位论文 就有一定的差异。作为生产部门及企业经营者，对各个产品在不同销售价位时期产品盈利能 力及整个公司的盈利水平极为关心。 1 4 流程生产多对象优化整合技术一s 1 氯碱多对象优化决策系统是通过工厂现场局域网和d c s 控制系统实施读取相关流量数 据，并从财务部门读取有关财务指标数据，根据工厂实际成本核算规程和实际约束条件，建 立各产品相应核算模型，以吨氯效益和总体效益为主体，对各产品产生的预期效益进行多次 运算，得出各产品的不同销售价位和不同产量条件下，产品盈利能力和趋势，在总的氯气资 源一定的状况下，提供有关最佳的氯气资源分配国和总体效益预测，以指导生产部门及时调 整负荷和氯气优化分配，取得最好的经济效益。 对于复杂的化工生产企业而言，不仅需要产品一原料的多种组织形式，而且还要考虑现 有的若干个系列多种工艺设备的平行运行模式。这种复杂的情况对管理者提出了通过生产系 统的多重整合进行多对象优化抉择很高要求，因此需要考虑多对象决策的问题。由于化工企 业属于复杂大系统的特点，以及受计算机条件和数学方法的限制，因此用多层次概念，把系 统分解为合理的层次结构及功能结构，分层进行优化求解，然后，采用约束优化技术协调各 单目标优化结果的矛盾，起到“综合集成，整体优化”的作用。 本课题主要进行化工企业经营方案，生产安排等不同对象优化研究。经营方案优化的目 的就是在化工企业拥有的生产资源，市场容量等主客观条件所限制的范围内，合理选定原料 和产品，使获取的经济效益最高。 在经济领域中运用高等数学线性规划原理作为分析经济活动、提高经济效益的辅助手 段是近1 0 多年的事情。本文运用线性规划原理，根据氯碱公司各个生产装置的工艺流程， 建立一个旨在实现计算机运算求解的线性规划数字模型。计算机技术的迅速金展，使这一数 学方法在经济活动中的应用不仅提供了可能。而且运算速度极快，从而实现计算机编制生产 优化计划。 针对某一化工企业，处于市场m 条件下，有p 个化工过程i = 1 , 2 ，p ，c 种化学品 ，= 1 “2 ，a r c ，其总体优化目标为利润最大： j = 汹 巧 彤 彭 肿 w 芦 i l 、1， 婶 登坚查兰堡主兰垒丝苎 生产优化是指在生产活动范围资源优化分配和利用，就是围绕生产企业经营目标，对企 业日常生产活动进行有效的优化组织、指挥、控制和调节的工作。其生产调度优化目标为 j = m i n 缸。m a x ( o ，见一只) + 屈，m a x ( o ，只，d 。) ) f e 矗 符号及相关量纲说明 原料j 在1 上的购量 s ：产品j 在1 上的销售量 z 在市场l 上j 的销售价 j 在l 上j 的买价 只，在t 时阃的产品中s 组分的质量 d ，t 时间要求的产品产量 口。，产量不足时的一个惩罚系数 屈，产量超出时的一个惩罚系数 为此，在多种设备的生产能力、各种原材料的供应量以及在产品单元间形成的互供料的 约束下选用线性规划进行经营方案和生产调度安排，以使资源发挥最大效益，并通过m a t l a b 工具箱完成其解的计算。 “综合集成、整体优化”是过程系统工程的新潮流。过程系统的综合集成是指将过程系 统硬技术系统和软技术系统结合起来，形成合理的层次结构及功能结构，使系统能适应环境 而发挥最优的功能。综合集成应当包括三方面的集成：一是系统内部的集成，二是系统与环 境的集成，三是系统内外的有关信息与人的经验知识的集成。 所谓整体优化是指为达到系统的整体战略目标而合理地配置系统的资源。企业系统的整 体战略目标包括三类：一是企业利益目标，例如增长速度、利润、劳动生产率等；二是用户 利益目标，如价格、质量、交货期、售后服务等：三是社会利益目标，如保护环境、社会服 务等。这三类目标是密切联系的，而且随着社会的进步和经济的发展，后两类目标的重要性 将日益增加。 1 5 常规的技术经济决策评价方法 随着中国加入w t o ，国内企业与国际企业相互竞争日趋加剧，同时随着民营经济的不断 4 塑鋈茎兰堡兰堂垡丝兰 发展和加速，国内化工企业面临严峻的形势，各企业把利用有限的资源，产生最大的经济效 益作为自己的中心任务，经济评价在企业经营管理中的作用越来越为人所重视。目前国内氯 碱厂一般的经济评价方法只是对各个产品的盈利能力作一分析，并根据盈利能力大小进行简 单的生产负荷调整，以此来测算经济效益。