石油化工产业是国民经济的基础,也是保持国民经济持续稳定发展的重要支柱产业。目前,我国已进入炼油大国行列,但在炼油行业蓬勃发展的同时,出现了“大而不强”的现象,普遍存在资源利用率低、能耗成本高、产品质量差、环境污染严重等问题。同时,生产规模的不断扩大、环境指标的日趋严格和经济全球化带来的日益激烈的市场竞争,都督促着炼油企业进一步提高自身的企业竞争力。优化炼油过程,对企业生产经营具有重要意义。炼油过程因其复杂的化学反应和能量交换,建立机理模型难度较大,研究人员通常使用代理模型和智能优化算法相结合的方式进行炼油过程操作优化研究,这类方法受代理模型精度和智能优化算法性能共同约束。同时,现有的炼油过程生产指标可视分析软件通常只是对生产指标数据进行展示和过程监控,功能十分局限,不具备更深层次的分析引导能力,无法用于辅助解决炼油过程操作优化研究的难点问题。因此本文开发一款面向操作优化的炼油过程生产指标可视分析系统,旨在分析生产指标的潜在模式和特征,帮助研究人员选定合理的操作参数、确定操作优化时参数的搜索范围,从而辅助研究人员开展基于智能优化的炼油过程操作优化研究。本文主要工作如下:（1）综述当下可视分析学的研究现状和炼油过程操作优化的研究现状,在此基础上,对可视分析学的相关理论与技术进行归纳,分析炼油过程操作优化的难点,确定本文系统辅助炼油过程操作优化研究的目标。基于系统目标,探讨了炼油过程操作优化的可视分析难点,对所要开发的系统进行了需求分析。（2）根据面向操作优化的炼油过程生产指标可视分析系统的需求分析,确定了面向操作优化的可视分析流程。围绕可视分析流程,提出了基于样本散度的径向坐标可视化算法、基于格兰杰因果关系检验的关联分析及其可视化设计、基于最大信息系数和自回归滑动平均模型的推荐算法、多变量数据集的标量信息量分析算法和用于标量信息量展示的平行坐标可视化设计,分别服务于高维生产指标数据可视化、指标间关联分析及其可视化、生产指标推荐和炼油过程操作优化中参数搜索范围的选取。（3）结合本文提出的算法和可视化设计,对系统进行总体结构设计和功能设计,确立了包括用户登录、生产指标数据导航、生产指标关系探索、待分析生产指标选定、生产指标标量区间分析在内的详细功能及实现思路。然后利用多种开发技术对上述功能进行开发,完成了预期目标。系统在软件实现上采用浏览器/服务器模式对前后端进行分离,通过RESTful API进行通信,保证了系统的可拓展性。（4）为了验证系统的有效性,基于九江石化全流程优化平台的DCS系统导出数据对系统功能进行验证,最终系统从功能效果和数据结果说明了自身的有效性。该系统作为面向操作优化的可视分析系统,可以辅助、引导研究人员选定操作优化的参数及其智能优化过程中参数的搜索范围,帮助研究人员从全新的角度进行炼油过程操作优化研究。