面向石化企業(yè)間物流集成計(jì)劃優(yōu)化的模型及應(yīng)用

張鵬飛，王子豪，榮岡，馮毅萍

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面向石化企業(yè)間物流集成計(jì)劃優(yōu)化的模型及應(yīng)用

張鵬飛，王子豪，榮岡，馮毅萍

（浙江大學(xué)智能系統(tǒng)與控制研究所，工業(yè)控制技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310027）

在石油化工行業(yè)，上下游企業(yè)的聯(lián)合生產(chǎn)是供應(yīng)鏈優(yōu)化的主要途徑和重要手段。但由于石化企業(yè)的生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜且設(shè)計(jì)相互獨(dú)立，企業(yè)間的協(xié)同生產(chǎn)往往僅存在于大型石化集團(tuán)統(tǒng)一設(shè)計(jì)、建造的煉化聯(lián)合生產(chǎn)系統(tǒng)中。本文提出了適用于獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的石化企業(yè)集成的前提條件和建模方法，以獨(dú)立生產(chǎn)的煉油廠和烯烴廠為研究對(duì)象，基于其生產(chǎn)物流計(jì)劃模型，建立統(tǒng)一的聯(lián)合生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化模型。該集成優(yōu)化模型為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，以生產(chǎn)效益最大化作為優(yōu)化求解目標(biāo)，并分析了市場(chǎng)需求平穩(wěn)、萎縮和旺盛3種不同的案例場(chǎng)景。實(shí)例計(jì)算表明，同獨(dú)立生產(chǎn)相比較，石化企業(yè)的集成優(yōu)化和聯(lián)合生產(chǎn)能夠降低物料存儲(chǔ)成本和總成本，節(jié)省優(yōu)化求解所需的計(jì)算資源，并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

石化企業(yè)；集成；優(yōu)化；企業(yè)級(jí)優(yōu)化；混合整數(shù)規(guī)劃模型；生產(chǎn)效益

引 言

供應(yīng)鏈管理（supply chain management，SCM）對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)十分重要，其具體內(nèi)容包括生產(chǎn)過程的原料管理、物料運(yùn)輸管理，以及產(chǎn)品分配和運(yùn)輸?shù)纫幌盗猩a(chǎn)優(yōu)化命題[1]。圖1展示了供應(yīng)鏈管理的基本組成要素[2]。圖中，feedstocks代表系統(tǒng)的原料輸入部分，包括各種供應(yīng)鏈體系中所涉及的原始物料成分；basics代表供應(yīng)鏈中相互影響的上下游生產(chǎn)企業(yè)，performance代表不同生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過程與生產(chǎn)流水線，一條完整的供應(yīng)鏈包括一個(gè)及以上的企業(yè)；供應(yīng)鏈的末端直接面向顧客，處理市場(chǎng)的訂單需求并調(diào)整產(chǎn)品策略，以及協(xié)調(diào)運(yùn)輸問題等。供應(yīng)鏈管理以滿足消費(fèi)者需求，提升企業(yè)效益并降低生產(chǎn)成本作為目標(biāo)[3-5]。

而供應(yīng)鏈管理在具體的企業(yè)生產(chǎn)和執(zhí)行層面則是以企業(yè)作為主體，企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)管理（process system engineering，PSE）是供應(yīng)鏈條的基本模塊。一個(gè)基本的生產(chǎn)系統(tǒng)管理模塊包括原料的輸入（raw materials），生產(chǎn)過程（performance），以及產(chǎn)品輸出（products）3個(gè)基本組分，其組成結(jié)構(gòu)如圖2所示[6]。

近年來，隨著企業(yè)生產(chǎn)過程的復(fù)雜化，產(chǎn)品的多元化，以及上下游企業(yè)共享物料、設(shè)備和信息的需求增長(zhǎng)，基于供應(yīng)鏈的生產(chǎn)系統(tǒng)的集成優(yōu)化成為企業(yè)提升生產(chǎn)效益重要途徑之一[1,7]。企業(yè)級(jí)優(yōu)化（enterprise-wide optimization，EWO）是企業(yè)集成生產(chǎn)優(yōu)化的重要形式之一，它將不同的生產(chǎn)系統(tǒng)管理模塊進(jìn)行集成，以提升企業(yè)的整體效益，綜合考慮集成企業(yè)的物料運(yùn)輸、生產(chǎn)方案、市場(chǎng)需求、庫存管理等問題[2,6]。Grossmann[8]在2005年就將企業(yè)級(jí)優(yōu)化思想引入流程工業(yè)領(lǐng)域。Wassick[2]以某一大型的石化集團(tuán)為例，將不同的生產(chǎn)子系統(tǒng)定義為“信封”，不同的“信封”可以組合成集成生產(chǎn)系統(tǒng)，并對(duì)集成生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化求解。Guyonnet等[9]將原油調(diào)度與產(chǎn)品問題進(jìn)行了集成分析。Quaglia等[10]指出企業(yè)級(jí)優(yōu)化的難點(diǎn)之一是集成系統(tǒng)的搭建與設(shè)計(jì)，并以一個(gè)綜合的石化集團(tuán)為對(duì)象建立集成生產(chǎn)模型，綜合考慮集成系統(tǒng)的原料、產(chǎn)品和市場(chǎng)需求等要素，最后采用混合整數(shù)非線性規(guī)劃方法進(jìn)行建模求解。Shah等[11]研究了用于求解大規(guī)模企業(yè)級(jí)優(yōu)化模型的增廣拉格朗日分解求解策略。Quaglia等[12]分析了不確定條件下的企業(yè)級(jí)優(yōu)化命題，并提出了基于分解法的求解方法。Al-Qahtani等[13]綜合考慮了煉油石化系統(tǒng)中多個(gè)生產(chǎn)過程的集成生產(chǎn)過程，并通過協(xié)調(diào)上游生產(chǎn)和下游需求，提供了一套同步解析集成系統(tǒng)的方法策略。Wang等[14]以乙烯廠原料卸載調(diào)度和生產(chǎn)過程為研究對(duì)象，并提出了一種基于同步調(diào)度的優(yōu)化求解策略。Pinto等[15]提出了一種應(yīng)用于石化企業(yè)供應(yīng)鏈的企業(yè)級(jí)優(yōu)化框架，并給出了相應(yīng)的混合整數(shù)非線性數(shù)學(xué)模型。Shah等[16]以基于連續(xù)時(shí)間的集成優(yōu)化模型為對(duì)象，闡述了在企業(yè)級(jí)優(yōu)化命題中運(yùn)行時(shí)間、產(chǎn)量、質(zhì)量等多種生產(chǎn)要素之間的平衡。2014年，Grossmann[17]總結(jié)了近年來諸多學(xué)者在企業(yè)級(jí)優(yōu)化研究領(lǐng)域的研究與成果，評(píng)述了企業(yè)級(jí)優(yōu)化研究領(lǐng)域所涉及的求解算法，并指出了企業(yè)級(jí)優(yōu)化所面臨的重大挑戰(zhàn)在于研究對(duì)象的拓展、算法的改進(jìn)、不確定性干擾等。

