石油炼制与金属冶炼均是流程工业生产过程的典型代表。石油炼制过程前后的物料调合调度直接关系到生产过程的连续性、产品质量和企业净利润;金属冶炼过程中,操作优化可以帮助企业降低能源和物料的消耗。研究石化企业的调合调度和操作优化问题具有理论和应用意义。本文主要工作:针对混合整数非线性规划方法描述石化生产调度问题的局限性,采用广义析取规划(Generalized Disjunctive Programming,GDP)方法进行原油和成品油的调合调度问题的数学建模和优化求解;针对锗冶炼过程工艺机理的复杂性,采用数据解析的方法来解决锗冶炼过程中操作优化的问题。具体内容如下:1)建立了原油混合调度基于连续时间的GDP模型并转化求解,模型考虑了原油的到港时间的间歇性和原油蒸馏装置生产的连续性。数值实验对比显示GDP模型将问题求解时间大幅度缩短。2)建立了成品油调合调度基于离散时间和基于连续时间的GDP模型并转化求解,模型考虑了成品油调合非线性组分关系。数值实验显示GDP模型的有效性。3)提出了基于分布估计的最小二乘支持向量机预测算法,算法中使用分布估计算法对最小二乘支持向量机模型中的正规化参数和核参数进行优化。应用该算法求解锗尘金属品位预测问题,预测结果显示算法可以满足实际生产需求。4)开发了锗金属平衡与预测决策支持系统。系统以某企业锗冶炼生产过程为背景,对生产过程中的计量数据进行电子化管理;解析物料损失原因,找出生产瓶颈;通过调用嵌入的算法对锗尘金属品位进行预测等。炼厂物料调合调度问题的GDP模型可以应用到实际炼化企业,作为实际生产调度决策的支持。同时GDP建模方法可以延展到相关调度问题。锗金属平衡与预测决策支持系统可以直接应用到锗生产流程中,实现优化控制生产。