用CIMOSA和随机PETRI网对CIM系统进行行为建模

利用ＣＩＭＯＳＡ建模框架和建模语言，一个企业的集成模型能够被建立．用过程规则集能够对企业模型进行行为分析．为了进一步对ＣＩＭＯＳＡ企业模型的操作进行分析，本文提出了将ＣＩＭＯＳＡ企业模型转换为等价的随机Ｐｅｔｒｉ网模型的系统方法．这种方法是一种将“ｂｏｔ－ｔｏｍ－ｕｐ”和“ｔｏｐ－ｄｏｗｎ”建模方法混合使用Ｐｅｔｒｉ网综合技术．由这种方法得到的Ｐｅｔｒｉ网模型能够保持初始Ｐｅｔｒｉ网的某些定性结构性质     

待料型生产计划与调度优化模型

提出待料型生产系统的概念．并建立待料型生产计划与调度优化的三个层次的教学模型；综合计划模型、生产调度模型和工艺优化模型。为具有待料现象的企业提供优化生产组织的一般分析方法和建模思路,以增进此类企业的经济效益。     

虚拟样机多学科设计优化问题建模研究

针对虚拟样机多学科设计优化框架对多学科问题描述的需求,对多学科设计优化问题的建模方法进行研究,提出用XML语言对多学科优化问题模型进行描述。通过分析多学科设计优化问题模型特点,得出多学科设计优化问题模型及其子模型的形式化描述,并给出其中一个主要模型的XMLSchema描述规范。开发了通用多学科设计优化问题建模工具,用于基于Web的虚拟样机多学科设计优化框架中的求解问题模型的输入,并给出某型导弹多学科设计优化问题的建模实例。实践表明建模方法和建模工具方便可行。     

集成结构建模框架

结构建模为模型理论和实践奠定了坚实的基础。近五年来，国外学者已有上百篇有关结构建模的研究论文发表。本文对结构建模框架进行了重构，提出了集成结构建模柜架，它克服了结构建模中基础结构、类属结构和模式结构分离的缺点；它既是理想的内部描述框架又是理想的外部描述框架；它具有明确的模型输入和输出边界以及边界的自解析能力。同时，框架蕴含的函数关系便于建模语言吸收非过程性的数据查询和非过程性函数语言的双重优点，消除了结构建模语言（ＳＭＬ）中的脚标。更重要的是该框架解决了长期得不到解决的模型操作问题。     

虚拟企业业务过程协同建模和在线优化方法研究

提出基于Internet/Intranet的敏捷虚拟企业业务过程协同建模、在线数据采集与分析、过程动态优化方法。在工作流和CSCW管理集成平台上，构建业务过程建模、管理、分析与优化这一闭环系统，实现过程的在线优化，支持虚拟企业业务过程不断改进，适应动态企业内外环境的变化，为敏捷制造在企业的成功应用提供先进的方法和工具。     

重整移动床反应器实时动态仿真模型的建立

根据实时仿真和在线优化控制的需要，提出了一种兼顾“模型的精确性”与“方法的有效性”的复杂过程对象的建模方法，并以宽馏份连续重整反应器为对象，详细介绍了其建模过程，最后给出了模型运行的结果。     

无人飞行器Ad Hoc网络仿真研究

针对无人飞行器Ad Hoc网络仿真研究中的不足,提出了一种基于多分辨率建模的分布交互式仿真方法,利用元建模技术拟合高分辨率模型的输入/输出关系,对得到的元模型族进行适当裁剪和组合构造低分辨率模型,满足了多分辨率模型间的行为层次一致性。采用HLA高层体系结构,以KD-RTI为运行支撑环境实现了仿真原型系统。在想定场景下进行了无人飞行器Ad Hoc网络性能优化,实验结果表明,多分辨率建模提高了仿真效率,满足仿真优化应用的需求。     

虚拟现实技术在油气集输仿真培训中的应用

使用实时三维建模软件MultiGen Creator建立油气集输过程三维模型的等级数据库结构。针对因模型容量过大而降低交互速度这一问题，采用分组LOD和Creator绑定Vsimplify插件技术，利用Garland简化算法和三角化算法对模型进行优化，同时采用模型拾取技术，使仿真培训效果逼真，交互速度快。操作人员可以从任意距离和角度观察油气集输的各个过程，了解生产设备的内部构造及生产环节的动态运转过程。     