近年來諸多學(xué)者在企業(yè)級(jí)優(yōu)化的研究領(lǐng)域取得了大量成果，但由于不同的生產(chǎn)企業(yè)之間設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)都相對(duì)獨(dú)立，這使得企業(yè)之間的系統(tǒng)集成面臨較大難度和挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的集成生產(chǎn)也往往局限于單一企業(yè)或者大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)部[17-18]，最終導(dǎo)致供應(yīng)鏈上下游企業(yè)在資源共享、信息共享的障礙以及企業(yè)生產(chǎn)效益提升受限。因此，本文將原本獨(dú)立的生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行整合，建立統(tǒng)一的集成生產(chǎn)系統(tǒng)，而這一研究?jī)?nèi)容也是企業(yè)級(jí)優(yōu)化突破現(xiàn)有集成生產(chǎn)難點(diǎn)的重點(diǎn)方向之一[8]。

本文以獨(dú)立設(shè)計(jì)建造、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的石化生產(chǎn)企業(yè)作為研究對(duì)象，以企業(yè)級(jí)優(yōu)化作為集成生產(chǎn)的方法，提出適用于獨(dú)立石化企業(yè)的集成條件、集成建模方法以及優(yōu)化模型，并根據(jù)集成對(duì)象的物流耦合關(guān)系重新定義產(chǎn)品、中間物料、原料，運(yùn)輸管道等信息集合及其元素組成。最后，以煉油廠和烯烴廠的集成生產(chǎn)為例建立MILP模型[19]，所選用案例全面考慮了在市場(chǎng)需求平穩(wěn)、萎縮和旺盛3種市場(chǎng)情形下聯(lián)合生產(chǎn)集成優(yōu)化的效果。

1 集成前提假設(shè)

大多數(shù)獨(dú)立石化企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)往往是地理隔絕的，并且在生產(chǎn)時(shí)間尺度以及加工方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上不盡相同，從而導(dǎo)致不同企業(yè)之間的企業(yè)級(jí)優(yōu)化困難較大或者經(jīng)濟(jì)效益提升不明顯[15]。

為了系統(tǒng)地評(píng)估獨(dú)立企業(yè)之間是否適合集成生產(chǎn)，并篩選具有集成生產(chǎn)意義的生產(chǎn)系統(tǒng)，本文提出了企業(yè)集成生產(chǎn)應(yīng)盡量滿足的前提條件。本文所研究的企業(yè)級(jí)優(yōu)化和集成生產(chǎn)也建立在以下前提條件之上。

1.1 地理位置相近

企業(yè)間物流運(yùn)輸成本將隨著相對(duì)距離的增加快速增長(zhǎng)，較大的相對(duì)距離也對(duì)應(yīng)著較高的庫存成本和較慢的響應(yīng)。

仿真計(jì)算表明，一般地，在廠際運(yùn)輸成本不超過普通廠內(nèi)運(yùn)輸成本的10倍時(shí)，聯(lián)合生產(chǎn)集成優(yōu)化仍然能夠提升整體生產(chǎn)效益。

1.2 物料與設(shè)備相同或相似

相同的物料或加工設(shè)備，能在集成過程中通過物料、設(shè)備的共享，實(shí)現(xiàn)物料、資源的優(yōu)化配置，從而增強(qiáng)生產(chǎn)系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性，最終促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的總體提升。

1.3 生產(chǎn)時(shí)間尺度相近或可調(diào)相近

獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)時(shí)間尺度相差過大，會(huì)導(dǎo)致企業(yè)級(jí)優(yōu)化過程中物料、設(shè)備共享受限，使得生產(chǎn)進(jìn)度不一致。因此，用于集成的獨(dú)立企業(yè)需要具有相近或者經(jīng)調(diào)整后相近的生產(chǎn)時(shí)間尺度[18]。

1.4 生產(chǎn)利益統(tǒng)一

企業(yè)級(jí)優(yōu)化構(gòu)建的集成生產(chǎn)系統(tǒng)在滿足一定條件時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益總和的提升，但這不代表任一原本獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益均有所提升。因此，聯(lián)合生產(chǎn)的企業(yè)需要具有統(tǒng)一的利益或者合理的利益分配方式，才能保證各生產(chǎn)子系統(tǒng)能夠服務(wù)于集成系統(tǒng)的生產(chǎn)效益最大化目標(biāo)。

基于以上前提，獨(dú)立生產(chǎn)的企業(yè)也能夠較好實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)優(yōu)化，并在集成生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息、資源的優(yōu)化配置。

