SCI和EI收录∣中国化工学会会刊

   

Analysis on Refinery System as a Complex Task-resource Network

  

  • Received:2011-07-20 Revised:2012-04-03 Online:2012-07-06

Analysis on Refinery System as a Complex Task-resource Network

刘苏昱1,荣冈2,3   

  1. 1. 浙江大学控制系智能系统与控制研究所
    2. 浙江大学工控所工业控制技术国家重点实验室
    3. 浙江大学工控所工业控制技术国家重点实验室;浙江大学控制科学与工程系
  • 通讯作者: 刘苏昱

Abstract: 本文从复杂网络的角度分析炼油系统中任务-资源网络的拓扑结构。该定向加权的任务-资源网络根据实际炼油系统构建,其中节点代表炼油系统中的各子任务,边代表完成相应任务所需要的资源。通过对该网络的结构特性(如节点度分布、强度分布等)分析,首先发现炼油系统任务-资源网络具复杂系统中普遍存在的异质性。其次,节点的结构特性与其在系统中承担的任务有关。这不仅说明设计需求和过程生产规则促使了结构异质性的产生,同时提出结构特性可作为判断节点(任务)重要程度的指标,为决策过程提供辅助信息。另外,网络结构与权重信息间的关系表明,生产方案同样会对系统任务-资源网络产生影响。在此基础上,提出串级错误模型,用以分析炼油系统在某些子任务失效时的工作性能。两种运行能力冗余设计策略的比较说明,考虑系统异质性的设计策略,能够保证炼油系统在一定成本下性能更稳定。这一现象进一步体现了炼油系统任务-资源网络中的构效关系,同时也提出了复杂网络研究方法在过程系统工程中的潜在应用。

摘要: 本文从复杂网络的角度分析炼油系统中任务-资源网络的拓扑结构。该定向加权的任务-资源网络根据实际炼油系统构建,其中节点代表炼油系统中的各子任务,边代表完成相应任务所需要的资源。通过对该网络的结构特性(如节点度分布、强度分布等)分析,首先发现炼油系统任务-资源网络具复杂系统中普遍存在的异质性。其次,节点的结构特性与其在系统中承担的任务有关。这不仅说明设计需求和过程生产规则促使了结构异质性的产生,同时提出结构特性可作为判断节点(任务)重要程度的指标,为决策过程提供辅助信息。另外,网络结构与权重信息间的关系表明,生产方案同样会对系统任务-资源网络产生影响。在此基础上,提出串级错误模型,用以分析炼油系统在某些子任务失效时的工作性能。两种运行能力冗余设计策略的比较说明,考虑系统异质性的设计策略,能够保证炼油系统在一定成本下性能更稳定。这一现象进一步体现了炼油系统任务-资源网络中的构效关系,同时也提出了复杂网络研究方法在过程系统工程中的潜在应用。

关键词: 复杂网络, 炼油系统, 构效关系, 异质性, 鲁棒性

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