相对巨化电化厂这样复杂产品链若采取上述办法 就不能取得好的效果，相对来说就没有充分利用其有限的资源，发挥最大的经济效益【1 7 , 1 8 , 1 9 。 前面的方法没有考虑多个目标的优化，在动态环境下，各个变量对整体方案的影响。因此， 有必要对氯碱多对象优化经济评估方法作进一步的细致探讨。 目前巨化电化厂经常用生产成本法和吨氯效益法进行经济评估。 ( 1 ) 生产成本法 2 0 , 2 1 , 2 2 , 2 3 j ： 电化厂所有的产品在每月底进行一次详细的产量消耗统计在此情况下，根据原料价格 和能源消耗价格，分别对各个产品的原料费用，能源消耗费用，折旧大修，管理费用进行成 本核算，得出各产品上个月的生产成本。在进行经济活动和成本核算的前提下，对下一步各 个产品的负荷作一安排，以取得较好的经济效益。由于氯资源紧缺，加上技术的进步，我厂 现阶段已采用一旬进行较粗的统计，以便指导当时的生产，希望取得好的经济效益。如表1 。1 所示。 一 塑至查兰堡圭堂垡笙茎 表1 1 液氯产品单位成本表 本期产量：5 2 5 ，5 0 0 本期商品量：5 2 0 5 5 0 0 会工：7 表 累计产量：2 9 7 1 6 0 0 0 累计商品最：2 9 7 1 6 o o o 单位：元 成本项目 本期实际单位成本成本累计 消耗名称 单位 用量 单价金额用量单价金额 原材料 一 ；7 5 7 0 9 3 6 7 0 7 3 i 1 盐 吨 0 8 9 5 2 i 4 1 5 6 t 9 1 6 70 ，8 9 2 2 1 8 ，5 3 li 9 4 9 3 2 水 吨 1 4 4 3 o 2 4 9o 3 6 1 2 1 5 0 2 4 70 3 3 盐酸公斤 4 4 1 8 o 8 83 8 9 48 6 2 0 8 9 34 3 4 4 炭板公斤 5 纯碱公斤o 2 70 2 6 6 钥粉 克 2 32 2 8 7 直流电 度 1 2 6 9 9 8 203 3 34 2 3 4 11 2 8 01 9 7o 3 3 34 2 6 ，8 8 ，冷量 ， 兀 5 1 4 83 24 3 9 氢气立方 - 4 2 4 84 1 - 6 1 3o 7 9 l一3 2 9 2 一 】0 氯气2 t ； 7 8 4 67 8 8 9 】l 1 2 1 3 1 4 燃料和动力 一 7 5 9 4 51 2 0 9 1 蒸汽吨 0 0 5 37 2 8 33 8 60 0 9 27 2 6 0 96 6 8 2 电度1 5 2 1 20 3 6 7 5 5 91 4 7 9 3 0 3 6 6 5 4 1 3 4 工资2 7 0 5 2 38 6 提取的职工福利费 3 7 9 32 1 节约奖提取 扣减：钢瓶修理 一26- 2 6 4 制造费用 7 l66 6 8 8 企业管理费 生产成本8 i 86 6 8 1 0 7 i 其中制造费用的构成如表1 2 6 浙江大学硕j 。学位论文 表1 2 制造费用实际发生额 制造制造 费用行次本期金额 累计金额 费用 行 本期金额累计金额 制造费金 项目项目 次用结转额 _ _ r = 资 i 、3 3 0 6 5 8 i 1 7 7 9 2 33保健 1 2 、17 3 1 1 6 2 1 0 0 4 1 43 2 1 、 福利费 2 、4 6 2 9 ，2 2 2 4 9 0 92 4排污费 1 3 、7 7 1 3 63 9 1 9 42 、 折旧 3 、1 3 5 3 9 7 9 81 2 1 7 3 6 4 8 7差旅费1 4 、2 8 4 2 41 】12 g3 、 预提大 试验检 修费 4 、 2 5 7 2 56 1 2 3 1 2 9 92 8 1 5 、2 7 0 00 6l5 4 8 2 8 84 、 验费 设计制 中小修 5 、 8 2 4 5 8 2 l 2 5 i 3 5 5l l 1 6 、7 9 6 35 、 图费 水电费 6 、1 2 1 8 41 5 9 7 2 9其他17 、 5 l5 6 4 6 81 7 0 t 6 3 0 76 、 机物料 7 、4 8 8 6 04 92 5 1 1 8 1 3 8 18 、7 、 办公费 8 、 3 】76 7 1 0 8 2 6 9 1 9 、8 、 低值易 耗品 9 、 4 9 0 8 48 2 3 1 5 72 0 、9 、 劳保费 1 0 、8 4 4 1 7 1 71 0 0 7 4 76 6 2 l 、1 0 、 劳保服 j 】、5 3 5 8 4 75 4 4 4 4 6 2 2 、5 0 0 4 i75 l2 5 9 7 5 6 3 7i i 、 ( 2 ) 吨氯效益法 由于我厂产品结构的特殊性，总体氯资源偏紧，我厂想通过有限的资源分配取得最好的 经济效益。