一般地，現(xiàn)有的石化企業(yè)建造往往具有集群效應(yīng)，常見的石化企業(yè)生產(chǎn)園區(qū)或石化集團(tuán)下設(shè)的各類生產(chǎn)子廠均能夠很好地滿足以上假設(shè)，從而保證了本文的假設(shè)具有實(shí)際物理意義和工程意義。本文案例中涉及的某真實(shí)石化集團(tuán)的生產(chǎn)系統(tǒng)均能夠滿足以上條件。

2 企業(yè)級(jí)優(yōu)化方法與系統(tǒng)建模

本節(jié)介紹獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的集成方法以及集成系統(tǒng)的計(jì)劃優(yōu)化模型。

2.1 集成生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建

現(xiàn)有的研究中，較少提到集成系統(tǒng)的搭建方法和具體步驟，研究者往往通過分析集成生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝要求進(jìn)行集成系統(tǒng)的搭建，而這些建模方法往往不通用也無法移植[2,14,20]。本文提出了一種集成系統(tǒng)的構(gòu)建方法，通過分析待集成企業(yè)之間的關(guān)鍵物料并搭建管道建立聯(lián)系，對(duì)同種生產(chǎn)裝置、存儲(chǔ)罐區(qū)的使用進(jìn)行調(diào)整，并重新定義原料、產(chǎn)品等生產(chǎn)信息集合3個(gè)步驟，能夠在不改變或者較少改變?cè)邢到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，快速構(gòu)建集成生產(chǎn)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種集成系統(tǒng)構(gòu)建的方法具有簡(jiǎn)便、通用的優(yōu)點(diǎn)。具體的操作步驟如下。

2.1.1 上下游企業(yè)的銜接 對(duì)于供應(yīng)鏈上下游的獨(dú)立企業(yè)而言，上游企業(yè)的產(chǎn)品或者半成品通?？捎米飨掠纹髽I(yè)的原料。根據(jù)集成生產(chǎn)系統(tǒng)的物流耦合關(guān)系，將上游企業(yè)的終產(chǎn)品或半成品作為下游企業(yè)的生產(chǎn)原料；通過添加物流管道和物料緩存罐的方式，合理進(jìn)行上下游企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的拼接，組成集成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.1.2 相同物料與裝置的處理 在通過輸送管道將同種物料進(jìn)行關(guān)聯(lián)之后，便可以將相同的物料進(jìn)行整合，通過管道控制流向，使同種物料統(tǒng)一管理和分配。同時(shí)，將相同的生產(chǎn)裝置進(jìn)行整合，通過裝置共用構(gòu)建多條加工線，或?qū)⒉糠滞N裝置用作備用裝置以增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性。

本文案例涉及的煉油廠、烯烴廠組成的集成生產(chǎn)系統(tǒng)中，石腦油、輕石腦油是煉油生產(chǎn)系統(tǒng)的重要產(chǎn)品，同時(shí)也是烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)的重要原料。因此，集成系統(tǒng)中煉油廠的石腦油、輕石腦油產(chǎn)品可以作為烯烴廠的原料，即通過增加對(duì)應(yīng)的石腦油、輕石腦油輸送管線便可以將兩個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行銜接。同時(shí)，煉油廠、烯烴廠各自擁有的石腦油緩存罐可以實(shí)現(xiàn)共用，進(jìn)而提升石腦油緩存罐的利用率，并增加物料調(diào)度的靈活性。同理，輕石腦油的緩存罐也可共用。

2.1.3 重新定義原料、產(chǎn)品等集合 集成系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系、物料的流動(dòng)關(guān)系在集成過程中發(fā)生了一定變化。所以，集成系統(tǒng)需要重新定義生產(chǎn)系統(tǒng)中原料、中間物料、產(chǎn)品以及運(yùn)輸管線等生產(chǎn)信息集合及其元素組成。

本文案例涉及的煉油廠、烯烴廠集成生產(chǎn)系統(tǒng)中，石腦油、輕石腦油是煉油廠的產(chǎn)品，而在烯烴廠中則作為原料；在新建集成生產(chǎn)系統(tǒng)中，石腦油和輕石腦油則作為中間物料直接輸送給乙烯裝置進(jìn)行加工。上述生產(chǎn)流程的改變，要求重新定義系統(tǒng)原料、中間物料以及產(chǎn)品集合，具體地，在煉油廠系統(tǒng)中，石腦油、輕石腦油為產(chǎn)品集合的元素；烯烴生成系統(tǒng)中，石腦油、輕石腦油是原料集合的元素；而新建的集成系統(tǒng)中，則需要將石腦油、輕石腦油調(diào)整為中間物料集合的元素。

通過以上主要步驟的操作，便可得到集成系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其基本生產(chǎn)信息。該集成系統(tǒng)保留了原有獨(dú)立生產(chǎn)企業(yè)的主要生產(chǎn)裝置和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并能實(shí)現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)過程中的物料、裝置、生產(chǎn)信息共享和統(tǒng)一調(diào)度。

2.2 計(jì)劃優(yōu)化模型

基于石化企業(yè)的生產(chǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本文建立了的基于MILP的計(jì)劃優(yōu)化模型。文中對(duì)生產(chǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行如下抽象：原料進(jìn)廠站點(diǎn)、產(chǎn)品出廠站點(diǎn)以及生產(chǎn)裝置為邏輯點(diǎn)，不同的邏輯點(diǎn)之間由弧線連接代表著實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)輸管道[20]；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的物料進(jìn)行以下劃分。

原料集合：如原油、MTBE，BOC氧氣等，作為系統(tǒng)的輸入，供加工使用，被定義為系統(tǒng)的原料集合元素，其屬性包括名稱、市場(chǎng)價(jià)格等。

中間物料集合：減壓瓦斯油、裂解碳四（C4）等在系統(tǒng)中產(chǎn)生，隨后被后級(jí)加工單元消耗，不作為系統(tǒng)的輸入和輸出物料，被劃分為中間物料。中間物料組分不考慮其物料價(jià)格。

