|
DOI: 10.14489/vkit.2023.01.pp.027-034
Зуга И. М., Хомченко В. Г.
МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ В ЗАДАЧЕ ОПТИМИЗАЦИИ СХЕМ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА ГЕНЕРАЛЬНЫХ ПЛАНАХ НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ И ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
(c. 27-34)
Аннотация. Предложена модификация метода дифференциальной эволюции применительно к синтезу оптимальных схем расположения на отведенной территории производственных объектов предприятий нефтегазоперерабатывающих и химических отраслей промышленности. Введено понятие двухэлементного (двухдольного) гена как частного случая р-элементного (р-дольного) гена, представляющего собой кортеж атрибутов объекта, являющихся в данном случае координатами расположения центра геометрического образа его основания. В целях проверки работоспособности разработанной модификации метода дифференциальной эволюции и созданного на ее основе алгоритма проведен ряд численных экспериментов, подтвердивших эффективность предложенной модификации для поиска оптимальных схем расположения производственных объектов нефтегазоперерабатывающих и химических предприятий.
Ключевые слова: генеральные планы; схемы расположения производственных объектов; коммуникационные связи; оптимизация; метод дифференциальной эволюции.
Zuga I. M., Khomchenko V. G.
MODIFIED METHOD OF DIFFERENTIAL EVOLUTION TO OPTIMIZE FACILITIES LAYOUTS ON MASTER PLOT PLANS OF OIL AND GAS PROCESSING AND CHEMICAL ENTERPRISES
(pp. 27-34)
Abstract. The paper proposes a modification of the differential evolution method with regard to the synthesis of optimal layouts on the allotted territory for production facilities of oil and gas processing and chemical enterprises. The concept of a two-element (bipartite) gene is introduced as a special case of a p-element (p-partite) gene, which is a tuple of facility attributes, which are in this case the coordinates to locate the center of geometric image of its foundation. The method modification is intended to design facilities layouts at the initial stage of developing master plot plans for enterprises in conditions of incomplete information on the length of pipelines and costs of their implementation. The objective function is represented as a linear combination of the quality criterion for object layouts and a penalty function that expresses the requirements for the minimum allowable regulated distances in light between facilities. The criterion for evaluating the quality of layouts is the sum of the cost levels for the creation and operation of communication routes between facilities. Cost levels are calculated as the product of specific cost levels by the Euclidean distance between the centers of the geometric images of the facilities bases.
Keywords: Master plot plans; Production facilities layouts; Interconnections; Optimization; Differential evolution method.
И. М. Зуга (ПАО «ОНХП», Омск, Россия)
В. Г. Хомченко (Омский государственный технический университет, Омск, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
I. M. Zuga (PAO ONHP, Omsk, Russia)
V. G. Khomchenko (Omsk State Technical University, Omsk, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Price K. V., Storn R. M., Lampinen J. A. Differential Evolution. A Practical Approach to Global Optimization. Leipzig: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. 539 p.
2. Storn R. Differential Evolution Design of an IIR-Filter // IEEE International Conference on Evolutionary Computation. 1996. P. 268 – 273.
3. Storn R., Price K. Differential Evolution – A Fast and Efficient Heuristic for Global Optimization over Continuous Spaces // Journal of Global Optimization. 1997. No. 11. P. 341 – 359.
4. Zhang X. Y., Duan H. B., Yu Y. X. Receding Horizon Control for Multi-UAVs Close Formation Control Based on Differential Evolution // Science China. Information Sciences. 2010. V. 53, No. 2. P. 223 – 235.
5. Robic T., Fillipic B. DEMO: Differential Evolution for Multiobjective Optimization // Proc. of the Third International Conference on Evolutionary Multi-Criterion Optimization. 2005. P. 520 – 533.
6. Пупков К. А., Феоктистов В. А. Алгоритм дифференциальной эволюции для задач технического проектирования // Информационные технологии. 2004. № 8. С. 25 – 31.
7. Гладков Л. А., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Генетические алгоритмы: учебник. М.: Физматлит, 2010. 368 с.
8. Курейчик В. В., Курейчик В. М., Родзин С. И. Теория эволюционных вычислений: монография. М.: Физматлит, 2012. 260 с.
9. Соболь И. М., Статников Р. В. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Дрофа, 2006. 175 с.
10. Малыгин Е. Н., Егоров С. Я., Громов М. С. Информационная система компоновки оборудования промышленных производств // Информационные системы и процессы. 2006. № 4. С. 55 – 59.
11. Егоров С. Я., Немтинов В. А., Громов М. С. Автоматизация компоновки оборудования в цехах ангарного типа. Ч. 1. Размещение технологического оборудования // Химическая промышленность. 2003. № 8. С. 21 – 28.
