项目概况： 针对复杂过程工业普遍存在的效率低、能耗高、污染大的问题，世界各国开展了相应的集成优化控制的研究，并已初见成效。目前，大多数技术成果只侧重于设备、工艺等工程性因素的分析与控制，或计划调度以及人财物的分离式管理，导致整体系统建模困难、或整体系统模型不精确，很难用于整体系统的集成优化。现有的控制理论和技术，无法清晰认识到复杂系统各种因素间的主要因果关系，不能应付各种变化和非正常状态，往往达不到预期的控制目标。复杂过程工业的动态运行过程中信息流、能量流、物质流相伴而行、相互影响。因此，如果从整体系统考虑，对信息流、能量流、物质流进行协同优化，煤制甲醇生产过程的高效、节能、减排技术将会有很大的改进和提升空间。这些重大问题是复杂过程工业系统整体高效、节能、减排的关键，必须寻求新的解决思路，引入新的概念和方法，建立新的理论体系。 本项目以此为出发点，研究内容包括：考虑过程工业的工程复杂性和管理复杂性，采用基于数据的建模和机理建模相结合的方式，构建模拟煤制甲醇系统整体行为的人工系统；将人工系统作为“实验室”，利用实验设计理论进行计算实验，分析、评估、预测各类事件的影响，优化控制和管理策略；将实际系统与相应的人工系统平行互动、相互反馈生产平行控制系统，基于离、在线数据实现煤制甲醇生产过程的高效节能减排运行，具有重要的现实意义与应用价值。 技术创新性： 针对煤制甲醇生产过程的集成优化的关键科学问题，创新地提出平行系统优化理论和方法，实现复杂过程工业的高效、节能、减排目标。 理论上，形成具有原始创新性和可用性的完整的平行系统理论体系。建立包含工程复杂性和管理复杂性的过程工业系统的人工系统构建方法和理论，建立基于自适应动态规划的人工系统的计算实验理论和方法，建立人工系统与实际系统平行执行的基于离、在线数据进行实时优化的理论和方法。 应用上，完成面向过程工业系统集成优化的典型应用支撑平台。以此为基础，针对煤制甲醇生产过程系统的应用示范开发平行系统应用平台，在新奥智能能源集团下属的内蒙古达拉特旗的60万吨煤制甲醇生产现场进行应用，取得高效、节能、减排的显著成效。 技术研发及产业化发展方向： 戴汝为带领的科研团队对开放复杂巨系统和综合集成研讨厅开展了十多年的研究工作，成功研制出统一的、人机结合的巨型智能系统和问题求解系统，并在军事和生态等领域推广应用。该项研究使中国在处理复杂巨系统相关问题的方法论和可操作性研究走在国际前列。在此基础上，2004年，中国科学院自动化研究所提出了针对复杂系统控制与管理的平行系统（人工系统 + 计算实验 + 平行执行）思想。该理论框架面向实际复杂系统的控制与管理问题，综合考虑问题的工程复杂性和管理复杂性，具有可计算性、可操作性和可实施性等特点。 社会经济效益： 该系统具有我国完全知识产权，对打破国外优化控制系统与仿真软件长期对化工流程行业的垄断，具有重要意义，并可产生巨大的社会效益和经济效益。 该系统具有故障预测功能，能及时发现运行过程中的问题，降低故障影响，延长安全生产周期，提高操作人员人身安全。我国是典型的高碳排放国家，减排任务非常迫切而艰巨。工程示范后，形成行业共性关键技术并推广，按2009年中国甲醇生产能力计，CO2减排832万吨，SO2减排2.6万吨，NOx减排2.4万吨，实现煤化工的清洁高效生产，为我国减排目标的实现做出重要贡献。