產(chǎn)品集合：汽油、柴油以及乙烯等，作為系統(tǒng)的輸出產(chǎn)品，直接向市場(chǎng)銷售，被定義為系統(tǒng)產(chǎn)品，其屬性包括名稱、市場(chǎng)價(jià)格等。

2.2.1 優(yōu)化目標(biāo) 該計(jì)劃優(yōu)化模型以生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效益最大化作為系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)，并同時(shí)兼顧生產(chǎn)、庫存成本的控制。

式（1）中第1項(xiàng)為集成生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)品銷售的毛利潤(rùn)，第2項(xiàng)為原料購買費(fèi)用，第3項(xiàng)為原料和產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用，第4項(xiàng)為所有加工裝置產(chǎn)生的加工費(fèi)用，第5項(xiàng)與第6項(xiàng)為產(chǎn)品罐以及產(chǎn)品銷售站點(diǎn)的庫存費(fèi)用，第7項(xiàng)為市場(chǎng)產(chǎn)品需求未滿足的懲罰項(xiàng)。

2.2.2 模型約束條件 本節(jié)給出集成生產(chǎn)系統(tǒng)計(jì)劃優(yōu)化模型中各種生產(chǎn)約束條件。

(3)

(4)

(6)

式（2）定義每一種輸入集成生產(chǎn)系統(tǒng)的原料購買量；式（3）限定了原料購買量的取值范圍。式（4）表示產(chǎn)品產(chǎn)量不能超過市場(chǎng)的實(shí)際需求量。式（5）與式（6）指出當(dāng)產(chǎn)品供給不能滿足預(yù)設(shè)需求時(shí)，供給差額等于預(yù)設(shè)的產(chǎn)品需求量減去實(shí)際產(chǎn)品輸出量，且供給差額為非負(fù)值。

(8)

(10)

(11)

(12)

式（7）與式（8）定義生產(chǎn)系統(tǒng)物料輸入輸出的流量同與之相連的側(cè)線流量一致。式（9）與式（10）定義生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部輸送管線的流量同與之相連的側(cè)線流量相等。式（11）與式（12）分別限定了生產(chǎn)系統(tǒng)輸入輸出管道和內(nèi)部輸送管道流量值的范圍。

(13)

式（13）表示在系統(tǒng)管道分流點(diǎn)處，物料的進(jìn)料量等于各條管線該物料出量的總和。式（14）表示在系統(tǒng)管道匯流點(diǎn)處，同種物料各管線進(jìn)料總和等于該物料的總出料量。

(16)

(17)

(18)

式（15）～式（18）對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中加工裝置的生產(chǎn)方案進(jìn)行了描述與限制。式（15）限定了任意裝置的特定加工方案處理的物料量的上下限。式（16）表示任意加工裝置的加工總量等于該生產(chǎn)裝置各種加工方案加工量之和。式（17）表示任意加工裝置的加工總量還等于對(duì)應(yīng)生產(chǎn)周期內(nèi)該裝置進(jìn)料量的總和。式（18）描述加工裝置的產(chǎn)率模型，定義在不同產(chǎn)率模型下加工裝置各產(chǎn)出物料的比例。

計(jì)劃優(yōu)化模型中站點(diǎn)與罐區(qū)具有物料存儲(chǔ)功能，為了區(qū)分站點(diǎn)與罐區(qū)的初始物料量，將生產(chǎn)的第一個(gè)周期定義為初始生產(chǎn)周期0。

(19)

(21)

(23)

(24)

式（19）與式（20）定義在初始生產(chǎn)周期0時(shí)，站點(diǎn)存儲(chǔ)的物料量等于站點(diǎn)初始存儲(chǔ)量加上站點(diǎn)進(jìn)側(cè)線流量再減去站點(diǎn)出側(cè)線流量；其余生產(chǎn)周期內(nèi)，站點(diǎn)存儲(chǔ)的物料量等于上一生產(chǎn)周期末物料存儲(chǔ)量加上本生產(chǎn)周期進(jìn)側(cè)線流量再減去本生產(chǎn)周期出側(cè)線流量。式（21）限定了站點(diǎn)存儲(chǔ)量的上下限。

同理，式（22）與式（23）定義在初始生產(chǎn)周期0時(shí)，罐區(qū)存儲(chǔ)的物料量等于罐區(qū)初始存儲(chǔ)量加上罐區(qū)進(jìn)側(cè)線流量再減去罐區(qū)出側(cè)線流量；其余生產(chǎn)周期內(nèi)，罐區(qū)存儲(chǔ)的物料量等于上一生產(chǎn)周期末物料存儲(chǔ)量加上本生產(chǎn)周期進(jìn)側(cè)線流量再減去本生產(chǎn)周期出側(cè)線流量。式（24）限定了罐區(qū)存儲(chǔ)量的上下限。

3 應(yīng)用案例

3.1 案例描述

本文以某石化煉油廠、烯烴廠作為研究對(duì)象，建立具有代表性的石化企業(yè)生產(chǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

煉油生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示，其中包含常減壓裝置，延遲焦化裝置，催化裂化裝置等主要生產(chǎn)裝置；并以原油、甲基叔丁基醚（methyl-butyl ether，MTBE）作為原料，以柴油、90#汽油、93#汽油以及煤油作為產(chǎn)品。

烯烴生產(chǎn)的生產(chǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示，其中包含乙烯裝置、乙二醇裝置、丁二烯裝置等主要生產(chǎn)裝置；并以石腦油、丙烯、輕石腦油、裂化尾油、減壓瓦斯油（vacuum gas oil, VGO）和叔丁氧羰基（-butyl oxy carbonyl，BOC）氧氣作為原料，以乙烯、乙二醇、二乙二醇、環(huán)氧乙烷、丁二烯等作為產(chǎn)品。