现用的具体方法是，从财务报表上可以得出氯产品近几个月来的平均固定成本、 变动成本、近月的销售平价，这样可以得出该产品的平均成本和该产品的销售利润、边际贡 献及盈亏平衡点，再根据单项产品的耗氯量，可以得到该产品的吨氯效益，在得知产品吨氯 效益和边际贡献情况下，根据实际情况可以对各产品负荷作适当的调节。如表1 3 所示。 7 浙江大学硕卜学位论文 表1 3 电化厂用氯产晶收益情况表( 2 0 0 4 年5 月份) 蒺 产品生产保本点月产月销目前5 月单固定变动边际销售吨氯 名称能力产销量量 量售价 位成本 成本成本 贡献 利润利润 单位 t 月ttt元t元t元t元t元t元t元t 发泡 l3 5 05 0 3 9 62 7 31 3 0 7 79 2 6 15 4 98 7 1 24 3 6 53 8 1 62 2 3 7 剂a d c 氯乙 28 3 3 37 3 87 4 7 4 2 76 8 3 76 4 8 71 4 85 3 3 91 4 9 8 13 5 0 2 2 1 3 烯 改性 39 01 26 24 9 1 3 3 81 0 2 8 86 4 79 6 4 13 4 3 62 7 8 91 6 3 5 a d c 4 隔膜 5 0 0 02 3 25 1 7 75 2 8 62 3 9 39 4 5 6 88 7 71 5 1 61 4 4 81 4 4 8 液氯 s 聚氯 6 6 6 72 0 5 76 0 4 56 5 4 36 8 8 06 2 2 1 3 4 05 8 8 l9 9 96 5 9】0 3 0 乙烯 p v d c 61 6 6 74 3 21 3 2 61 2 2 5 7 6 9 36 5 9 85 2 93 0 6 91 6 2 4 1 0 9 58 0 0 单体 7 盐酸 4 1 6 74 1 3 1 5 4 11 0 1 15 1 33 3 8 6 42 7 42 3 91 7 55 6 5 高纯 88 7 01 1 4 01 4 5 i5 5 6 5 1 34 6 81 6 53 0 32 1 04 51 4 6 酸 p v d c 8 5 8 36 2 8 11 8 4 06 7 4 39 2 3 7 9 2 2 01 3 l2 81 6 8 1 2 01 4 8 6 3 乳液 说明 1 、按用氯产晶吨氯效益排名。 2 、p v c 树脂含税价8 0 5 0 元吨v d c 单体含税价9 0 0 0 元吨。 上述两种方法，总的来说简单而有一定的实效，对一些不是很复杂的氯碱厂来说也许就 够了，但上述方法没有对全部经济运行情况作较全面的评估，缺少对单个产品实时性分析和 整个产品链关联分析和预测，离整合优化资源及取得最佳经济效益还有较大的差距，因此， 有必要建立起较为完善的多对象优化整合的经济评估体系。 1 6 氯碱多对象优化整合决策系统经济评估方法 多对象优化整合决策系统是建立一套包括氯碱和氯产品加工经济分析优化管理系统，短 期内完成吨氯效益最大化决策系统，整个工艺生产过程的可视化，单元装置负荷高低，开停 车对整体效益影响定量分析，同时力求利用信息技术建立一套丌放式的优化管理决策系统， 根据原料( 中间原料) 和市场动态变化情况，结合现有生产装置模型进行数学规划优化，提 出全过程整合方案。也就是说，氯碱多对象优化整合决策系统不仅是阻财务数据为基础，更 重要的是以当前的市场情况、生产情况为依据，对氯加工产品逐一分析，从多个目标进行优 化，最终以效益最大化和吨氯效益最大化为目标，结合现实生产条件，完成最优化的目的， 塑堡盔鲎堡主堂堡堡苎 因而对工厂有巨大的指导意义 2 4 , 2 5 , 2 6 , 2 7 】。 