炼油厂最优生产计划问题研究

摘要当前全球市场竞争越来越激烈，我国已经加入WTO，这给炼油企业带来各种挑战和机遇，炼油企业必须合理地选用各种优化方案，充分利用企业内外部可用资源，获取更好的经济效益，才能在激烈的竞争中立于不败之地。本论文主要研究炼油厂最优生产计划问题。根据不同工序得到的各种油产品在市场上的不同价格及生产过程由于各种因素的限制，定义变量并建立数学模型，运用线性规划方法，实现炼油企业的生产计划优化，并利用WINQSB20软件进行求解。通过分析求解提出新的生产计划在很大程度上可以提高炼油厂的利润，具有一定的理论价值。关键词炼油企业，经济效益，最优生产计划，线性规划，WINQSB20软件目录11绪论3111研究的背景3112研究的只要内容和目的3113研究的主要方法和思路312理论方法的选择3121所研究问题的特点3122拟采用的运筹理论方法的特点313模型的建立4131叙述问题4132变量的设定5133目标函数的建立5134约束条件的建立6135模型的建立614解的分析8141模型的求解8142解的分析11143程序代码11144程序检验1815研究结论与总结18151研究结论18152总结1811绪论111研究的背景市场是瞬息万变的，如何对市场的变化作出快速的反应，如何在激烈的竞争中立于不败之地，如何选择原油，突出成本和效益，对市场变化做出敏捷、灵活的决策对于炼油企业变得尤为重要。本文主要讲述炼油企业在考虑整个市场和需求变化情况下进行的生产计划优化，运用线性规划方法，实现炼油企业的最优生产计划。112研究的主要内容与目的通过调查研究，本方案主要是如何进行炼油能使总盈利最大,如何科学合理地进行计划分配方案。以及初步掌握运筹学知识在管理问题中应用的基本方法步骤；巩固和加深对所学运筹学理论知识及方法的理解与掌握；锻炼从管理实践中提发崛炼问题，分析问题，选择建立运筹学模型，利用模型求解问题，并对问题的解进行分析与评价的综合应用能力；初步了解学术研究的基本方法与步骤，并通过设计报告的撰写，了解学术论文的写作方法。114研究的主要方法和思路主要研究方法为通过线性规划来求最优解的理论方法。通过对相关书刊，杂志，网络传播媒体和实地的调查，由统计学知识算出有关数据，再利用线性规划的有关知识建立运筹学模型，并利用计算机软件算出最优结果。12理论方法的选择121所研究问题的特点现实生活中,炼油问题的实用性随社会的发展进步而进一步得到长足发展,其意义变的更加重大,更因为其实用性而为人们所重视,而此方案的特点就是根据不同的油种类，采取不同的措施对整个优化方案产生影响，并且形成一定的线性关系。122拟采用的运筹学理论方法的特点线性规划是运筹学的重要分之之一,计算方法也比较成熟,应用也更加广泛和深入,也是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助们进行科学管理的一种数学方法在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中，提高经济效果是人们不可缺少的要求，而提高经济效果一般通过两种途径一是技术方面的改进，二是生产组织与计划的改进线性规划所研究的是在一定条件下，合理安排人力物力等资源，使经济效果达到最好13模型的建立131叙述问题中东蓝天企业是一家大型炼油厂，其炼油厂的工艺流程图如图11所示。炼油厂输入两种原油原油1和原油2。原油先进入蒸馏装置，每桶原油经蒸馏后的产品及份额见表11，其中轻、中、重石脑油的辛烷值分别为90、80和70。石脑油部分直接用于发动机油混合，部分输入重整装置，得辛烷值为115的重整汽油。1桶轻、中、重石脑油经重整后得到的重整汽油分别为06、052、045桶。蒸馏得到的轻油和重油，一部分直接用于煤油和燃料油的混合，一部分经裂解装置得到裂解汽油和裂解油。裂解汽油的辛烷值为105。1桶轻油经裂解后得068桶裂解油和028桶裂桶汽油；1桶重油裂解后得075桶裂解油和02桶裂解汽油。其中裂解汽油用于发动机油混合，裂解油用于煤油和燃料油的混合。渣油可直接用于煤油和燃料油的混合，或用于生产润滑油。1桶渣油经处理后可得05桶润滑油。混合成的高档发动机油的辛烷值应不低于94，普通的发动机油辛烷值不低于84。混合物的辛烷值按混合前各油料辛烷值和所占比例线性加权计算。规定煤油的气压不准超过1KG/CM2，而轻油、重油、裂解油和渣油的气压分别为10、06、15和005KG/CM2。而气压的计算按各混合成分的气压和比例线性加权计算。燃料油中，轻油、重油、裂解油和渣油的比例应为10341。已知该厂每天可供原油1为20000桶，原油2为30000桶。蒸馏装置能力每天最大为45000桶，重整装置每天最多重整10000桶石脑油，裂化装置能力每天最大为8000桶。润滑油每天产量就在5001000桶之间，高档发动机油产量应不低于普通发动机油的40。又知最终产品的利润（元/桶）分别为高档发动机油700，普通发动机油600，煤油400，燃料油350，润滑油150，试为该炼油厂制定一个使总盈利为最大的计划。