由于石腦油是煉油廠最為重要的產(chǎn)品并同時(shí)是烯烴廠最主要的原料之一，本文根據(jù)2.1節(jié)中的集成系統(tǒng)構(gòu)造方法，將石腦油和輕石腦油作為二廠銜接的關(guān)鍵物料，將煉油廠和烯烴廠的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行集成，構(gòu)建如圖5所示的集成生產(chǎn)系統(tǒng)。集成系統(tǒng)中包含一次加工裝置：常減壓裝置兩套；二次加工裝置：催化重整裝置，延遲焦化裝置，煤油加氫裝置，柴油加氫裝置，催化裂化裝置兩套，乙烯裝置兩套，乙二醇裝置，丁二烯裝置兩套，汽油加氫裝置兩套；調(diào)和裝置：柴油調(diào)和裝置以及汽油調(diào)和裝置；系統(tǒng)中總計(jì)12種17套不同的生產(chǎn)加工裝置。同時(shí)，集成系統(tǒng)還包含原油緩存罐、柴油混合罐、FCC進(jìn)料緩存罐、柴油產(chǎn)品罐、乙烯原料緩存罐等共計(jì)35個(gè)存儲(chǔ)罐。系統(tǒng)的產(chǎn)品包括：90#汽油、93#汽油、柴油、煤油、乙烯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、環(huán)氧乙烷、丁二烯等。

本案例中的生產(chǎn)時(shí)間周期為半年總計(jì)6個(gè)月，每個(gè)月以30天計(jì)算。同時(shí)每一天分為兩個(gè)操作批次，即每月具有60個(gè)操作批次。生產(chǎn)周期信息如表1所示。

表1 生產(chǎn)周期

參考市場(chǎng)價(jià)格，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中每一種物料的價(jià)格進(jìn)行設(shè)定。如表2所示，其中各物料的價(jià)格高低體現(xiàn)了其市場(chǎng)價(jià)值的相對(duì)大小。

表2 物料價(jià)格

在實(shí)際生產(chǎn)中，廠際運(yùn)輸?shù)某杀鞠鄬?duì)廠內(nèi)運(yùn)輸增長(zhǎng)較大。本案例中，在滿足第1節(jié)中距離較近的前提條件下，設(shè)定廠際運(yùn)輸?shù)某杀緸閺S內(nèi)運(yùn)輸成本的10倍。

3.2 求解策略

本文以生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益作為主要指標(biāo)對(duì)比集成系統(tǒng)和獨(dú)立系統(tǒng)的生產(chǎn)情況，所建立的計(jì)劃優(yōu)化模型由市場(chǎng)需求（訂單）驅(qū)動(dòng)。

計(jì)算過程中，首先設(shè)定集成生產(chǎn)系統(tǒng)的市場(chǎng)需求，計(jì)算集成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效益最優(yōu)解。然后，基于集成生產(chǎn)的生產(chǎn)信息，設(shè)定獨(dú)立運(yùn)行的煉油廠、烯烴廠二者獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的市場(chǎng)需求，保證優(yōu)化求解得到的生產(chǎn)效益同集成系統(tǒng)具有可對(duì)比性。最后再計(jì)算二廠各自的生產(chǎn)效益最優(yōu)解，將獨(dú)立生產(chǎn)和集成生產(chǎn)的效益進(jìn)行對(duì)比分析。圖6展示了求解分析策略和思路。

3.3 模型求解與分析

根據(jù)2.2節(jié)所建立的計(jì)劃優(yōu)化MILP模型，分別對(duì)煉油廠、烯烴廠以及集成生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化求解。案例求解采用IBM ILOG Optimization Studio 12.4作為優(yōu)化求解平臺(tái)，所調(diào)用的求解器為：CPLEX 12.4.0。求解平臺(tái)所依托的PC配置為：Intel Xeon E5-2403 CPU，主頻1.8GHz，內(nèi)存8G，操作系統(tǒng)Windows Sever 2008。

如表3所示，集成生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化模型總共包含6408個(gè)約束條件，整數(shù)變量為186個(gè)，連續(xù)變量為2875個(gè)；煉油生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化模型包括總計(jì)2916條約束條件，整數(shù)變量102個(gè)，連續(xù)變量1297個(gè)；烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化模型包含總計(jì)3198條約束條件，整數(shù)變量54個(gè)，連續(xù)變量1411個(gè)。

表3 優(yōu)化模型參數(shù)對(duì)比

下文考慮了在市場(chǎng)需求平穩(wěn)、萎縮以及旺盛3種市場(chǎng)情況下，集成生產(chǎn)、獨(dú)立生產(chǎn)對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)效益的影響。

3.3.1 案例一：市場(chǎng)需求平穩(wěn) 當(dāng)市場(chǎng)需求平穩(wěn)時(shí)，石化生產(chǎn)系統(tǒng)處于平穩(wěn)生產(chǎn)的狀態(tài)。生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能處于正常水平，產(chǎn)品產(chǎn)量能夠滿足大部分的市場(chǎng)需求。

生產(chǎn)系統(tǒng)初始條件的設(shè)定原則為：產(chǎn)品需求參考市場(chǎng)需求平穩(wěn)時(shí)的產(chǎn)品產(chǎn)量設(shè)定，具有存儲(chǔ)功能的罐區(qū)和站點(diǎn)初始庫存略高于安全值的底線并擁有較大的緩存區(qū)間。

分別求解集成系統(tǒng)，煉油生產(chǎn)系統(tǒng)和烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，得到的優(yōu)化求解結(jié)果如表4所示。

