一种大型生产性企业动态综合收益控制系统 本发明涉及一种企业经营决策系统，主要是应用于大型石化、医药及化工等行业的一种大型生产性企业动态综合收益控制系统。
目前，对于生产系统是一个基于多重加工过程的、具有开环和闭环的、面向多原料多产品的大型输入输出系统，在风险经营中极需要解决的问题是：在市场供需不断变化、物料价格经常波动的条件下，如何在众多可行的生产加工方案中便捷地找到利润最大化的方案，如何判断现有系统资源对市场需求的适应程度。从根本上说，这是一个系统利润最大化模型的建立、求解、灵敏度分析及其计算机程序设计的问题。
多年来，尽管人们就此类问题进行了长期的多角度的研究，提出了一系列模型和解法，然而，这些模型和解法并没有在大型石化企业中有效应用，其主要原因，一是模型通常过于复杂，影响因素过多而且难以确定，计算困难甚至不具有可计算性；二是模型一般仅限于解决简单输入输出系统的优化问题，没有考虑中间产品可能进入市场，系统存在闭环或开环等情况，不能满足市场条件下企业风险经营的具体要求。
本发明的目地是为了克服上述不足，而提供一种以生产系统抽象图为基础、建立符合生产特点的系统规划和求解模型，在众多可行的生产加工方案中便捷地找到利润最大化的方案的大型生产性企业动态综合收益控制系统。
本发明的解决方案，主要按以下步骤：1)、按生产系统的典型特征，抽象为一个以装置、储罐为节点，以管线为边的状态有向图；2)、用基本数据库来表述该状态有向图，同时，为了便于建立系统优化模型，可以对以基本数据库进行予处理，得到包含全部基本的中间数据库；3)、在系统自身能力(装置和储罐能力)的制约下考虑企业外部市场供需因素，建立以物料在系统中的流量为自变量的数学模型并求解，依此调整生产方案，以实现系统利润的最大化。
本发明还可按以下方案进一步完善。所述的管线是输送生产物料的载体，每个管线都输送一种确定的物料，每个管线的进口和出口都与确定编号的装置或储罐相连；无出口装置或储罐的关联中的物料是系统的原料(可以定义为出口编号为0)，无进口装置或储罐的关联中的物料是系统的产品(可以定义为进口编号为0)；系统原料和产品的价格通常是确定的；通常根据系统要求，可以限定系统加工的原料、产品或中间物料的品种及数量。
所述的装置是加工物料的基本单元，装置的进口和出口物料不同；装置加工物料时消耗固定成本和可变成本，其中固定成本在装置的一定加工范围内与加工数量无关，故在最优化模型中可以略去；装置有最大加工能力限制，所选择的加工方案不能大于这个能力，同时装置也有最低负荷限制，小于这个能力的生产方案通常也是不可行的；装置的主要加工物料(称为主料)是确定的，装置主料与各辅料、主料与各产品之间有一定的配比关系；装置与装置之间、装置与原料或产品之间，通常没有直接的关联。
所述的储罐是进行物料调和、物料储存的基本单元，通常储罐的进口和出口物料不变；储罐不消耗加工成本(或加工成本可以忽略)；储罐有储存能力的限制，储罐的进口总量与出口总量的差加上期侨汇量不能超过储罐的储存能力；同时出口总量与进口总量也不能超过上期侨汇量；储罐与储罐之间是可以直接关联的，但一般不可能有3个或3个以上储罐依次关联；储罐可以直接与原料或产品相关联；根据系统简化的需要，有些储罐可以是虚拟的。
根据系统的特征，通过设定系统的约束方程、系统目标函数方程及非负条件方程等构建数学模型。对系统优化模型的变量数和模型约束方程进行化简，经简化后，对目标函数式系统进行修正并求解，最终实现系统利润的最大化。
本发明的优点是：能根据原料价格、产品成本的波动和生产结构的变化，以及中间产品和中间原料的价格和运动状况，提供按现有资源约束下实现利润最大化的加工方案的决策支持。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。1)、按生产系统的典型特征，抽象为一个以装置、储罐为节点，以管线为边的状态有向图；2)、用基本数据库来表述该状态有向图，同时，为了便于建立系统优化模型，可以对以基本数据库进行予处理，得到包含全部基本的中间数据库；3)、在系统自身能力(装置和储罐能力)的制约下考虑企业外部市场供需因素，建立以物料在系统中的流量为自变量的数学模型并求解，依此调整生产方案，实现系统利润的最大化。扬子石化生产系统为例：石化生产系统状态有向图可以用3个基本数据库表述，即储罐能力和物料价格数据库、装置能力数据库和物料关联库。
