燒結綜合料場作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)設計及應用研究.pdf

1、燒結綜合料場是存放鋼鐵企業(yè)原料的場地，綜合料場占地面積較大，存儲的原材料是企業(yè)正常生產(chǎn)的前提。綜合料場生產(chǎn)工序復雜，生產(chǎn)成本大，建立高效的燒結綜合料場作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)對于鋼鐵企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本具有重要意義。目前，燒結綜合料場的作業(yè)過程并未得到充分優(yōu)化，在料場儲位配置方面，存在存儲混亂，料場利用率及原料穩(wěn)定性不高的問題;在庫存量管理方面，存在原料庫存量采購不合理，導致庫存過多或過少的問題;在料場管理方面，存在堆取料機作業(yè)易失誤，料場信息不

2、準確等問題。針對上述問題，本文圍繞燒結綜合料場作業(yè)管理與優(yōu)化方法展開研究，主要的研究工作與創(chuàng)新點如下:
　　(1)基于層次分析法的料場儲位模糊多準則優(yōu)化方法
　　由于鋼鐵企業(yè)原料來源廣泛、品種繁多、數(shù)量龐大、外在影響因素比較嚴重等特點，所以原料在綜合料場中的各個存儲方案的評價是一個定性和定量相結合的多目標優(yōu)化問題。一般的優(yōu)化算法不能從根本上解決料場利用率和原料成分穩(wěn)定性的問題。本文通過分析料場的原料存儲情況，以料場利用率和原

3、料場成分穩(wěn)定性為目標建立儲位優(yōu)化模型。首先根據(jù)儲位配置的主要影響因素建立七個優(yōu)化準則，然后應用層次分析法確定各個準則的權重值，解決準則難以量化的問題;最后采用三角模糊數(shù)的方法表示權重值和期望值，提高優(yōu)化結果的合理性。現(xiàn)場運行結果表明，采用該方法建立的系統(tǒng)可以達到預期優(yōu)化目標，大大降低企業(yè)管理的成本。
　　(2)基于多模型集成的原料庫存量預測方法
　　原料由于價格、產(chǎn)地及品味的不同在重要程度上存在差異，但是，在形成中和粉的過程

4、中，不同重要程度的原料所占比例是大致不變的，所以原料總量的庫存量變化存在一定的規(guī)律性，不同重要程度的原料變化也是具有一定規(guī)律性的。本文通過深入分析原料的庫存量變化特點及影響因素，提出一種基于灰色系統(tǒng)模型與時間序列模型的預測方法來預測原料庫存量。首先利用灰色系統(tǒng)可以反映數(shù)據(jù)序列整體發(fā)展趨勢的優(yōu)點，通過對庫存量歷史數(shù)據(jù)的濾波、統(tǒng)計、累加或累減生成，建立庫存量灰色預測模型，然后利用時間序列模型可以反映數(shù)據(jù)序列細節(jié)波動的優(yōu)點，對數(shù)據(jù)序列進行時序

5、分析，建立時間序列自回歸積分移動平均模型;最后，建立基于信息熵的原料庫存量集成預測模型，該集成模型可以充分集合不同類型模型的優(yōu)點，準確預測原料庫存量，為后續(xù)的原料庫存量優(yōu)化提供可靠的依據(jù)。
　　(3)基于GA-PAO算法的燒結料場原料庫存量優(yōu)化
　　料場庫存量預測的目的是為了防止斷料現(xiàn)象的發(fā)生，保證生產(chǎn)的連續(xù)性，而庫存量優(yōu)化的則是為了最大程度地優(yōu)化采購庫存成本，二者共同構成了料場的原料庫存量優(yōu)化管理。原料采購庫存成本的約束是

6、鋼鐵企業(yè)流動資金的制約瓶頸。本文針對鋼鐵企業(yè)燒結料場原料采購與消耗的特點，以企業(yè)原料庫存費用最小為目標建立燒結綜合料場原料庫存量優(yōu)化模型，構建了詳細的模型目標函數(shù)及約束條件;提出基于標準PSO算法的適應度函數(shù)，將GA算法用于PSO算法的改進，設計詳細的算法參數(shù)，并對GA-PSO算法與標準的PSO算法進行尋優(yōu)結果對比。同時，應用某鋼鐵企業(yè)燒結生產(chǎn)線的綜合料場實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行仿真，結果表明，該庫存量優(yōu)化模型結合GA-PAO算法實現(xiàn)了原料庫存

7、成本的優(yōu)化，為鋼鐵企業(yè)采購計劃的制定提供決策支持。
　　(4)燒結綜合料場作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)的設計及其工業(yè)應用
　　結合工業(yè)現(xiàn)場實際，根據(jù)某鋼鐵企業(yè)360m2燒結生產(chǎn)線對系統(tǒng)的軟件、硬件結構進行分析，建立燒結綜合料場作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)，并闡述了系統(tǒng)的應用軟件模塊、優(yōu)化控制算法的實現(xiàn)流程以及數(shù)據(jù)通信技術。通過對系統(tǒng)的實際運行結果進行分析，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以實現(xiàn)企業(yè)兼顧采購成本與保證原料供應穩(wěn)定性的綜合優(yōu)化，同時實現(xiàn)料場儲位的優(yōu)化配