表4 案例一優(yōu)化結(jié)果對(duì)比

如表4所示，系統(tǒng)集成能夠帶來的效益提升較小。獨(dú)立系統(tǒng)生產(chǎn)的利潤(rùn)分別為14042542元和9786211元，集成系統(tǒng)協(xié)同生產(chǎn)的利潤(rùn)為25464324元，生產(chǎn)效益總體提升約6.8%。獨(dú)立生產(chǎn)的總收入與總成本均高于集成生產(chǎn)系統(tǒng)，但集成生產(chǎn)系統(tǒng)的最終利潤(rùn)卻更高。

當(dāng)市場(chǎng)需求穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)生產(chǎn)平穩(wěn)，互為上下游企業(yè)的煉油廠和乙烯廠能夠較好地激發(fā)產(chǎn)能，獲得不錯(cuò)的生產(chǎn)效益。在獨(dú)立生產(chǎn)模式下，獨(dú)立生產(chǎn)的系統(tǒng)均以自身效益最大化作為生產(chǎn)目標(biāo)，銷售更多產(chǎn)品，也消耗更多的原料，導(dǎo)致原料成本增加；同時(shí)，獨(dú)立生產(chǎn)的煉油廠和乙烯廠匹配市場(chǎng)需求的能力較弱，部分產(chǎn)品庫存增加，導(dǎo)致庫存成本增長(zhǎng)，而另一部分產(chǎn)品不能滿足市場(chǎng)需求，導(dǎo)致需求未滿足懲罰值增加。而另一方面，集成生產(chǎn)能夠通過調(diào)整產(chǎn)品方案組合，更好地滿足市場(chǎng)需求，控制庫存成本；同時(shí)集成系統(tǒng)內(nèi)部物料可以作為自身的原料，從而節(jié)省了原料的購買、運(yùn)輸成本；最終集成生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)效益的提升。

總體上，集成生產(chǎn)由于較好地控制了庫存成本和原料購買、運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)方案的優(yōu)化配置，進(jìn)而獲得了更好的效益。

3.3.2 案例二：市場(chǎng)需求萎縮 當(dāng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)，各種化工產(chǎn)品的市場(chǎng)需求也進(jìn)入蕭條期。此時(shí)市場(chǎng)極度萎縮，產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量大大低于平穩(wěn)時(shí)期甚至銳減為零，生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際產(chǎn)能下降。

生產(chǎn)系統(tǒng)初始條件的設(shè)定原則為：產(chǎn)品需求減少甚至降低為零，設(shè)定的產(chǎn)品需求低于市場(chǎng)平穩(wěn)時(shí)期；緩存罐的初始儲(chǔ)量高于正常水平甚至接近于存儲(chǔ)安全上限值。

分別求解集成系統(tǒng)，煉油生產(chǎn)系統(tǒng)和烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，得到的優(yōu)化求解結(jié)果如表5所示。

表5 案例二優(yōu)化結(jié)果對(duì)比

如表5所示，獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的獨(dú)立生產(chǎn)得到的利益分別是：6324364和8357961元，而集成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效益為18803812元，生產(chǎn)效益相較于獨(dú)立生產(chǎn)提升了28.1%。

當(dāng)市場(chǎng)萎縮時(shí)，生產(chǎn)的產(chǎn)品被迫滯銷，系統(tǒng)產(chǎn)能受到抑制，產(chǎn)品積壓導(dǎo)致存儲(chǔ)罐區(qū)和站點(diǎn)初始庫存增大，獨(dú)立生產(chǎn)和集成生產(chǎn)的生產(chǎn)效益相較于市場(chǎng)平穩(wěn)時(shí)期都急劇減少。

集成生產(chǎn)通過調(diào)整生產(chǎn)方案和產(chǎn)品組合，能相對(duì)更好地滿足市場(chǎng)產(chǎn)品需求并出售產(chǎn)品，從而在一定程度控制庫存成本；而另一方面，獨(dú)立生產(chǎn)造成了極端的兩極現(xiàn)象，即部分產(chǎn)品脫銷而部分產(chǎn)品滯銷，造成了高庫存成本和高懲罰值。因此，在市場(chǎng)萎縮的情況下，集成生產(chǎn)能夠更好地控制庫存，調(diào)整產(chǎn)品方案，從而相對(duì)于獨(dú)立生產(chǎn)有著較高的效益提升；這也說明了在市場(chǎng)萎縮時(shí)，集成生產(chǎn)能夠極大限度地減少企業(yè)損失，幫助企業(yè)渡過難關(guān)。

3.3.3 案例三：市場(chǎng)需求旺盛 當(dāng)市場(chǎng)需求旺盛時(shí)，各種產(chǎn)品的市場(chǎng)需求普遍高于市場(chǎng)平穩(wěn)時(shí)期。生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能被釋放，能夠生產(chǎn)和銷售更多的產(chǎn)品。

（1）情況一：產(chǎn)品價(jià)格不變或同倍率上浮

正常情況下，供應(yīng)鏈后級(jí)的產(chǎn)品具有更高的成本和附加價(jià)值，其價(jià)格不會(huì)低于前級(jí)產(chǎn)品。在市場(chǎng)需求旺盛時(shí)，產(chǎn)品的價(jià)格會(huì)同倍率上浮或受政策控制維持不變。

生產(chǎn)系統(tǒng)初始條件的設(shè)定原則為：產(chǎn)品需求增加且高于平時(shí)的需求水平，設(shè)定的產(chǎn)品需求高于市場(chǎng)平穩(wěn)時(shí)的產(chǎn)品需求值，產(chǎn)品的價(jià)格同市場(chǎng)平穩(wěn)時(shí)持平；緩存罐的初始儲(chǔ)量低于正常水平甚至接近于安全下限值。

分別求解集成系統(tǒng)，煉油生產(chǎn)系統(tǒng)和烯烴生產(chǎn)系統(tǒng)，得到的優(yōu)化求解結(jié)果如表6所示。

表6 情況一優(yōu)化結(jié)果對(duì)比

如表6所示，獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的獨(dú)立生產(chǎn)得到的利益分別是：19572897和14299543元；而集成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效益為34461395元，相較于獨(dú)立生產(chǎn)的總和提升1.7%。

