赤鐵礦選礦廠綜合生產指標分解的優(yōu)化方法研究.pdf

1、赤鐵礦選礦通過原料處理、豎爐焙燒、磨礦、磁選、精礦以及尾礦處理工序將赤鐵礦礦石中的有用元素與脈石及有害元素進行分離，得到鐵精礦作為原料供給鋼鐵工業(yè)。綜合生產指標是反映企業(yè)產品產量、質量、成本以及消耗的指標，赤鐵礦選礦廠的綜合生產指標包括月的精礦產量、精礦品位、全選比以及原礦消耗量。選礦廠的計劃調度主要任務一是根據(jù)綜合生產指標的目標值產生生產計劃及作業(yè)計劃，最終形成生產指令用來啟停選礦生產設備，調配水電氣及原料等資源；二是將綜合生產指標層

2、層分解到日綜合生產指標：各工序(原料處理、豎爐焙燒、磨礦、磁選、精礦以及尾礦處理)作業(yè)班的生產量、精礦品位、精礦產量及全選比。工藝技術部門將日綜合生產指標轉化各工序的工藝指標，如磨礦工序的磨礦粒度、豎爐焙燒工序的一次溢流回收率，然后轉化為選礦過程控制系統(tǒng)設定值，控制系統(tǒng)使輸出跟蹤設定值，從而將綜合生產指標控制在目標值范圍內。因此，將綜合生產指標分解為日綜合生產指標的正確與否對能否將選礦廠綜合生產指標控制在目標值范圍內具有重要意義。

3、>　　 選礦廠綜合生產指標分解過程具有多層次、多目標、多約束、時變、非線性等特性。多層次表現(xiàn)在需要將月原礦消耗量層層分解到各工序作業(yè)班的生產量，將月的精礦品位、精礦產量、全選比層層分解到日；多目標表現(xiàn)在分解過程須按精礦品位、精礦產量、全選比、原礦消耗量的順序依次保證在目標值范圍內，同時要求精礦庫存適量，精礦產量均衡，精礦品位的廢次盡量減少，各工序作業(yè)班生產量均衡；分解過程受設備能力，庫存能力，精礦需求，入選原礦的品位、價格、供應能力等

4、多方面約束；其中設備能力，精礦需求等約束具有時變特性；每日庫存狀態(tài)與庫存能力，每日精礦產量與設備能力等之間具有強非線性。因此，難以采用已有的計劃調度優(yōu)化方法求日綜合生產指標，只能通過人工憑經驗分解與試湊來產生日綜合生產指標。但人工分解過程費時保守，難以在滿足上述約束的條件下保證綜合生產指標在目標值范圍內。
　　 本文在國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)“選礦工業(yè)過程綜合自動化系統(tǒng)研究與開發(fā)(2004AA412030)”的支持下

5、，以實現(xiàn)綜合生產指標的優(yōu)化控制為目標，開展了綜合生產指標分解的優(yōu)化方法研究，提出了保證綜合生產指標在目標值范圍內的確定日綜合生產指標的優(yōu)化方法；設計開發(fā)了實現(xiàn)上述優(yōu)化方法的軟件包，并應用該軟件包進行了綜合生產指標優(yōu)化分解的實驗，實驗結果驗證了所提方法的有效性。本文主要工作歸納如下：
　　 (1)提出的日綜合生產指標優(yōu)化方法包括月原礦消耗量優(yōu)化方法，日原礦消耗量優(yōu)化方法及各工序作業(yè)班生產量優(yōu)化方法，該方法首先求得月原礦消耗量的最優(yōu)

6、值并以此為基礎通過金屬平衡公式求得精礦品位，精礦產量，全選比作為約束求得日原礦消耗量優(yōu)化值，并以此為基礎通過金屬平衡公式求得精礦品位，精礦產量，全選比作為約束求得各工序作業(yè)班生產量優(yōu)化值，并以此為基礎采用金屬平衡公式求得精礦品位，精礦產量及全選比，從而確定了日綜合生產指標。
　　 月原礦消耗量優(yōu)化方法以按重要程度與綜合生產指標目標值偏差量最小為目標函數(shù)，將綜合生產指標目標值范圍、精礦成本、各種原礦供應總量作為約束條件，建立了以月

7、原礦消耗量為決策變量的非線性目標規(guī)劃模型，采用了以遞歸排序為核心的遺傳算法求出月原礦消耗量的最優(yōu)值。
　　 日原礦消耗量優(yōu)化方法以每日精礦產量與月精礦產量的日平均值偏差以及精礦庫存量最小為目標函數(shù)，以月原礦消耗量優(yōu)化值為基礎通過金屬平衡求出的精礦品位、精礦產量、全選比以及每日設備能力、各種原礦混合后品位、精礦庫存及精礦品位的上下限作為約束條件，建立以日原礦消耗量為決策變量的非線性多目標規(guī)劃模型。采用改進的多目標粒子群算法求出了每

8、日各種原礦消耗量的最優(yōu)值。
　　 各工序作業(yè)班生產量優(yōu)化方法以降低每日精礦品位廢次懲罰費用以及各工序前后班生產量變化最小為目標函數(shù)，將日原礦消耗量優(yōu)化值為基礎通過金屬平衡計算出的精礦品位、精礦產量、全選比以及進入到磁選工序的礦石品位、各種緩沖倉料位、精礦品位的上下限作為約束條件，建立了以各工序作業(yè)班生產量為決策變量的非線性多目標規(guī)劃模型，采用改進的多目標粒子群算法求解得了各工序作業(yè)班生產量的優(yōu)化值。
　　 (2)應用Mi

9、crosoft Visual Studio2005開發(fā)環(huán)境，編程語言采用C＃和Matlab,后臺數(shù)據(jù)庫使用SQL Server2000，基于Web Service技術采用模塊化方法設計開發(fā)了實現(xiàn)上述優(yōu)化方法的軟件包。該軟件由系統(tǒng)管理、月原礦消耗量優(yōu)化及金屬平衡、日原礦消耗量優(yōu)化及金屬平衡、各工序作業(yè)班生產量優(yōu)化及金屬平衡、信息查詢、系統(tǒng)維護等模塊組成。
　　 (3)結合某赤鐵礦選礦廠綜合生產指標分解過程，將該廠綜合生產指標目標值

10、：精礦品位52.66％，精礦產量18.23萬噸，全選比2.0049，原礦消耗量36.55萬噸應用優(yōu)化軟件包進行了分解，得到當月每天的日綜合生產指標，以此進行生產可得綜合生產指標精礦品位52.69％，精礦產量18.3386萬噸，全選比1.9887倍，原礦消耗量36.47萬噸，綜合生產指標均處于目標值范圍內。與人工分解所得實際綜合生產指標相比，精礦品位與目標值的偏差由0.11％降為0.03％，精礦產量與目標值的偏差由0.33萬噸降為0.10