冶金過程系統(tǒng)優(yōu)化(metallurgicalprocesssystemoptimization)

對某冶金全流程提供全面了解和選擇，確定關(guān)鍵性參數(shù)的方法，它是以冶金過程單元模化和系統(tǒng)模化工作為基礎(chǔ)的（見冶金過程計(jì)算機(jī)模擬）。

冶金過程一般是高溫、多相的復(fù)雜過程，尤其是處理復(fù)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(fā)體系。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化工作將有助于這類新過程的開發(fā)、舊流程的改造，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)和最優(yōu)控制。

冶金過程系統(tǒng)優(yōu)化可分為兩方面：系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的最優(yōu)控制。

系統(tǒng)最優(yōu)控制解決的問題是：保證設(shè)計(jì)中所確定的操作條件得以正確地最佳地實(shí)現(xiàn)。最優(yōu)控制可以是一個具體的體系，如反應(yīng)器、塔群；也可以是一個大系統(tǒng)，例如整個聯(lián)合企業(yè)的一個綜合問題。例如在瑞典布利登（Boliden）有個冶煉銅、鉛、鋅聯(lián)合企業(yè)，由于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(yè)內(nèi)各廠SO2產(chǎn)生情況與回收情況動態(tài)控制模型，據(jù)此，計(jì)算機(jī)安排各廠最佳的允許生產(chǎn)量。

系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)某一單一目標(biāo)或多因素復(fù)合目標(biāo)函數(shù)（通常反映經(jīng)濟(jì)性如利潤、成本、產(chǎn)率等）為最小（或最大），則此項(xiàng)設(shè)計(jì)就稱為最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

計(jì)解決的問題可以是大系統(tǒng)的最優(yōu)安排、組合，也可以是針對某子系統(tǒng)按生產(chǎn)的要求確定其裝置及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，原料配比和操作條件。如果在設(shè)計(jì)中考慮了滿足各項(xiàng)約束條件下使得預(yù)先選定的單目標(biāo)和多目標(biāo)優(yōu)化如果所要追求的是一個目標(biāo)(例如成本)的函數(shù)則為單目標(biāo)優(yōu)化問題；如果包括許多因素，則為多目標(biāo)優(yōu)化。在多目標(biāo)優(yōu)化過程中，可根據(jù)對每一目標(biāo)的重要性進(jìn)行加權(quán)處理。例如為開發(fā)復(fù)雜共生礦綜合利用新流程時(shí)，需進(jìn)行全系統(tǒng)詳細(xì)的物料平衡、熱平衡分析計(jì)算以確定各個關(guān)鍵性工藝參數(shù)，從而對現(xiàn)行的和正在研究的幾種流程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，最后選擇最優(yōu)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(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)化冶金過程由于其復(fù)雜性往往按過程特點(diǎn)又可分為復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)化（如復(fù)雜礦綜合利用流程分析），多級串聯(lián)系統(tǒng)的最優(yōu)化（如稀土混合物的萃取分離），連續(xù)系統(tǒng)的最優(yōu)化（如高爐冶煉、流態(tài)化還原鐵礦石）等三大類。

解決復(fù)雜系統(tǒng)的最優(yōu)化問題十分困難，常常需采用適當(dāng)?shù)姆纸夥椒▽⑦@類復(fù)雜系統(tǒng)簡化處理，先將整個系統(tǒng)分解成若干個子系統(tǒng)，在逐一對其進(jìn)行最優(yōu)化的基礎(chǔ)上加以協(xié)調(diào)，使之逐步逼近整個系統(tǒng)的最優(yōu)解。合理的分解乃是關(guān)鍵的一步。