當(dāng)市場(chǎng)需求旺盛時(shí)，系統(tǒng)的產(chǎn)能得到最大的釋放，生產(chǎn)裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，保證產(chǎn)品的收益總和最大化，此時(shí)產(chǎn)品產(chǎn)量的主要限制是系統(tǒng)本身的物理特質(zhì)，如生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)能上限值等。相較于獨(dú)立生產(chǎn)，集成生產(chǎn)的原料成本下降幅度高于銷售收入的減少幅度，因此集成生產(chǎn)由于提高了物料利用率和使用效率，實(shí)現(xiàn)了集成生產(chǎn)的效益提升。

在市場(chǎng)需求旺盛的情況下，煉油廠作為上游企業(yè)，其產(chǎn)品可以銷售給除烯烴廠以外的其他企業(yè)或者個(gè)人，以實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。此時(shí)，集成生產(chǎn)需建立在基于1.4節(jié)提出“利益統(tǒng)一”的前提上，只有保證煉油廠和烯烴廠具有統(tǒng)一的利益或合理的利益分配方式時(shí)，才能保證煉油廠首先滿足烯烴廠的原料供給，以實(shí)現(xiàn)集成生產(chǎn)。從最終結(jié)果來看，集成生產(chǎn)的生產(chǎn)效益高于獨(dú)立生產(chǎn)效益總和的，即集成生產(chǎn)依舊能夠保障各生產(chǎn)子系統(tǒng)的利益并實(shí)現(xiàn)效益提升。

（2）情況二：價(jià)格異常波動(dòng)

極少數(shù)極端情況下，部分前級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格或者價(jià)格上浮幅度會(huì)反常提升，從而較大程度影響供應(yīng)鏈下游企業(yè)的生產(chǎn)情況。為了對(duì)此極端情況進(jìn)行說明，在情況一的基本設(shè)定上，設(shè)定煉油廠石腦油的價(jià)格上浮50%，其他條件保持不變。相應(yīng)的求解結(jié)果如表7所示。

表7 情況二優(yōu)化結(jié)果對(duì)比

如表7所示，獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的獨(dú)立生產(chǎn)得到的利益分別是：38544911和532784元；而集成生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效益為38591135元，生產(chǎn)效益相較于獨(dú)立生產(chǎn)的總和下降1.2%。

反常情況下，當(dāng)上游企業(yè)的產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)上漲到臨界點(diǎn)時(shí)（本案例中為石腦油價(jià)格上浮50%左右），下游企業(yè)會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)成本的提升而導(dǎo)致整體效益的下降。本案例中，由于石腦油價(jià)格反常上升，導(dǎo)致烯烴廠的原料成本急劇上升，而銷售的收入沒有增加，從而導(dǎo)致利潤(rùn)減少。此時(shí)，下游企業(yè)可能會(huì)通過選擇停車的方式應(yīng)對(duì)價(jià)格反常波動(dòng)。但總體上，此類極端情況是十分罕見的。

3.4 小結(jié)

在市場(chǎng)需求平穩(wěn)、萎縮和旺盛3種情況下，獨(dú)立生產(chǎn)和集成生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)效益和優(yōu)化參數(shù)的對(duì)比分析表明：集成生產(chǎn)能夠更好地調(diào)整產(chǎn)品生產(chǎn)方案的組合以適應(yīng)產(chǎn)品需求的波動(dòng)，更好地控制產(chǎn)品庫存量降低庫存成本，實(shí)現(xiàn)物料、生產(chǎn)裝置的優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)相較于獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效益提升。特別地，在市場(chǎng)萎縮的情況下，集成生產(chǎn)系統(tǒng)能夠極大程度地減少企業(yè)損失，幫助企業(yè)控制庫存成本并進(jìn)行生產(chǎn)方案的調(diào)整，相較于獨(dú)立生產(chǎn)更有利于幫助企業(yè)渡過經(jīng)濟(jì)蕭條期；在市場(chǎng)平穩(wěn)和旺盛的情況下，集成生產(chǎn)也能夠通過裝置共用，控制庫存和調(diào)整生產(chǎn)方案等方式促進(jìn)生產(chǎn)總效益的提升。

4 結(jié) 論

本文討論了石化系統(tǒng)企業(yè)級(jí)優(yōu)化的命題，提出了獨(dú)立生產(chǎn)的石化企業(yè)集成生產(chǎn)的前提條件，保證了獨(dú)立企業(yè)集成生產(chǎn)的有效性；同時(shí)，提出了生產(chǎn)系統(tǒng)的集成方法，并建立集成生產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)劃優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。文章以某石化煉油廠、烯烴廠作為案例對(duì)象，研究了企業(yè)獨(dú)立生產(chǎn)和集成生產(chǎn)在市場(chǎng)需求平穩(wěn)、需求萎縮和需求旺盛3種典型情況下的生產(chǎn)效益情況。案例實(shí)踐表明，基于企業(yè)級(jí)優(yōu)化的集成生產(chǎn)在滿足一定前提條件時(shí)，具有集成優(yōu)化和聯(lián)合生產(chǎn)的商業(yè)價(jià)值；集成優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)裝置、緩存罐區(qū)站點(diǎn)、生產(chǎn)物料的共用和優(yōu)化配置，控制原料成本與庫存成本，促進(jìn)更優(yōu)的生產(chǎn)方案配置，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益的提升。