12. Забудский Г. Г., Лагздин А. Ю. Алгоритм решения квадратичной задачи о назначениях с минимальными критериями на дереве // Динамика систем, механизмов и машин: материалы 7-й Междунар. науч.-техн. конф. 10 – 12 ноября 2009. Кн. 3. С. 23 – 27.
13. Зуга И. М., Хомченко В. Г. Автоматизированное проектирование схем размещения объектов предприятий из условия минимизации коммуникационных затрат // Омский научный вестник. 2009. № 3(83). С. 96 – 99.
14. Зуга И. М., Хомченко В. Г. К проектированию схем размещения объектов предприятий нефтегазового комплекса // Нефтепереработка-2009: материалы Между-нар. науч.-практ. конф. 2009. С. 25–26.
15. Зуга И. М., Хомченко В. Г. Математическая модель и алгоритм автоматизированного проектирования схем размещения объектов из условий минимизации коммуникационных затрат // Динамика систем, механизмов и машин. 2009. № 3. С. 35 – 38.
16. Кафаров В. В., Мешалкин В. П. Проектирование и расчет оптимальных систем технологических трубопроводов. М.: Химия, 1991. 368 с.
1. Price K. V., Storn R. M., Lampinen J. A. (2005). Differential Evolution. A Practical Approach to Global Optimization. Leipzig: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
2. Storn R. (1996). Differential Evolution Design of an IIR-Filter. IEEE International Conference on Evolutionary Computation, pp. 268 – 273.
3. Storn R., Price K. (1997). Differential Evolution – A Fast and Efficient Heuristic for Global Optimization over Continuous Spaces. Journal of Global Optimization, (11), pp. 341 – 359.
4. Zhang X. Y., Duan H. B., Yu Y. X. (2010). Receding Horizon Control for Multi-UAVs Close Formation Control Based on Differential Evolution. Science China. Information Sciences, Vol. 53, (2), pp. 223 – 235.
5. Robic T., Fillipic B. (2005). DEMO: Differential Evolution for Multiobjective Optimization. Proceedings of the Third International Conference on Evolutionary Multi-Criterion Optimization, pp. 520 – 533.
6. Pupkov K. A., Feoktistov V. A. (2004). Differential evolution algorithm for engineering design problems. Informatsionnye tekhnologii, (8), pp. 25 – 31. [in Russian language]
7. Gladkov L. A., Kureychik V. V., Kureychik V. M. (2010). Genetic algorithms: textbook. Moscow: Fizmatlit. [in Russian language]
8. Kureychik V. V., Kureychik V. M., Rodzin S. I. (2012). Theory of evolutionary computing: monograph. Moscow: Fizmatlit. [in Russian language]
9. Sobol' I. M., Statnikov R. V. (2006). Choice of optimal parameters in problems with many criteria. Moscow: Drofa. [in Russian language]
10. Malygin E. N., Egorov S. Ya., Gromov M. S. (2006). Industrial equipment layout information system. Informatsionnye sistemy i protsessy, (4), pp. 55 – 59. [in Russian language]
11. Egorov S. Ya., Nemtinov V. A., Gromov M. S. (2003). Automation of equipment layout in hangar-type workshops. Part 1. Placement of technological equipment. Himicheskaya promyshlennost', (8), pp. 21 – 28. [in Russian language]
12. Zabudskiy G. G., Lagzdin A. Yu. (2009). Algorithm for Solving a Quadratic Assignment Problem with Minimum Criteria on a Tree. Dynamics of systems, mechanisms and machines: materials of the 7th International Scientific and Technical Conference, book 3, pp. 23 – 27. [in Russian language]
13. Zuga I. M., Homchenko V. G. (2009). Computeraided design of layouts for enterprise facilities based on the condition of minimizing communication costs. Omskiy nauchniy vestnik, 83(3), pp. 96 – 99. [in Russian language]
14. Zuga I. M., Homchenko V. G. (2009). To the design of layout schemes for facilities of oil and gas enterprises. Oil refining-2009: materials of the International scientific-practical conference, pp. 25–26. [in Russian language]
15. Zuga I. M., Homchenko V. G. (2009). Mathematical model and algorithm for computeraided design of object layouts from the conditions of minimizing communication costs. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines: Proceedings of the VII International Scientific and Technical Conference, book 3, pp. 35 – 38. [in Russian language]
16. Kafarov V. V., Meshalkin V. P. (1991). Design and calculation of optimal systems of technological pipelines. Moscow: Himiya. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2023.01.pp.027-034
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2023.01.pp.027-034
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»