为了便于建立系统优化模型，对以上基本数据进行予处理，得到包含全部基本信息的中间数据库，即产品原料数据库、储罐平衡数据库、装置能力数据库和变量配比数据库，经最优化计算的结果分别存入计算2个结果数据库中。石化生产系统风险经营模型即：在系统自身能力(装置和储罐能力)的制约下，考虑企业外部市场供需因素，建立以物料在系统中的流量为自变量的数学模型并求解，依此调整生产方案，实现系统利润＝产品销售收入-(原料购买费用+装置可变成本)最大化。根据石化系统的特征，应有系统约束方程：1)装置经济运行约束方程；2)装置加工能力约束方程；3)储罐能力约束方程；4)储罐输入输出平衡约束方程；5)物料配比约束方程；得出实现系统利润最大化的目标函数式，综上，约束方程、目标函数式加上非负条件构成了系统风险经营数学模型。由于这是一个线性规划模型，理论上是可以运用单纯形法求出最优解、最优值，并进行灵敏度分析的。
系统风险经营模型的简化和修正：运用有向图模式描述扬子公司生产系统，可以得到由25套装置、86个储罐、280条关联的有向图。以280个变量分别代表各关联中物料的流量，代入方程，总计须建立368个约束方程，其中装置经济运行能约束方程(≥)：25个；装置加工能力约束方程(≤)：25个；储罐能力约束方程(≤)：86个；储罐输入输出平衡约束方程(≤)：86个；物料配比约束方程(＝)：178个。
为了运用单纯形法求解这个线性规划问题，须将原问题转化为标准形式，对于每个“≥”约束方程，应增设剩余变量和人工变量；即对于每个“≤”约束方程，应增设松弛变量；对于每个“＝”约束方程，应增设人工变量。这样，原问题的标准形式的变量数为：280+2×25+25+86+2×86+178＝791个
对于数据处理量如此庞大的复杂的线性规划问题，不但数据输入、输出十分繁杂，而且计算速度也难以接受。而面对储罐、装置、关联数都处于变化状态的开放性的动态的生产系统，又要求有一定的富余空间。因此，构成的数学模型必须进行化简和修正，否则是不可计算的。
系统优化模型的变量数是可以化简的。具体地，
1)物料配比约束方程反映的是各装置中主关联物料流量与其他关联物料流量的比例关系，与任何装置关联的物料流量，都可以用该装置主关联物料流量来表达。即将所有与装置相连的关联变量用该装置的主关联变量表达，可以使系统优化模型中的变量数大大减少。
2)对于只有单一出口的产品储罐，其产品的产量可以用进口方各关联流量之和来表达，同样，只有单一进口的原料储罐，其原料的耗费量可以用出口方各关联流量之和来表达，这样，可以将属于单一进出口的产品或原料的关联变量略去。
具体地，由于原模型的280条关联中，有178条与25个装置中的某个关联，有27条属于单一进出口的原料或产品的关联，故原问题变量数可化简为：280-(178-25)-27＝100个。
生产系统风险经营模型约束方程也可以化简。具体地，1)考虑到物料配比约束方程所限定的与装置相连的物料流量关系，故原系统中的178个物料配比约束方程(＝)可略去；2)由于属于单一进出口的原料或产品储罐，原料或产品的总量由其进口或出口关联流量之和来表达，因此这些储罐的能力约束和平衡约束方程自然满足。在原系统中，这样的储罐共有27个，故原系统中储罐能力约束方程与输入输出平衡约束方程(≤)各27个可以略去。
综上，经简化处理的扬子公司生产系统风险经营模型共有约束方程168个，变量100个。将简化后的数学模型化为标准形时，须增加松弛变量、剩余变量、人工变量各25+59个，即变量总数增为100+252＝352个。这种具有352个变量、168个约束方程的线性规划问题是可以在普通微机上求解的。
风险经营模型目标函数式系数的修正：经过上述化简后，目标函数式系数将发生变化，需要进行修正。具体地，
1)目标函数式中产品、原料价格系数的修正由于具有单一产品出口或单一原料进口的储罐在化简中被忽略掉，因此，在目标函数式中这些产品或原料的价格系数需要累加到以这些储罐为进口或出口变量系数之上。
2)本期加工量的核定在各个原料储罐和产品储罐中可能存有一定上期余量，如果这些剩余原料不计购买费用而剩余产品计入销售收入，将严重影响加工方案的最优性。