随着我国陶瓷行业的快速发展,人们对瓷砖的需求量不断增加以及对产品的质量要求也越来越高。目前,由于我国窑炉技术的落后,导致陶瓷生产过程中出现“能耗高、质量差”的问题,辊道窑作为陶瓷生产工艺中耗能最多的热工设备,其能源的消耗主要集中在烧成阶段。因此,为了有效推动我国陶瓷制造行业的可持续发展,以达到“高产、高质、低耗”的生产目的,如何从能耗与烧成质量两个方面综合实现烧成带的节能优化对于我国陶瓷企业而言显得极为重要及迫切。针对陶瓷辊道窑生产过程中综合能耗高、产品质量差的问题,本文以辊道窑烧成带为研究对象,基于数值模拟技术及智能优化算法对其性能进行了多目标优化研究。首先,通过对辊道窑的工作原理及传热特性进行分析,构建了烧成带的能耗评估模型;其次,基于数值模拟技术构建了烧成带的CFD模型,并结合企业调研数据对模型进行了验证,结合仿真结果分析确定了优化参数,建立了温度离散系数、相对过热温差评价烧成质量的评估指标,对优化参数进行了定量的单因素影响规律分析;然后,设计Taguchi实验结合仿真模拟采集数据,基于极端梯度提升法构建待优化参数与能耗、质量之间的预测模型,基于非支配排序差分进化算法对多目标多参数优化模型进行寻优,获得最佳的参数组合,并将优化结果进行对比验证;最后,基于Matlab搭建烧成带能耗与质量的优化系统,并将其实现。本文的主要内容如下:（1）针对辊道窑生产过程中,能耗高且难以评定的问题,本文提出一种基于热平衡分析的能耗建模方法。首先,本文研究分析了辊道窑的工艺特性及烧成带的传热特点。其次,结合热平衡分析的方法,分析烧成带热量的输入、输出关系,将烟气带入热量的影响考虑在内,构建了烧成带的能耗评估模型,并分析得出了影响能耗的相关参数。最后,对模型的可靠性进行了验证,模型的最大相对误差控制在10%以内,这表明可以为后文的优化研究提供理论依据。（2）针对传统实验周期长、成本高、数据样本量有限的问题,本文基于数值模拟技术研究了烧成带内部的流场信息,提出了两个温度场的评估指标,并对优化参数进行了定量的单因素分析。首先,本文结合辊道窑的工作原理及结构尺寸构建了烧成带的几何模型,基于Fluent软件对烧成带的基本工况进行了仿真模拟,并将计算结果和企业的热工数据进行比较,证明了CFD模型的有效性。其次,结合运行结果对烧成带的结构、工艺参数进行分析,确定出了烧嘴倾角、空燃比、及烟气入口速度为本文的优化参数。最后,构建了温度离散系数、相对过热温差两个温度场的评价指标,并结合评价指标探讨分析了优化参数对温度场稳定性的单因素影响规律。（3）针对传统优化方法耗时长、计算量大的问题,本文提出一种基于非支配排序差分进化算法的烧成带“能耗-质量”多目标优化策略。首先,本文结合田口实验设计及数值模拟技术采集不同工况下的样本数据。其次,以优化参数为输入,以评价指标为输出,基于极端梯度提升法构建出能耗与质量的预测模型。最后,确定出待优化参数的区间,以预测模型为优化函数,基于多目标差分进化算法对优化模型进行寻优,得出最优Pareto解集,并将优化结果与初始方案对比,验证了优化方案的优越性。（4）为了对上述烧成带的优化工作实现科学化的管理,本文基于Matlab平台搭建了一套集成化、信息化、可视化的能耗与质量的多目标优化系统。首先,结合前文的上述研究工作,对烧成带能耗与质量的优化系统进行了需求分析。其次,设计了系统的总体框架及功能模块,并对系统的运行流程进行了研究。最后,结合Matlab软件将该优化系统进行了实现及应用,为企业的实际生产提供指导意义。