燒結(jié)綜合料場(chǎng)作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、燒結(jié)綜合料場(chǎng)是存放鋼鐵企業(yè)原料的場(chǎng)地，綜合料場(chǎng)占地面積較大，存儲(chǔ)的原材料是企業(yè)正常生產(chǎn)的前提。綜合料場(chǎng)生產(chǎn)工序復(fù)雜，生產(chǎn)成本大，建立高效的燒結(jié)綜合料場(chǎng)作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)于鋼鐵企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本具有重要意義。目前，燒結(jié)綜合料場(chǎng)的作業(yè)過(guò)程并未得到充分優(yōu)化，在料場(chǎng)儲(chǔ)位配置方面，存在存儲(chǔ)混亂，料場(chǎng)利用率及原料穩(wěn)定性不高的問(wèn)題;在庫(kù)存量管理方面，存在原料庫(kù)存量采購(gòu)不合理，導(dǎo)致庫(kù)存過(guò)多或過(guò)少的問(wèn)題;在料場(chǎng)管理方面，存在堆取料機(jī)作業(yè)易失誤，料場(chǎng)信息不

2、準(zhǔn)確等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，本文圍繞燒結(jié)綜合料場(chǎng)作業(yè)管理與優(yōu)化方法展開(kāi)研究，主要的研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)基于層次分析法的料場(chǎng)儲(chǔ)位模糊多準(zhǔn)則優(yōu)化方法
　　由于鋼鐵企業(yè)原料來(lái)源廣泛、品種繁多、數(shù)量龐大、外在影響因素比較嚴(yán)重等特點(diǎn)，所以原料在綜合料場(chǎng)中的各個(gè)存儲(chǔ)方案的評(píng)價(jià)是一個(gè)定性和定量相結(jié)合的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。一般的優(yōu)化算法不能從根本上解決料場(chǎng)利用率和原料成分穩(wěn)定性的問(wèn)題。本文通過(guò)分析料場(chǎng)的原料存儲(chǔ)情況，以料場(chǎng)利用率和原

3、料場(chǎng)成分穩(wěn)定性為目標(biāo)建立儲(chǔ)位優(yōu)化模型。首先根據(jù)儲(chǔ)位配置的主要影響因素建立七個(gè)優(yōu)化準(zhǔn)則，然后應(yīng)用層次分析法確定各個(gè)準(zhǔn)則的權(quán)重值，解決準(zhǔn)則難以量化的問(wèn)題;最后采用三角模糊數(shù)的方法表示權(quán)重值和期望值，提高優(yōu)化結(jié)果的合理性?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果表明，采用該方法建立的系統(tǒng)可以達(dá)到預(yù)期優(yōu)化目標(biāo)，大大降低企業(yè)管理的成本。
　　(2)基于多模型集成的原料庫(kù)存量預(yù)測(cè)方法
　　原料由于價(jià)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(guò)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(kù)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(guò)深入分析原料的庫(kù)存量變化特點(diǎn)及影響因素，提出一種基于灰色系統(tǒng)模型與時(shí)間序列模型的預(yù)測(cè)方法來(lái)預(yù)測(cè)原料庫(kù)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(shì)的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)庫(kù)存量歷史數(shù)據(jù)的濾波、統(tǒng)計(jì)、累加或累減生成，建立庫(kù)存量灰色預(yù)測(cè)模型，然后利用時(shí)間序列模型可以反映數(shù)據(jù)序列細(xì)節(jié)波動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時(shí)序

5、分析，建立時(shí)間序列自回歸積分移動(dòng)平均模型;最后，建立基于信息熵的原料庫(kù)存量集成預(yù)測(cè)模型，該集成模型可以充分集合不同類型模型的優(yōu)點(diǎn)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)原料庫(kù)存量，為后續(xù)的原料庫(kù)存量?jī)?yōu)化提供可靠的依據(jù)。
　　(3)基于GA-PAO算法的燒結(jié)料場(chǎng)原料庫(kù)存量?jī)?yōu)化
　　料場(chǎng)庫(kù)存量預(yù)測(cè)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(kù)存量?jī)?yōu)化的則是為了最大程度地優(yōu)化采購(gòu)庫(kù)存成本，二者共同構(gòu)成了料場(chǎng)的原料庫(kù)存量?jī)?yōu)化管理。原料采購(gòu)庫(kù)存成本的約束是

6、鋼鐵企業(yè)流動(dòng)資金的制約瓶頸。本文針對(duì)鋼鐵企業(yè)燒結(jié)料場(chǎng)原料采購(gòu)與消耗的特點(diǎn)，以企業(yè)原料庫(kù)存費(fèi)用最小為目標(biāo)建立燒結(jié)綜合料場(chǎng)原料庫(kù)存量?jī)?yōu)化模型，構(gòu)建了詳細(xì)的模型目標(biāo)函數(shù)及約束條件;提出基于標(biāo)準(zhǔn)PSO算法的適應(yīng)度函數(shù)，將GA算法用于PSO算法的改進(jìn)，設(shè)計(jì)詳細(xì)的算法參數(shù)，并對(duì)GA-PSO算法與標(biāo)準(zhǔn)的PSO算法進(jìn)行尋優(yōu)結(jié)果對(duì)比。同時(shí)，應(yīng)用某鋼鐵企業(yè)燒結(jié)生產(chǎn)線的綜合料場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，該庫(kù)存量?jī)?yōu)化模型結(jié)合GA-PAO算法實(shí)現(xiàn)了原料庫(kù)存

7、成本的優(yōu)化，為鋼鐵企業(yè)采購(gòu)計(jì)劃的制定提供決策支持。
　　(4)燒結(jié)綜合料場(chǎng)作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其工業(yè)應(yīng)用
　　結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，根據(jù)某鋼鐵企業(yè)360m2燒結(jié)生產(chǎn)線對(duì)系統(tǒng)的軟件、硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立燒結(jié)綜合料場(chǎng)作業(yè)管理與優(yōu)化系統(tǒng)，并闡述了系統(tǒng)的應(yīng)用軟件模塊、優(yōu)化控制算法的實(shí)現(xiàn)流程以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)兼顧采購(gòu)成本與保證原料供應(yīng)穩(wěn)定性的綜合優(yōu)化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)儲(chǔ)位的優(yōu)化配