仿真建模中的概念模型研究

建模技术是系统仿真的核心技术之一，随着仿真系统的复杂性的不断增强，如何才能够更加有效的规划和实现仿真系统中的模型已经成为仿真系统建模的一个主要问题．提出了份真建模中的概念模型SimE—R，为系统仿真中模型的顶层设计提供了一个科学、有效的手段。     

基于回归神经网络的氧乐果合成过程建模与仿真

氧乐果合成过程具有非线性、时变和不确定性的特点，难以采用常规的建模方法建立模型。BP网络可用于非线性系统的建模，但不能很好的反映实际系统的动态特性。提出了一种静态BP神经网络加多分头延时(TDL)环节构成回归神经网络建立系统动态模型的方法，用于氧乐果合成反应温度控制过程的建模与仿真研究。结果表明，该方法建立的模型误差较小、网络泛化能力较强，能较好的反应实际系统的动态特性，从而为培训操作人员的控制水平提供了低成本的仿真手段，也为自动控制算法的研究提供了仿真模型。     

预测控制中的稳态目标优化策略及其应用

实际工业过程中,过程限制或约束的存在以及不可避免的模型失配和干扰的影响,系统很可能达不到期望的设定值,从而存在稳态偏差问题。采用MPC稳态目标计算和动态优化控制两级结构,在每个采样时刻,考虑可测干扰的影响下,重新进行稳态目标计算。稳态目标计算时保证稳态目标与动态MPC计算中的输入速率约束兼容,并根据当前预测输出和测量输出之间偏差的反馈信息校正稳态模型,体现了MPC算法中的反馈思想。以壳牌重油分馏塔标准问题为例进行了仿真,仿真结果表明了该算法的有效性。     

能源化工循环经济中类Cobb-Douglas生产函数简化及资源优化分配

为了使能源化工循环经济工业园区在一定资源使用量下的产出最大,需要对园区内企业间进行原料资源的优化配置. 分析了能源化工企业产出和各个生产要素的关系,以Cobb-Douglas生产函数为基础,构建描述循环经济中的能源化工企业生产特点的类Cobb-Douglas生产函数;为方便求解,通过进一步假设和简化得到能源化工企业产出与原料使用量的线性关系,从而将原料优化配置问题简化成可计算的线性规划问题. 为不使优化后利润率低的企业分配不到资源,人为设置优化后的利润不低于原规划固定成本一定比例,称为利润下限,并以陕北锦界工业园区为例求解,在无利润下限的约束下,优化后的园区利润提高了76.0%;有利润下限的约束,优化后的园区利润提高了26.8%. 将该资源优化方法应用于正在规划的循环经济园区,可得到园区产出（或利润）最大,且每个企业的利润率最高;对于已建设好的园区,由于企业生产规模不能改变,求解只可以得到园区产出（或利润）最大的结果,该方法可为正在建设或已建成的循环经济工业园区中企业间资源分配优化或企业规模优化提供借鉴.     

量子遗传算法及在模糊控制器参数优化中的应用

提出了一种基于实数编码的量子遗传算法。该方法用量子比特构成染色体,用量子旋转门进行染色体更新,用量子非门进行染色体变异。针对量子旋转门的旋转角方向的选择,提出了一种简易快捷的新方法。基于适应度函数的梯度信息,构造了旋转角大小的计算公式。该方法将每一量子位的两个概率幅,看作上下两个并列的基因,每条染色体包含两条并列的基因链,每条基因链代表一个优化解。在染色体数目相同时,可显著加速优化进程,提高获得全局最优解的概率。模糊控制器参数优化问题的仿真结果表明,该方法在搜索能力方面明显优于普通量子遗传算法。     

植物多向生长模拟算法

针对整数规划问题提出了一种以植物向光性为启发式准则的智能优化算法——植物多向生长模拟算法. 改进了植物生长激素的分配方式并将随机选择机制引入新枝生长方向的选择,更符合植物生长的自然机理. 利用马尔可夫链描述算法迭代过程,证明了算法的收敛性. 利用无约束和有约束两类具有多个全局最优解的非线性整数规划实例测试了植物多向生长模拟算法的性能,并与基本植物生长模拟算法、填充函数法、罚函数法以及基于遗传算法的混合算法进行了对比. 植物多向生长模拟算法不仅提高全局寻优能力,增加解的多样性和准确性而且提高收敛速度.     

