礦山開采與鋼鐵原料場傳輸設(shè)備物流調(diào)度研究.pdf

1、資源的合理利用與開發(fā)是未來可持續(xù)性發(fā)展的重要課題，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的資源型企業(yè)（采礦業(yè)）和資源利用型企業(yè)（鋼鐵業(yè)）已從傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化為數(shù)字化生產(chǎn)方式，利用信息技術(shù)對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督與控制，對(duì)各環(huán)節(jié)間的物流進(jìn)行調(diào)度與協(xié)調(diào);另一方面，由于供應(yīng)鏈的特殊性，采礦業(yè)和鋼鐵企業(yè)間的聯(lián)系越來越緊密，兩者可以看作是一個(gè)復(fù)雜工序中的上游作業(yè)和下游作業(yè)。因此對(duì)采礦業(yè)和鋼鐵企業(yè)的整合優(yōu)化成為近年來的科研熱點(diǎn)之一。
　　鋼鐵企業(yè)的原

2、料成本、生產(chǎn)成本和物流成本三部分構(gòu)成了其產(chǎn)品的主要成本，其中50-70％是由原料成本和物流成本組成，所以通過優(yōu)化礦山開采與物流運(yùn)輸來降低總成本，越來越受到鋼鐵企業(yè)的青睞。在原料成本中主要考慮通過對(duì)礦山開采順序優(yōu)化來降低原料的進(jìn)貨成本;物流成本中主要考慮縮短傳送帶拖期時(shí)間以及減少取料機(jī)的空走行距離來降低物流運(yùn)輸成本。
　　本文將采礦業(yè)和鋼鐵企業(yè)作為上下游作業(yè)工序進(jìn)行整體探討，主要針對(duì)礦山開采問題和料場傳輸設(shè)備調(diào)度問題進(jìn)行深入研究，主

3、要內(nèi)容包括礦山開采順序問題、傳送帶分配問題和取料機(jī)調(diào)度等問題，采用智能優(yōu)化算法對(duì)三類復(fù)雜問題進(jìn)行仿真模擬，從而達(dá)到資源的合理分配。本文圍繞上述內(nèi)容做了以下工作:
　　1)礦山開采問題的粒子群算法
　　鐵礦石是我國鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的主要原材料，是不可再生資源，且儲(chǔ)量有限。本文結(jié)合礦山實(shí)際情況本著科學(xué)合理、節(jié)約可靠的原則，建立了適應(yīng)于礦山開采的優(yōu)化模型和算法，并設(shè)計(jì)開發(fā)了相應(yīng)的信息管理系統(tǒng)。本文以開采利潤最大化為目標(biāo)，建立了混合整數(shù)

4、線性規(guī)劃(MILP)模型;然后使用粒子群優(yōu)化算法對(duì)問題進(jìn)行求解與改進(jìn)，并與CPLEX優(yōu)化軟件的結(jié)果進(jìn)行比對(duì);最后設(shè)計(jì)了不同規(guī)模的實(shí)驗(yàn)來測(cè)試算法的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法性能更好，解的質(zhì)量更高。
　　2)傳送帶分配問題的建模與優(yōu)化傳送帶分配問題是指在一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)，將不同來料起點(diǎn)的原料運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的目的地，對(duì)于每種原料的運(yùn)輸要保證運(yùn)料線路連續(xù)穩(wěn)定，且盡量減少每種原料的拖期時(shí)間。本文根據(jù)管理要求與生產(chǎn)工藝要求，以最小化拖期

5、費(fèi)用為目標(biāo)，建立了混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)模型;然后使用粒子群優(yōu)化算法對(duì)問題進(jìn)行求解與優(yōu)化;最后設(shè)計(jì)了不同規(guī)模的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證算法的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的粒子群優(yōu)化算法，效果十分明顯，且運(yùn)算時(shí)間較短。
　　3)取料機(jī)調(diào)度問題的建模與優(yōu)化
　　取料機(jī)調(diào)度問題是根據(jù)料場實(shí)際情況和取料計(jì)劃，在滿足各原料取料時(shí)間的前提下，制定取料機(jī)調(diào)度方案并進(jìn)行優(yōu)化，最終確定所取料堆的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間、取料順序以及取料機(jī)行走路線。本文以最小

6、化取料機(jī)空行走距離為目標(biāo)，建立了混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)模型;然后使用粒子群優(yōu)化算法對(duì)問題進(jìn)行求解與優(yōu)化，并與CPLEX優(yōu)化軟件的結(jié)果進(jìn)行比對(duì);最后設(shè)計(jì)了不同規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法的性能更好，解的質(zhì)量更高。
　　4)物流優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)
　　本文針對(duì)鋼鐵企業(yè)原料場的實(shí)際情況，開發(fā)了原料場物流管理優(yōu)化系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)原料場內(nèi)各個(gè)作業(yè)流程的信息化管理，同時(shí)對(duì)原料場內(nèi)的主要物流過程進(jìn)