油气储运工程最优化概述优秀课件

3）系统是具有一定功能的整体，系统的总功能不等于各个部分 功能的简单的迭加，系统的整体功能大于各部分的功能之和。
4）系统存在于一定的环境中，系统与环境之间存在相互作用， 系统与环境的划分是相对的，对于一个系统是环境，而对于另一 个系统而言可能是其中的一部分。
概述
2、系统分析法——包括以下内容：
1）确定所研究系统的范围及其所处的环境。
如：一条长输管道的优化运行问题，要确定研究的是管道系统 本身，还是与油田、炼厂统一起来考虑，两种情况就不一样。
2）确定系统的组成部分、结构、功能、目的、各部分的功能和 内部规律。
如：长输管道系统，要确定有几个泵站？几个加热站？各站有 几台泵？最大和最小输油能力？每个站有几台加热炉？发热能 力如何？泵与站的关系如何？是先炉后泵还是先泵后炉？设备 与管道的承压能力如何？等等………
概述
3）明确系统各个部分之间的关系及整个系统与环境之间 的联系。 4）在上述分析的基础上，确定问题的决策变量及评价方 案优劣的标准（即目标函数）。 如长输管道优化运行问题中的进站油温为决策变量等.
概述
什么是最优化原理与方法
实践表明，随着科学技术的日益进步和生产经营的日益发展， 最优化方法已成为现代管理科学的重要理论基础和不可缺少的 方法，被人们广泛地应用到公共管理、经济管理、国防等各个 领域，发挥着越来越重要的作用。
本章将介绍最优化方法的研究对象、特点，以及最优化方法模 型的建立和模型的分析、求解、应用。主要是线性规划问题的 模型、求解（线性规划问题的单纯形解法）及其应用――运输 问题；以及动态规划的模型、求解、应用――资源分配问题。
概述
课程介绍
本课程讲述油田勘探、开发、石油化工以及生产管理中的 最优化数学模型。
通过对本课程的讲述，能使学生对线性规划、非线性规划、 动态规划的有关知识有所了解。
在线性规划部分里，介绍线性规划的基本理论、单纯形方 法、对偶理论、整数规划和应用举例；
非线性规划部分包括无约束问题的最优化原理、单变量和 多变量的最优化算法；
（3）目标函数。 这是作为系统决策变量的一个数学函数来衡量系统的效率，即系
统追求的目标。
概述
建立数学模型的基础——系统分析
1、系统----由相互联系的若干部分构成的具有一定功能的整体。
如：埋地热油管道系统（管线、泵站、加热站、原油）
系统基本特征：
1）系统由若干部分组成，每一部分具有特定的功能。
2）系统中的各个要素之间相互制约、联系和作用。
（2）最大化问题：以一定的资源消耗达到最大的效益。
建立最优化问题数学模型的三要素：
（1）决策变量和参数。 决策变量是由数学模型的解确定的未知数。参数表示系统的控制
变量，有确定性的也有随机性的。
（2）约束或限制条件。 由于现实系统的客观物质条件限制，模型必须包括把决策变量限制
在它们可行值之内的约束条件，而这通常是用约束的数学函数形式来表 示的。
油气储运工程最优化概述
最优化？
最大 or 最小
Operations Research
运筹学
概述
目录
第一章 线性规划的基本概念及基本原理 第二章 线性规划求解的基本方法 第三章 对偶线性规划问题 第四章 整数线性规划 第六章 非线性规划问题及其数学基础 第七章 单变量函数的寻优方法 第八章 无约束条件下多变量函数的寻优方法 第十一章 动态规划方法简介
同时介绍了动态规划的基本概念和常用算法。
概述
什么是最优化原理与方法
最优化原理可这样阐述：一个最优化策略具有这样的性质，不 论过去状态和决策如何，对前面的决策所形成的状态而言，余 下的诸决策必须构成最优策略。简而言之，一个最优化策略的 子策略总是最优的。一个问题满足最优化原理又称其具有最优 子结构性质。 最优化方法（也称做运筹学方法）是近几十年形成的，它主要 运用数学方法研究各种系统的优化途径及方案，为决策者提供 科学决策的依据。最优化方法的主要研究对象是各种有组织系 统的管理问题及其生产经营活动。最优化方法的目的在于针对 所研究的系统，求得一个合理运用人力、物力和财力的最佳方 案，发挥和提高系统的效能及效益，最终达到系统的最优目标。
Koopmans contributed significantly to the solution of transportation problems.
Kantorovich and Koopmans were awarded a Nobel Prize in economics in 1975 for their work on the theory of optimal allocation of resources
概述
油气储运系统优化设计思路
最优化问题：如何从可行方案中找出最优方案的问题
可行方案：一个方案能达到预定的目的；满足约束条件。 最优方案：可行方案中最好的方案，达到最优的效果。
最优化所包含两层含义： （1）寻找最优方案的过程
数学 （2）由最优方案产生的效果
按性质分类：
极值或条件极值
（1）最小化问题：用最小的资源消耗完成规定的任务。
参考课程
概述
教材：
《最优化应用技术》卢名高编 石油工业出版社 2002年11月第2版
参考资料:
① 安家荣编，油气储运系统最优化，校内教材 ② 范鸣玉编，最优化技术基础，清华大学出版社 ③ 运筹学，清华大学出版社 ④ 《优化设计及应用》孙国正主编 人民交通出版社 ⑤ 《优化技术及其应用》何献忠编 北京理工大学出版社 ⑥ Matlab Optimization Toolbox User’s Guide 软件工具: Matlab C/C++/C#/Java…
参考文献:
参考课程（MIT Open Course）
课程安排 授课：1-14周 编程：4学时
成绩 考试：80% 平时：20%
In 1939, Kantorovich presented a number of solutions to some problems related to production and transportation planning. During World War II,