基于粒子群优化与高斯过程的协同优化算法

对于适应度函数计算耗时较大的工程优化问题,采用仿生智能优化算法求解时常遇到由于适应度函数评价次数过大而导致计算量过高的瓶颈问题。针对上述问题,提出一种基于粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）算法与高斯过程（Gaussian process, GP）机器学习方法的协同优化算法（PSO-GP）。该算法在寻优过程中采用GP近似模型来构建决策变量与适应度函数值之间的映射关系,在PSO全局寻优过程中不断地总结寻优历史经验的基础上,预测可能包含全局最优解的搜索区域,以优化粒子群飞行的方向。多个测试函数的优化结果表明,该算法是可行的,与基本PSO算法相比,在获得全局最优解的前提下,可显著减小寻优过程中的适应度函数评价次数,寻优效率较高,在高计算代价复杂工程优化问题的求解上具有良好的应用前景。     

面向生产指标优化的选矿过程调度研究

针对选矿厂生产调度过程,本文提出了一种面向生产指标优化的选矿过程调度方法,该方法在保证精矿品位的前提下,尽量减少精矿库存,最大限度地利用设备能力.讨论了基于该方法的选矿生产调度系统的结构、功能和优化策略.采用该方法的调度系统的功能除了具备普通的调度系统的设备运行调度和资源调度功能外,还包括生产指标的优化,即以生产指标、工艺指标逐层分解和设定,逐层优化控制的思想,实现了管理和控制一体化.该系统运用于某钢铁公司选矿生产,提高了生产效率.该系统的成功实施为流程行业大系统的总体优化调度开拓了一个新方法,新思路.     

多重不确定因素影响下的高端装备研制任务流程优化

基于设计结构矩阵对高端装备研制任务进行仿真建模,采用蒙特卡罗方法模拟研制任务执行过程,用以估算其工期、成本、失败率等参数.将研制任务仿真嵌入到多目标优化算法中,对每个个体对应的研制任务流程进行多次仿真,以仿真输出的平均工期、成本、失败率等作为适应度评价指标,基于NSGA-III构造多目标优化算法,求解其Pareto最优解集.对每个Pareto最优解对应的研制任务流程进行更多次的仿真,在此基础上对各个研制任务流程进行深入分析、评价.最后,以某无人机研制任务为例进行应用研究,并把本文的优化结果与文献中的数据进行比较,检验了本文方法的有效性和优越性.     

大型城市地下物流网络优化布局的模拟植物生长算法

交通拥堵问题的加剧使传统物流网络在我国大型城市已达到极限, 未来地面物流系统将逐步向地下不同层次里转移并释放出城市地上空间.本文以斯坦纳最小树(SMT)为理论模型, 建立了符合我国大型城市不断扩展这一特点的树状地下物流网络布局模型. 由于 SMT 为 NP-完全问题, 因此算法的寻优能力是研究的关键. 本文所采用的模拟植物生长算法(PGSA)是以植物向光性理论为启发式准则的智能算法, 该算法是利用人工植物在给定物流节点集解空间中的生长过程得到城市地下物流网络的最优布局. 通过对国际公布的STEINLIB实例数据计算并与蚁群算法和模拟退火算法进行比较, 表明模拟植物生长算法具有较强的精确性、稳定性和全局搜索能力.     

基于伪群交叉算法的细金属柱体目标识别

从线性分布细金属柱体的散射模型出发,利用多极子展开技术求解电磁散射问题,以测量的散射场和计算散射场间的偏差作为目标函数,将待优化变量设置为描述细金属柱体中心位置的向径和幅角,通过伪群交叉算法(pseudo swarm crossover,PSC)对待优化变量进行优化,使目标函数达到最小值来对自由空间中线性分布的细金属柱体族进行电磁成像。研究结果证实了PSC比多相粒子群算法(multi-phase particle swarm optimiza-tion,MPPSO)有更好的收敛性能、成像精度和更强的抗随机噪声干扰能力。     

化工炼油技术仿真训练装置的设计与开发

本文介绍了国内第一套化工炼油仿真训练装置的设计开发思路。该仿真训练装置是由真实的化工设备、仪表、真实的工业控制系统和计算机相结合、以水和氮气代替真实生产装置中的液相和气相化工物料,构成一个主要用于炼油、化工领域的技术人员、操作人员的技能培训的仿真工厂。其各种培训功能和过程的动态特性由计算机上的仿真培训软件实现。