臺灣博碩士論文加值系統

本研究的主要目的為建立批式製程水網路之通用混整數非線性模式，使其成為可降低工廠設備操作成本並增加用水效率的設計工具。過去的研究大多分別探討批次排程、程序用水系統及廢水處理系統的最適化問題，但在本研究中，我們整合了三者在同一數學規劃模式中，不但可適當的考慮其間交互之影響，也可因此獲得更優越的整體設計。具體設計內容包含短期生產排程設計、緩衝槽數量及大小的選擇、水網路管線的實際管線結構及操作策略等。此外，我們也運用適當之邏輯限制式策略性地調整網路結構，並利用一系列的範例來展示此模式之有效性。

A　general　mixed-integer　nonlinear　programming　model　(MINLP)　is　developed　in　this　study　to　synthesize　water　networks　in　batch　processes.　The　proposed　model　formulation　is　believed　to　be　superior　to　the　available　ones.　In　the　past,　the　tasks　of　optimizing　batch　schedules,　process　water　reuse　subsystems　and　wastewater　treatment　subsystems　were　performed　individually.　In　this　study,　all　three　optimization　problems　are　incorporated　in　the　same　mathematical　programming　model.　By　properly　addressing　the　issue　of　interaction　between　subsystems,　better　overall　designs　can　be　generated.　The　resulting　design　specifications　include:　the　short-term　production　schedule,　the　number　and　sizes　of　buffer　tanks,　the　physical　configuration　of　pipeline　network,　and　the　operating　policies　of　water　flows.　The　network　structure　can　also　be　strategically　manipulated　by　imposing　suitable　logic　constraints.　A　series　of　illustrative　examples　are　presented　to　demonstrate　the　effectiveness　of　the　proposed　approach.

第一章　緒論　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1
第二章　批式製程整廠水網路的最佳設計　　　　　　　　　　　　9
　2.1　生產排程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　9
　　2.1.1　狀態-任務網路 (State-Task Network, STN) 　　10
　　2.1.2　時間的劃分　　　　　　　　　　　　　　　　　11
　　2.1.3　符號說明　　　　　　　　　　　　　　　　　　11
　　2.1.4　數學規劃模式　　　　　　　　　　　　　　　　13
　　2.1.5　例題一　　　　　　　　　　　　　　　　　　　16
　2.2　程序用水網路設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　21
　　2.2.1　集合　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　21
　　2.2.2　超結構　　　　　　　　　　　　　　　　　　　22
　　2.2.3　數學規劃模式　　　　　　　　　　　　　　　　24
　　2.2.4　例題二　　　　　　　　　　　　　　　　　　　33
　　2.2.5　例題三　　　　　　　　　　　　　　　　　　　52
　2.3　廢水處理網路設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　59
　　2.3.1　集合　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　59
　　2.3.2　超結構　　　　　　　　　　　　　　　　　　　60
　　2.3.3　數學規劃模式　　　　　　　　　　　　　　　　61
　　2.3.4　例題四　　　　　　　　　　　　　　　　　　　65
第三章　水網路的整合　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　83
　3.1　程序用水網路與廢水處理網路之整合　　　　　　　　　　　83
　　3.1.1　集合定義　　　　　　　　　　　　　　　　　　83
　　3.1.2　超結構的建構步驟　　　　　　　　　　　　　　83
　　3.1.3　數學規劃模式　　　　　　　　　　　　　　　　85
　　3.1.4　例題五　　　　　　　　　　　　　　　　　　　85
　　3.1.5　例題六　　　　　　　　　　　　　　　　　　　89
　3.2　生產排程及用水網路設計之整合　　　　　　　　　　　　　111
　　3.2.1　基本架構　　　　　　　　　　　　　　　　　　111
　　3.2.2　例題七　　　　　　　　　　　　　　　　　　　111
　3.3　生產排程、程序用水網路及廢水處理網路之整合設計　　　　117
　　3.3.1　基本架構　　　　　　　　　　　　　　　　　　117
　　3.3.2　例題八　　　　　　　　　　　　　　　　　　　117
第四章　結論與展望　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　123
參考文獻　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　125

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