中文摘要：

化工系统是自然科学与工程技术领域中经常遇到的复杂系统，它不仅具有设备失效模式众多、工艺热力学非平衡、控制非线性、子系统多层次等复杂性特征，而且是可维修系统、可靠性有时变性；一般普遍要求化工过程实现系统的能量消耗最小、运行成本最低、安全寿命最长等最佳技术经济目标，使多目标优化成为科学研究和工程领域的待解难题。主要难点是设备失效形式多样，将多目标转化成系统可靠性优化函数的数学建模复杂及求解困难。本项目运用复杂科学的系统简化方法，基于非线性热力学原理，把化工复杂系统简化成许多子系统，分别针对设备失效、工艺失常、维修成本等目标函数，以浓度、温度、压力、流速等参数描述化工系统状态空间，研究了复杂系统及装备损伤的演化规律，建立了新的系统可靠性优化耗散结构模型，采用核主成分分析方法(KPCA)求解特征值，并应用于炼油催化重整工艺及顺酐化工生产工艺等。研究成果处于同类研究的先进水平，可以为石油化工复杂系统优化理论研究提供新的思想方法，具有重要的方法论理论研究意义，可以推广应用于化学工业、石油化工、能源化工、天然气化工等领域的系统安全运行优化，具有重要的工程应用价值。