摘要：針對(duì)印染過程中的主要耗水環(huán)節(jié)——染布清洗，運(yùn)用過程優(yōu)化思想，構(gòu)建基于水資源消耗量最優(yōu)的染布訂單排序模型，并開發(fā)了基于動(dòng)態(tài)生產(chǎn)的印染企業(yè)訂單排序軟件系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上以某印染企業(yè)為對(duì)象進(jìn)行了應(yīng)用研究．結(jié)果表明：運(yùn)用該系統(tǒng)對(duì)印染企業(yè)訂單進(jìn)行優(yōu)化排序以后，在不對(duì)工藝和設(shè)備進(jìn)行大量投資改造的情況下，印染企業(yè)可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上節(jié)水20％一40％．
1引言
印染行業(yè)是我國(guó)主要工業(yè)行業(yè)之一，也是主要的水資源消耗和水污染物排放行業(yè)．據(jù)統(tǒng)計(jì)，印染行業(yè)每生產(chǎn)1 kg產(chǎn)品需要消耗0．2 0．5 ITl3的水，其廢水排放昔約占我國(guó)工業(yè)廢水排放總量的35％．同時(shí)，印染廢水成分復(fù)雜，末端處理難度大且處理成本很高[1-2】．因此，研究印染行業(yè)節(jié)水減排技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義．然而，目前印染行業(yè)還主要是通過廢水處理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，其處理成本高且效果不明顯，雖然也有一些印染行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)方面的報(bào)道，但基本上都集中在環(huán)保型染料和助劑開發(fā)，節(jié)水設(shè)備和工藝改進(jìn)等方面[3-5】．
印染過程中廢水排放量最大的環(huán)節(jié)是染布清洗過程，即更換染色品種時(shí)需要清洗機(jī)器，清洗的廢水中染料含量很高，是主要的污染物之一．染布清洗廢水一般與染色工藝有關(guān)，可改變性很?。ㄟ^有效的訂單排序則可減少廢水產(chǎn)生量，即同一色系訂單由淺到深安排生產(chǎn)，只需要排空并清洗染缸，不需要對(duì)整條生產(chǎn)線進(jìn)行清洗，從而每次減少機(jī)器清洗的廢水．因此，如果能夠在不影響交貨的前提下，將同色系的待染布料從淺到深安排在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)，或?qū)⒉煌瑫r(shí)間接到的同色訂單安排在一起生產(chǎn)，就可以直接減少機(jī)器清洗次數(shù)及時(shí)問，提高生產(chǎn)效率．同時(shí)還可以減少機(jī)器清洗廢水總量以及報(bào)廢的剩余染料量，減少后續(xù)污水處理負(fù)荷．
基于上述分析，本文從過程優(yōu)化的角度出發(fā)【p71，針對(duì)印染企業(yè)過程優(yōu)化中制約環(huán)境效益的一個(gè)主要因素——更換染色品種環(huán)節(jié)，提出了基于水資源節(jié)約的印染企業(yè)生產(chǎn)訂單排序模型，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了基于動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法的印染企業(yè)訂單排序軟件系統(tǒng)，并在某印染企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用研究．采用該方法可以在不對(duì)工藝和設(shè)備進(jìn)行大量投資改造的情況下，至少節(jié)水20％一一40％；而且訂單排序優(yōu)化對(duì)大多數(shù)訂單型印染企業(yè)具有普適性，有利于推廣和普及．
訂單排序優(yōu)化模型
2．1問題描述及基本假設(shè)
考慮—個(gè)有多條并行長(zhǎng)車生產(chǎn)線的訂單型印染企業(yè)，多個(gè)分屬不同色系的訂單在單條生產(chǎn)線上的染布清洗過程涉及如下模式(如圖1)：
1)對(duì)于同種顏色的訂單可以連續(xù)生產(chǎn)，中間不需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行清洗；
2)對(duì)于不同顏色的訂單生產(chǎn)又分兩種情況：
A．訂單屬于同種色系，如果按照布料顏色由淺到深的順序進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，中間只需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行簡(jiǎn)單的清洗；如果按照布料顏色由深到淺的順序進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，中間需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行全面清洗．
B．屬于不同色系的訂單進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，中間需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行全面清洗．其訂單生產(chǎn)的排序優(yōu)化問題是一類重要的組合最優(yōu)化問題，它包括如下優(yōu)化決策：1)將訂單分配到生產(chǎn)線；2)將分配到同一生產(chǎn)線的訂單排序．
本文主要研究在滿足訂單的種類、相應(yīng)數(shù)量和交貨期的情況下，以所有生產(chǎn)線上的清洗時(shí)間最短(意味著洗清次數(shù)最少、水資源消耗量最少且廢水產(chǎn)生量最少)為目標(biāo)，對(duì)企業(yè)的訂單生產(chǎn)進(jìn)行整體優(yōu)化．為簡(jiǎn)化問題，作如下假設(shè)：
1)多個(gè)色系批昔生產(chǎn)的印染企業(yè)的生產(chǎn)模式為訂單驅(qū)動(dòng)模式；
2)模型參數(shù)全都能被確定；
3)一個(gè)訂單限定一個(gè)批量，且不能被分解；
4)一旦一個(gè)訂單正在加工中，它就不能中斷和被重新安排；
5)每個(gè)訂單在任何一條生產(chǎn)線上均能生產(chǎn)；
6)生產(chǎn)線不需要準(zhǔn)備時(shí)間、處理時(shí)間；
7)生產(chǎn)線生產(chǎn)不同顏色的布料時(shí)需要建立清洗時(shí)間；
8)所有同種清洗過程(簡(jiǎn)單清洗或全面清洗)所需時(shí)間一樣．
2．2訂單屬性
訂單的屬性包括顏色屬性和產(chǎn)品屬性
O=(D，E)，式中D為訂單的顏色屬性，E為訂單的產(chǎn)品屬性．訂單的顏色屬性用以下兩元組來定義：D=(z，可)，
式中z表示訂單所屬的色系，z為1一lo的整數(shù)；Y表示訂單在所屬色系中的深淺程度，用1—30的整數(shù)表示：Y越小，則說明其在該色系中的顏色越淺．
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