符 號(hào) 說 明

C——產(chǎn)品輸出站點(diǎn)集合 CDP——產(chǎn)品需求未滿足懲罰費(fèi)用，元 CHO——庫存管理費(fèi)用，元 COP——裝置加工費(fèi)用，元 CPRO——產(chǎn)品銷售費(fèi)用，元 CPUR——原料購買費(fèi)用，元 CTS——物料運(yùn)輸費(fèi)用，元 DEMcm,t——物料cm在生產(chǎn)周期t的需求量，噸 DPCcm——產(chǎn)品cm在未滿足需求時(shí)單位物料量的懲罰費(fèi)用 DPQcm,t——產(chǎn)品cm在時(shí)間t內(nèi)的未滿足量，噸 DQcm,t——產(chǎn)品cm在時(shí)間t內(nèi)的需求量，噸 HCu,cm, t——裝置u對(duì)物料cm在時(shí)間t內(nèi)的庫存費(fèi)用，元 INum,cm——加工方案um中對(duì)應(yīng)物料cm的進(jìn)料比例 MOu——裝置u的所有加工方案集合 MOIu——裝置u加工方案信息集合 MOQu,um,t——裝置u處于方案um時(shí)在時(shí)間t內(nèi)的加工量，噸 MQout,in,mv,cm,t——從出側(cè)線out到進(jìn)側(cè)線in的移動(dòng)mv在時(shí)間t內(nèi)的物料cm的流量，噸 MT——所有物料集合 MTc——所有產(chǎn)品物料集合 MTR——所有原料物料集合 MTs——所有站點(diǎn)s物料集合 MTss——存儲(chǔ)站點(diǎn)SS物料集合 MTtk——罐區(qū)TK物料集合 MV——生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部移動(dòng)運(yùn)輸集合 OBJ——優(yōu)化目標(biāo)，即生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，元 OCu——加工裝置u的加工單價(jià)，元 Pcm——物料cm的單價(jià)，元 R——原料供應(yīng)點(diǎn)（供應(yīng)商）集合 RQcm,t——原料rm在時(shí)間t內(nèi)的采購量，噸 RUNu,um,t——裝置u在加工方案m下于時(shí)間t內(nèi)的加工次數(shù)，次 S——進(jìn)出廠站點(diǎn)集合 SM——分匯流點(diǎn)集合 SMm——匯流點(diǎn)集合 SMs——分流點(diǎn)集合 SQu,cm,t——存儲(chǔ)站點(diǎn)u在時(shí)間t內(nèi)物料cm的存儲(chǔ)量，噸 SS——存儲(chǔ)站點(diǎn)集合 ST——側(cè)線集合 STi——進(jìn)側(cè)線集合 STo——出側(cè)線集合 STu——生產(chǎn)裝置u的側(cè)線集合 STRIQno,in,cm,t——節(jié)點(diǎn)no(裝置，站點(diǎn)或者分匯流點(diǎn))的進(jìn)側(cè)線st在時(shí)間t內(nèi)，進(jìn)側(cè)線上的物料cm的流量，噸 STROQno,st,cm,t——節(jié)點(diǎn)no(裝置，站點(diǎn)或者分匯流點(diǎn))的出側(cè)線st在時(shí)間t內(nèi)，出側(cè)線上物料cm的流量，噸 STRQno,st,cm,t——節(jié)點(diǎn)no（裝置，站點(diǎn)或者分匯流點(diǎn))的側(cè)線st上在時(shí)間t內(nèi)，側(cè)線上物料cm的流量，噸 T——生產(chǎn)周期時(shí)間集合 TCts——運(yùn)輸移動(dòng)ts的運(yùn)送單價(jià)，元 TK——存儲(chǔ)罐區(qū)集合 TQu,cm,t——存儲(chǔ)罐區(qū)u在時(shí)間t內(nèi)物料cm的存儲(chǔ)量，噸 TR——生產(chǎn)系統(tǒng)邊界移動(dòng)運(yùn)輸集合 TRQout,in,ts,cm,t——從出側(cè)線out到進(jìn)側(cè)線in的移動(dòng)運(yùn)輸ts在時(shí)間t內(nèi)的物料cm的流量，噸 U——加工裝置集合 UQu,t——裝置u在時(shí)間t內(nèi)的加工量，噸 YIEum,cm——加工方案um中對(duì)應(yīng)物料cm的產(chǎn)率 上角標(biāo) ini——初始值 lb——下限 up——上限 下角標(biāo) cm——物料 in——進(jìn)側(cè)線 mv——移動(dòng) no——節(jié)點(diǎn) out ——出側(cè)線 rm——原料 s——站點(diǎn) st——側(cè)線 t——時(shí)間周期 tk——存儲(chǔ)罐 ts——運(yùn)輸 u——裝置 um——裝置加工方案

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Optimized model and application of integrated logistics planning for petrochemical enterprises

ZHANG Pengfei, WANG Zihao, RONG Gang, FENG Yiping

(State Key Laboratory of Industrial Control Technology, Institute of Cyber-System and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China)

The synergetic production among upstream and downstream enterprises is a critical step toward supply chain optimization across petrochemical industry. However, because of complexity and independent design of petrochemical process, such a synergetic operation between facilities is available only in a few conglomerate corporations with coordinated manufacturing systems. An optimized model for integrated logistic planning in independently operating petrochemical companies was proposed on a basis of current supply chain model of independent refinery and olefin plants. In this mixed-integer linear programming (MILP) model, maximum operation profit was targeted as optimization condition and analyzed in three scenarios corresponding to normal, depressed and active marketing demands. Results of case study showed that, compared to independent operations, the integrated optimization and united operation among petrochemical companies could reduce material storage and overall cost, improve resource allocation, and increase operation profit.

petrochemical industry; integration; optimization; enterprise-wide optimization; MILP; operation profit

2016-03-24.

Prof.RONG Gang, grong@zju.edu.cn

10.11949/j.issn.0438-1157.20160338

TQ 021.8

A

0438—1157（2016）11—4678—11

張鵬飛（1992—），男，碩士研究生。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012CB720500）。

2016-03-24收到初稿，2016-07-29收到修改稿。

聯(lián)系人：榮岡。

supported by the National Basic Research Program of China (2012CB720500).