过程系统综合是指按照规定的系统特性,寻求所需要的系统结构及其各子系统的性能,并使系统按规定的目标进行优化组合。它是过程系统工程学的核心内容,是过程系统设计的关键。随着近年来在过程集成设计中需要同时考虑环境性、经济性和可操作性等因素,化工过程的多目标优化综合成为一个重要的研究课题。多目标过程优化综合问题为多目标混合整数非线性规划模型的求解。多目标优化问题与单目标优化不同,多目标优化问题的特点是极少存在绝对最优解,而是存在一个非劣解集(Pareto解集),多目标优化技术的主要目的就是寻求Pareto解集中的一个或多个满意解。求解方法主要有数学规划法和多目标进化算法。以多目标遗传算法为代表的进化算法被认为特别适合求解此类问题。遗传算法大多用于单目标问题的优化,近十几年来将遗传算法应用到多目标优化的研究得到了很大的发展。 本文在充分研究了多目标过程优化综合方法的基础上,在化工通用模拟软件ECSS—化工之星平台上开发了一个多目标化工过程优化综合系统。本系统采用遗传算法。 本系统对精英保留的非劣排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ)进行了改进,针对化工过程的模型特点,对改进的精英保留的非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)在过程综合中的应用研究进行了讨论,并认为该算法应是求解此类问题的有效算法。 本文开发了具有多目标优化综合功能的模块,将该模块集成于化工模拟软件ECSS—化工之星,为过程优化综合提供了方便而可靠的平台,实现过程模拟软件的过程优化综合功能,满足用户对化工过程多目标优化综合的需要。