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数据校正技术的工业应用研究与评价

作　者: 陈昌菊
导　师: 荣冈
学　校: 浙江大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 数据校正多层次物料平衡仿真系统生产计划优化
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 59次
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内容摘要

在过去的四十多年中,数据校正技术已成为过程系统工程领域重要的研究内容与应用成果之一。数据校正技术广泛应用于石油化工、钢铁等流程行业,成为企业综合自动化系统的关键技术之一。随着过程系统工程研究领域的扩展,数据校正技术的应用对象也从传统的装置单元逐步扩展到企业级大规模对象的多个业务层面。然而数据校正的工业应用也面临着生产测量、系统建模与应用软件开发与实施等多方面的挑战。本文以石化行业为研究背景,就数据校正技术在流程工业中的应用研究,开展了一些工作,主要包括：通过分析数据校正应用的仿真研究需求,基于智能工厂仿真及优化集成平台,提出了智能工厂多层次数据校正仿真系统的设计。该系统旨在为数据校正的工业应用提供一个灵活的测试评价研究环境,支持基于工厂级对象的多个层次不同模型复杂度的数据校正算法及求解策略研究。文章阐述了系统功能模块的设计与实现并进行了仿真实验。以石化企业物料平衡为业务背景,提出了一种石化企业物料平衡数据校正的多层次方法,可以解决工厂面临的测量数据缺失和不同业务层面物料平衡结果不一致的问题。与传统的数据校正方法相比,多层次数据校正模型纳入了不同来源的数据,增加了数据校正的冗余性。同时采用将高精度的校正结果传递到其他层次的分步平衡策略保证了不同层次最终校正结果的一致性。最后提出了数据校正与生产计划优化的集成,作为工厂物料平衡数据校正结果的进一步应用。炼油生产计划优优化模型中的一些约束与生产装置和储罐数据密切相关,而测量数据总是不可避免的带有误差。通过数据校正技术剔除历史数据中的显著误差,提高测量数据的准确度,能够支持生产计划优化得到更符合实际的优化结果。

全文目录

致谢  5-7
摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
目次  10-13
表格  13-14
插图  14-15
重要缩略语说明  15-16
第1章绪论  16-32
  1.1 数据校正研究背景及意义  16-21
    1.1.1 过程系统工程研究领域的扩展  16-18
    1.1.2 企业综合自动化系统中的数据校正  18-20
    1.1.3 数据准确性的经济价值  20-21
  1.2 数据校正理论研究概述  21-25
    1.2.1 数据校正理论研究回顾  21-22
    1.2.2 数据校正主要研究内容  22-25
  1.3 数据校正工业应用分析  25-29
    1.3.1 数据校正的工业应用概述  25-27
    1.3.2 数据校正技术的应用挑战分析  27-29
  1.4 本文研究内容与结构  29-30
  1.5 本章小结  30-32
第2章数据校正工业应用关键问题综述  32-48
  2.1 引言  32-33
  2.2 数据校正基本原理  33-38
    2.2.1 数据协调  33-35
    2.2.2 测量误差的方差估计  35-37
    2.2.3 显著误差检测  37-38
  2.3 工厂级数据校正应用分析  38-42
    2.3.1 数据不完整条件下的数据协调  39-40
    2.3.2 大系统分解  40-42
  2.4 多层次数据校正与物流层次建模  42-47
    2.4.1 多层次数据校正问题描述  42-46
    2.4.2 石化企业物流层次建模  46-47
  2.5 本章小结  47-48
第3章智能工厂多层次数据校正仿真系统设计  48-66
  3.1 系统设计背景与意义  48-51
    3.1.1 智能工厂仿真及优化集成平台介绍  48-49
    3.1.2 多层次数据校正仿真系统的意义  49-51
  3.2 数据校正仿真系统的总体设计  51-53
    3.2.1 系统建设目标与功能定义  51
    3.2.2 系统设计思路与定位  51-53
    3.2.3 软件的总体结构  53
  3.3 系统的功能模块设计与实现  53-59
    3.3.1 基础模型模块  54-57
    3.3.2 数据校正模型生成模块  57-58
    3.3.3 数据校正求解模块  58-59
  3.4 仿真应用案例  59-64
  3.5 本章小结  64-66
第4章石化企业物料平衡的多层次数据校正方法  66-84
  4.1 背景介绍与问题描述  66-68
    4.1.1 工程背景介绍  66-67
    4.1.2 现场物料平衡存在的问题  67-68
  4.2 多层次数据校正方法与分层平衡策略  68-71
    4.2.1 多层次数据校正方法的统一描述  69
    4.2.2 分层物料平衡策略  69-71
  4.3 仿真案例1:三层校正案例  71-76
    4.3.1 对象描述  71-72
    4.3.2 实验数据与结果分析  72-76
  4.4 仿真案例2:智能工厂案例  76-82
    4.4.1 对象描述  76
    4.4.2 实验数据与结果  76-82
  4.5 实验结论  82
  4.6 本章小结  82-84
第5章数据校正物料平衡与炼油生产计划优化的集成应用  84-94
  5.1 引言  84-85
  5.2 生产计划问题描述  85-87
    5.2.1 炼油生产计划优化  85-87
    5.2.2 集成数据校正的重要性  87
  5.3 生产计划优化与数据校正的集成  87-90
    5.3.1 基本原理与模型  88
    5.3.2 集成方法  88-89
    5.3.3 灵敏度分析  89-90
  5.4 仿真研究  90-93
    5.4.1 仿真用例描述  90-91
    5.4.2 实验分析  91-93
  5.5 本章小结  93-94
第6章结束语  94-96
  6.1 研究工作总结  94-95
  6.2 研究工作展望  95-96
参考文献  96-102
附录A 个人简介  102
附录B 作者在攻读硕士学位期间科研成果  102

数据校正技术的工业应用研究与评价

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