前言

　　石油化工行業(yè)自20世紀(jì)50年代起開始應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃（Mathematical Programming），數(shù)學(xué)規(guī)劃的應(yīng)用為該行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如今，數(shù)學(xué)規(guī)劃技術(shù)已經(jīng)成為石化行業(yè)不可或缺的有力工具。中國石油化工集團(tuán)公司自2001年后，在集團(tuán)公司煉油事業(yè)部的組織領(lǐng)導(dǎo)下，在公司內(nèi)所有煉油廠推廣應(yīng)用煉油生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。作者有幸全程參與了中國石化煉油企業(yè)級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化模型的推廣實(shí)施及應(yīng)用技術(shù)支持工作，有機(jī)會(huì)了解中國石化所屬各煉廠計(jì)劃模型應(yīng)用需求并研究解決方案，逐漸積累了一些利用數(shù)學(xué)規(guī)劃解決煉廠實(shí)際問題的應(yīng)用方法，其中許多應(yīng)用方法雖然是應(yīng)某個(gè)煉廠要求而建立的，但對(duì)其他煉廠仍具有一定的借鑒意義，于是決定編寫此書。

　　本書重點(diǎn)討論數(shù)學(xué)規(guī)劃原理和方法在煉油生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度模型中的應(yīng)用，以煉油生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度中一些實(shí)際問題為應(yīng)用案例， 介紹模型的構(gòu)建方法，即如何將實(shí)際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，拓展計(jì)劃優(yōu)化工具的應(yīng)用范圍和應(yīng)用深度，使煉油生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化工作有所創(chuàng)新。

　　本書共分8章。第1章介紹數(shù)學(xué)規(guī)劃基本知識(shí)和煉油生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化模型的構(gòu)建、生成和求解的基本方法。第2章包含5個(gè)實(shí)例，主要解決煉油計(jì)劃優(yōu)化中經(jīng)常遇到的一些疑惑，包括多重優(yōu)解的處理、目標(biāo)規(guī)劃應(yīng)用、重量調(diào)合與體積調(diào)合的選擇、混合整數(shù)規(guī)劃（如門檻、批量和物流數(shù)量限制）模型的建立以及由匯流（Pooling）引起非線性問題的處理方法等。第3章共包含7個(gè)實(shí)例，主要討論非線性規(guī)劃問題，包括柴油調(diào)合組分餾程間交互影響非線性、柴油調(diào)合時(shí)十六烷值改進(jìn)劑非線性敏感度、汽油調(diào)合時(shí)辛烷值添加劑非線性敏感度、裝置非線性加工成本等非線性問題的處理方法，將非線性問題線性化得到LP或MILP兩類模型的條件與要求，以及在采用重量單位的模型中如何使添加劑敏感度數(shù)據(jù)和調(diào)合組分?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)量單位一致的問題。第4章包含4個(gè)實(shí)例，主要討論幾個(gè)煉廠典型的經(jīng)濟(jì)效益分析方法，包括靈敏度分析、原油保本價(jià)測(cè)算以及考慮煉廠綜合能耗或CO2排放要求的煉廠優(yōu)化等內(nèi)容。第5章包含5個(gè)實(shí)例，主要討論如何進(jìn)行更為符合煉廠實(shí)際的計(jì)劃優(yōu)化應(yīng)用，包括批量選油約束、原油代加工處理、原油船期多周期模型建立、原油船期 檢修多周期模型建立以及原油船期優(yōu)化等內(nèi)容。第6章包含4個(gè)實(shí)例，主要研究具有一定調(diào)度功能的多周期混合整數(shù)規(guī)劃計(jì)劃模型（也稱為固定時(shí)間長度的離散調(diào)度模型），包括原油單儲(chǔ)單煉計(jì)劃與調(diào)度優(yōu)化、原油管輸計(jì)劃與調(diào)度優(yōu)化以及原油調(diào)合優(yōu)化等內(nèi)容。第7章包含6個(gè)實(shí)例，主要討論原油調(diào)度問題，該章基于文獻(xiàn)中的一個(gè)原油調(diào)度例子，介紹幾類原油調(diào)度模型的建模方法，包括固定周期長度的離散時(shí)間線性和非線性調(diào)度模型建模方法、連續(xù)時(shí)間線性和非線性原油調(diào)度模型建模方法、異步連續(xù)時(shí)間原油調(diào)度非線性建模方法等，方便讀者根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況選擇應(yīng)用不同調(diào)度優(yōu)化方法。此外，針對(duì)數(shù)學(xué)規(guī)劃軟件用戶經(jīng)常遇到的數(shù)值難題的困惑，也以實(shí)例形式討論其發(fā)生的原因和解決辦法，為讀者提供參考。第8章總結(jié)我國自20世紀(jì)80年代開始將數(shù)學(xué)規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于我國煉油生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化的歷程。

　　為了讀者查閱方便，本書的31個(gè)應(yīng)用實(shí)例以實(shí)例次序進(jìn)行編排，每個(gè)實(shí)例都分3個(gè)部分進(jìn)行討論。第一部分是問題的提出，說明要解決的問題，如有必要，提供與實(shí)例相關(guān)的數(shù)據(jù)；第二部分是模型的建立，主要討論對(duì)第一部分所提出問題如何用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，并用模型生成工具構(gòu)建和生成模型。為了節(jié)省篇幅，只介紹與應(yīng)用實(shí)例相關(guān)的主要數(shù)學(xué)方程式或主要輸入數(shù)據(jù)表；第三部分是解結(jié)果討論，或者對(duì)每個(gè)實(shí)例模型中設(shè)置不同案例的結(jié)果進(jìn)行分析比較，許多實(shí)例中還對(duì)解結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，以檢查是否滿足第一部分所提出問題的要求，物料、物性是否平衡等。解結(jié)果驗(yàn)證對(duì)于非常規(guī)應(yīng)用是非常重要的，因?yàn)樵S多約束方程是用行模型（ROWS表）描述，模型生成系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行嚴(yán)格的查錯(cuò)。

　　為了使讀者了解更多的數(shù)學(xué)規(guī)劃知識(shí)，許多實(shí)例采用一題多解的方法，提供多種數(shù)學(xué)上等價(jià)的建模方法，對(duì)不合理的建模方法盡量提供反例加以說明，對(duì)部分重要的數(shù)學(xué)規(guī)劃原理如目標(biāo)規(guī)劃、靈敏度分析、數(shù)值難題等用引例加以詳細(xì)討論。

　　第1章~第6章（包括實(shí)例1~實(shí)例25）由何銀仁和解增忠共同編寫，第7章實(shí)例26~實(shí)例30由王足編寫，實(shí)例31由陸春凌編寫，第8章由何銀仁編寫。本書所涉及的問題大部分是中國石化所屬煉油企業(yè)計(jì)劃人員提出的，部分實(shí)例已經(jīng)在相關(guān)煉油企業(yè)中得到應(yīng)用，并取得很好的效果。中國石化廣州分公司的林雪原、陳曉龍，中國石化茂名分公司的關(guān)立濤、陳東南，中國石化高橋分公司的馬志國、鄧基泰和宋斌，中國石化青島石化公司的王發(fā)亮、馮新娥，中國石化巴陵分公司的朱錦陽等曾經(jīng)對(duì)部分煉油計(jì)劃和煉油調(diào)度計(jì)劃應(yīng)用實(shí)例提出建議并進(jìn)行過實(shí)際使用和驗(yàn)證，在此表示感謝。

　　在本書的編寫過程中得到易軍的支持和幫助，在此一并表示感謝。

　　由于作者水平有限，書中錯(cuò)誤和不當(dāng)之處懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。