氯碱多对象优化整合决策系统，首先对原料与产品原始数据和生产数据的查询，流程设 备与生产方案的多重组合，影响经济效益关键因素的分析，操作参数优化计算，解决制约生 产瓶颈问题，为今后技术改造提供经济评估。目前利用该决策优化系统应用于巨化电化厂生 产调度，经营决策，取得了很好的效果。 本文第二章介绍了多对象优化整合决策系统技术，重点介绍了数据的处理、建模、优化。 第三章为计算实例和取得实际效果经济评估。第四章为总结和展望。 浙江人学硕。学位论文 第二章氯碱多对象优化整合决策技术 2 。l 引言 提高经济效益可以通过两种途径：一是技术方面的各种改建，如改进生产工艺，使用新 的设备和新型原材料等；二是生产组织和计划的改进，即合理安排物力资源，合理组织生产 过程，在工艺条件不变的情况下，统筹安排，使总的经济效果更好。后者就是本文所要研究 的，也是运筹学研究的主要内容，而线性规划是运筹学的一个重要分支。它研究的问题主要 有两类：一是一次任务目标确定后如何统筹安排，尽可能做到用最少的物力资源去实现这 目标：二是在已有一定数量的物力资源前提下如何安排使用它们，使得完成任务最多， 效益最好。实际上这两类问题是一个问题的两个方面，就是所谓寻求整个问题的某个整体指 标最优的问题。 氯碱企业多对象优化就是根据不同耗氯产品的毛利以及考虑原材料、市场、生产能力等 约束条件进行排产，以求得企业总体效益最大化。以前国内氯碱行业在类似情况下，通常用 生产成本法和销售价格比较法，或用单个产品的吨氯效益法。前者比较简易，但存在很多不 确定性。工作量较大。后者在氯气资源紧张的状况下，可以做到合理分配一部份氯气资源， 但缺少对整个氯产品盈利的分析和预测 2 8 , 2 9 。 像氯碱公司这样规模的现代化大型企业，产品品种多，工艺流程复杂，而且各生产环节 之间联系密切，同时又受到公司内部生产要素制约和外部条件约束所以，氯碱公司生产计 划的编制己构成了一项多变量的、多约束条件的线性规划问题。因此，如何编制优化的生产 计划，便成为一项现实课题 l j 。 计算机经过几十年的发展与演进，无论是硬件还是软件，都有了惊人的进步。计算机硬 件、软件的飞速发展无疑会大大推动计算机在企业生产经营管理中的广泛应用。同时世界经 济已进入信息化、国际化和一体化的时代，商业竞争日益剧烈，市场需求呈现出非平稳的、 突变的特征，企业要在激烈的竞争环境下生存和发展，就必须实现由粗放经营向集约经营的 转变，走可持续发展的道路，不能仅仅依靠扩大生产、降低成本和提高质量等传统手段，而 必须对迅速变化的竞争环境作出敏捷反应，动态地、快速地作出决策并通过管理、调度和生 产操作等各个层次付诸实施，实现整体优化。 未来企业要生存与发展就必须运用信息技术建立起将先进的工艺设备与高素质的人员、 1 0 塑堡查兰堡主兰垡鲨圣 灵活的组织和先进的管理综合集成的基础结构。对于工业过程，企业必须进行过程系统技术 与管理的综合集成，技术创新同组织创新、管理创颓及文化创新的有机集成。 综合集成的目的在于建立能够对动态、突变和j # 平稳的夕 部环境变化作出迅速反应的， 并使企业现有资源获得最大增值的过程系统。 其内容是以人为中一“以信息技术为手段，运用系统科学和现代管理的理论与方法，合 理配置技术、人与组织等各项资源，使之能够相互协同地完成特定的任务，保证企业经营目 标的实现。 综合集成的途径是技术集成、人员集成、组织集成的并行与协同。必须根据企业未来的 目标和顾客的需要重粝设计企业的做事方式，将原来分割的流程联系成一个整体。将原来分 散的、非通用的信息集成起来为整个企业共享，逐步建立起贯穿整个供应链的智能化的综合 集成的信息系统和虚拟企业的运行环境，使不同层次的决策人员能够充分利用企业积累的知 识和信息，对外界环境的变化作出迅速敏捷的反应和最优的决策 3 2 , 3 3 , 3 4 j 。 综合集成的核心是人，综合集成的关键是技术、富有创造精神的高素质人员和组织创新 三大企业资源的集成。 2 2 总体设计 氯碱装置多对象优化系统是在对巨化电化厂的氯碱装嚣进行细致调研，深入剖析的基础 上，利用w i n d o w 操作系统下的v i , u a lb a s i c6 0 开发环境，结合m a t l a b 和o f f i c e 2 0 0 0 的数 学工具、数