工业共生网络的多层次集成建模研究

针对日益关注的石油化工产业可持续发展问题，本课题探索运用过程系统工程理论和方法，研究工业共生网络的系统分析、建模和集成模拟问题。.研究内容包括：（1）基于"压力－状态－响应"框架抽提评价指标，面向过程－企业－园区建立资源－环境－经济因素的多层次综合评价指标体系；（2）剖析共生网络物质和能量流的层次结构，以需求流为驱动，分析各层次之间物质和能量流动变化的关联特征，建立相应的转换模型；（3）建立基于Petri 网的工业共生网络层次模型，并对关键节点、关键关系进行聚类，建立工业共生网络的顺序、并行、选择和循环四类路径模型，并辨识其共生机理；（4）以ECSS 系统为底层模型，在Matlab/Simulink 环境下建立工业共生网络层次模型，通过对四类路径模型模拟，结合某石油化工产业园案例进行工业共生网络运行效果分析。.研究结果期望为石油化工生态化发展提供理论支持。

针对日益关注的化工产业可持续发展问题，本课题以“煤-焦炭-电石-PVC-水泥”和合成气为核心的联产联供系统为案例，研究工业共生网络的系统分析、建模和集成模拟问题。主要内容如下：（1）研究产业系统与资源－能源－环境构成的复杂系统之间的交互作用，基于“压力—状态—响应”框架模型分析系统资源效率、能源效率及环境性能指标，提出多层次综合指标评价方法。（2）建立模块化宏结构模型，以此建立基于质量平衡、火用平衡和成本平衡的过程数学模型。提出考虑环境成本的基于矩阵模式的火用经济分析方法。揭示其系统内产品的单位火用经济成本的形成过程及其变化规律，为揭示系统产品的真实成本进行有益的探索。（3）着眼于系统内可能发生的资源、能量等各个状态的变化，提出顺序、并行、选择和循环四类路径模型，并构建系统Petri网模型。（4）分析工业共生网络与资源－环境－经济因素的互动关系，构建包括经济子系统、环境子系统等部分的系统动力学模型，分析了产业系统的资源、环境、经济属性随时间变化关系。