132变量的设定根据所研究的实际问题，建模过程中设计的变量如下设润滑油每天的产量X0桶；每天生成高档发动机油的轻石脑油X1桶,中石脑油X2桶,重石脑油X3桶,重整汽油X4桶，裂解汽油X5桶；每天生成普通发动机油的轻石脑油X6桶,中石脑油X7桶,重石脑油X8桶,重整汽油X9桶,裂解汽油X10桶；每天产出的煤油的轻油X11桶，重油X12桶，裂解油X13桶，渣油X14桶；每天产出的燃料油的轻油X15桶，重油X16桶，裂解油X17桶，渣油X18桶。设原油1，X19桶，原油2，X20桶，重整装配消耗的轻石脑油X21桶，中石脑油X22桶，重石脑油X23桶，轻油裂解得到的裂解汽油24桶,重油裂解得到的裂解汽油X25桶,用于制造润滑油的渣油量X26桶。133目标函数的建立该问题的目标为总盈利最大，所以设总盈利函数为MAXZ,则MAXZ700X1X2X3X4X5600X6X7X8X9X10400X11X12X13X14350X15X16X17X18150X0134约束条件的建立190X180X270X3115X4105X594X1X2X3X4X5290X680X770XX8115X9105X1084X6X7X8X9X10310X1106X1215X13005X1404X6X7X8X9X10606X21052X22045X23X4X9701X19015X20X21X1X6802X19025X20X22X2X7902X19018X20X23X3X810028X2402X25X5X1011068X24075X25X3X1712012X19008X20X24X11X151302X19019X20X25X12X161403X19012X20X26X14X1815X005X2616X190135模型的建立MAXZ700X1X2X3X4X5600X6X7X8X9X10400X11X12X13X14350X15X16X17X18150X090X180X270X3115X4105X594X1X2X3X4X590X680X770XX8115X9105X1084X6X7X8X9X1010X1106X1215X13005X1404X6X7X8X9X1006X21052X22045X23X4X901X19015X20X21X1X602X19025X20X22X2X702X19018X20X23X3X8028X2402X25X5X10068X24075X25X3X17012X19008X20X24X11X1502X19019X20X25X12X1603X19012X20X26X14X18X005X26X19014模型的求解及解的分析141模型的求解LPOPTIMUMFOUNDATSTEP23OBJECTIVEFUNCTIONVALUE12113651348VARIABLEVALUEREDUCEDCOSTX100000000000000X235375244550000000X300000000000000X413442543980000000X519360000000X660000000000X7696204755450000000X829931381560000000X910888334310000000X1000000000000000X1100000000000000X1249000000000000000X1357060000000000000X1445500000000000000X15440435E120000000X1600000000000000X17431793E12255000000X18345633E130000000X05000000000000000X21000000090491142X22000000050036312X2354068618440000000X19150000000000000000X20300000000000000000X244200000000164510040X253800000000551792908X2610000000000000000ROWSLACKORSURPLUSDUALPRICES2000000011710622300000001171062240000000800000000500000005000000060000000370000000700000006050000008000000012218727900000009581417851000000006653762211100000005482700201200000004311638181300000008410355831400000000000000150000000400000000160000000720000000170000000116000000018000000023200000001900000001799409642050000000000000000210000000622483398223377691650000000023800000000000000002450000000000000002500000002170000000NOITERATIONS23RANGESINWHICHTHEBASISISUNCHANGEDOBJCOEFFICIENTRANGESVARIABLECURRENTALLOWABLEALLOWABLECOEFINCREASEDECREASEX17000000000000000INFINITYX270000000000000000000000X37000000002419265290000000X470000000000000220000000X57000000005875358280000016X660000000035988193360000000X760000000000000000000000X8600000000000000050500000X960000000000000000000022X106000000000000016INFINITYX11400000000INFINITY102000000X12400000000INFINITY340000000NFINITY237209290NFINITY999671997X15350000000102000000INFINITYX16350000000340000000INFINITYX17350000000255000000INFINITYX183500000001020000000INFINITYX01500000002170000000INFINITYX21000000090491127INFINITYX22000000050036308INFINITYX2300000005050000068731743X190000000INFINITY179940964X200000000179940964622483398X240000000164510040INFINITYX250000000551792908INFINITYX2600000001085000000INFINITYRIGHTHANDSIDERANGESROWCURRENTALLOWABLEALLOWABLERHSINCREASEDECREASE2000000053245371094901490234383000000055432144531343245156254000000011100000000INFINITY50000000440000000000000006000000087500000000000000700000000000000176000000080000000368937133888121640629440435E12150274401969467001951000000005750000000353080224611440435E127847866699808385400412000000033394309085915253906130000000000000042462905271400000000000000187769177215345633E134400000000INFINITY1600000008750000000INFINITY1700000008000000000INFINITY180000000500000000400000000019440435E1250000000002500000000020300000000005000000000INFINITY2110002500000000050000000002242003377691650INFINITY2354068618448000000000INFINITY243800500000000INFINITY25500000000500000000500000000142解的分析使该炼油厂制定一个使总盈利最大。最大利润为2113651348，每一个约束值单位为桶，每天需要原油1,15000桶，原油2,30000桶。混合成的高档发动机油381777853、普通发动机油1704444713、煤油15156、燃油129342E11、润滑油500每天生产的高档发动机油中轻石脑油0、中石脑油3537524455、重石脑油0、重整汽油1344254398、裂解汽油1936；普通发动机油中轻石脑油6000、中石脑油69620475545、重石脑油2993138156、重整汽油1088833431、裂解汽油0；煤油中轻石脑由0、重石脑油4900、裂解汽油5706,渣油4550；燃油440435E12,重石脑油0、裂解汽油431793E12,渣油345633E13。经过蒸馏后，重整轻石脑油0、中石脑油0、重石脑油5406861844、裂解的轻油4200、重油3800，渣油被处理1000桶143程序代码INCLUDEINCLUDEDEFINEM3DEFINEN6FLOATM10000000FLOATAMNFLOATCNFLOATBMFLOATCBMFLOATSETAMFLOATDELTANFLOATXNINTNUMMFLOATZB0VOIDINPUTVOIDPRINTINTDANCHUNXING1INTDANCHUNXING2INTAVOIDDANCHUNXING3INTA,INTBINTDANCHUNXING1INTI,K0INTFLAG0FLOATMIN0FORI0I0FLAG1ELSEFLAG0BREAKIFFLAG1RETURN1FORI0IDELTAIMINDELTAIKIRETURNKINTDANCHUNXING2INTAINTI,K