冶金過程系統優化

　　對某冶金全流程提供全面瞭解和選擇，確定關鍵性參數的方法，它是以冶金過程單元模化和系統模化工作為基礎的（見冶金過程電腦類比）。

　　冶金過程一般是高溫、多相的複雜過程，尤其是處理複雜礦石綜合回收各種有用金屬，以及近年來興起的冶金、能源綜合開發體系。電腦系統優化工作將有助於這類新過程的開發、舊流程的改造，以實現最優設計和最優控制。

　　冶金過程系統優化可分為兩方面：系統的最優設計與系統的最優控控制。

　　系統最優控制　解決的問題是：保證設計中所確定的操作條件得以正確地最佳地實現。最優控制可以是一個具體的體系，如反應器、塔群；也可以是一個大系統，例如整個聯合企業的一個綜合問題。例如在瑞典佈利登（Boliden）有個冶煉銅、鉛、鋅聯合企業，由於有一個重要約束條件，即不允許SO₂排放至大氣，所以有一個全企業內各廠SO₂產生情況與回收情況動態控制模型，據此，計算機安排各廠最佳的允許生產量。

　　系統最優設計　解決的問題可以是大系統的最優安排、組合，也可以是針對某子系統按生產的要求確定其裝置及系統的結構，原料配比和操作條件。如果在設計中考慮瞭滿足各項約束條件下使得預先選定的某一單一目標或多因素復合目標函數（通常反映經濟性如利潤、成本、產率等）為最小（或最大），則此項設計就稱為最優化設計。

　　單目標和多目標優化　如果所要追求的是一個目標(例如成本)的函數則為單目標優化問題；如果包括許多因素，則為多目標優化。在多目標優化過程中，可根據對每一目標的重要性進行加權處理。例如為開發復雜共生礦綜合利用新流程時，需進行全系統詳細的物料平衡、熱平衡分析計算以確定各個關鍵性工藝參數，從而對現行的和正在研究的幾種流程進行技術經濟分析，最後選擇最優方案。在此是以全流程的總利潤、投資、能耗、各種金屬收得率等因素為多目標進行優化。

　　復雜系統的最優化　冶金過程由於其復雜性往往按過程特點又可分為復雜系統的最優化（如復雜礦綜合利用流程分析），多級串聯系統的最優化（如稀土混合物的萃取分離），連續系統的最優化（如高爐冶煉、流態化還原鐵礦石）等三大類。

　　解決復雜系統的最優化問題十分困難，常常需采用適當的分解方法將這類復雜系統簡化處理，先將整個系統分解成若幹個子系統，在逐一對其進行最優化的基礎上加以協調，使之逐步逼近整個系統的最優解。合理的分解乃是關鍵的一步。

　　

參考書目

　I.R.Cottle et al.，Optimization Methods，Proceedings of N ATO Conference on Optimization Methods for Resource Allocation，University Press，London，1974.