礦山開采與鋼鐵原料場傳輸設備物流調度研究.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)的生產方式轉化為數字化生產方式，利用信息技術對生產各環(huán)節(jié)進行監(jiān)督與控制，對各環(huán)節(jié)間的物流進行調度與協調;另一方面，由于供應鏈的特殊性，采礦業(yè)和鋼鐵企業(yè)間的聯系越來越緊密，兩者可以看作是一個復雜工序中的上游作業(yè)和下游作業(yè)。因此對采礦業(yè)和鋼鐵企業(yè)的整合優(yōu)化成為近年來的科研熱點之一。
　　鋼鐵企業(yè)的原

2、料成本、生產成本和物流成本三部分構成了其產品的主要成本，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礦山開采順序優(yōu)化來降低原料的進貨成本;物流成本中主要考慮縮短傳送帶拖期時間以及減少取料機的空走行距離來降低物流運輸成本。
　　本文將采礦業(yè)和鋼鐵企業(yè)作為上下游作業(yè)工序進行整體探討，主要針對礦山開采問題和料場傳輸設備調度問題進行深入研究，主

3、要內容包括礦山開采順序問題、傳送帶分配問題和取料機調度等問題，采用智能優(yōu)化算法對三類復雜問題進行仿真模擬，從而達到資源的合理分配。本文圍繞上述內容做了以下工作:
　　1)礦山開采問題的粒子群算法
　　鐵礦石是我國鋼鐵企業(yè)生產的主要原材料，是不可再生資源，且儲量有限。本文結合礦山實際情況本著科學合理、節(jié)約可靠的原則，建立了適應于礦山開采的優(yōu)化模型和算法，并設計開發(fā)了相應的信息管理系統(tǒng)。本文以開采利潤最大化為目標，建立了混合整數

4、線性規(guī)劃(MILP)模型;然后使用粒子群優(yōu)化算法對問題進行求解與改進，并與CPLEX優(yōu)化軟件的結果進行比對;最后設計了不同規(guī)模的實驗來測試算法的性能。實驗結果表明:改進的粒子群優(yōu)化算法性能更好，解的質量更高。
　　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計劃期內，將不同來料起點的原料運輸到相應的目的地，對于每種原料的運輸要保證運料線路連續(xù)穩(wěn)定，且盡量減少每種原料的拖期時間。本文根據管理要求與生產工藝要求，以最小化拖期

5、費用為目標，建立了混合整數線性規(guī)劃(MILP)模型;然后使用粒子群優(yōu)化算法對問題進行求解與優(yōu)化;最后設計了不同規(guī)模的實驗來驗證算法的性能。實驗結果表明，改進后的粒子群優(yōu)化算法，效果十分明顯，且運算時間較短。
　　3)取料機調度問題的建模與優(yōu)化
　　取料機調度問題是根據料場實際情況和取料計劃，在滿足各原料取料時間的前提下，制定取料機調度方案并進行優(yōu)化，最終確定所取料堆的開始時間和結束時間、取料順序以及取料機行走路線。本文以最小

6、化取料機空行走距離為目標，建立了混合整數線性規(guī)劃(MILP)模型;然后使用粒子群優(yōu)化算法對問題進行求解與優(yōu)化，并與CPLEX優(yōu)化軟件的結果進行比對;最后設計了不同規(guī)模的實驗，對其結果進行分析。實驗結果表明，改進的粒子群優(yōu)化算法的性能更好，解的質量更高。
　　4)物流優(yōu)化系統(tǒng)的設計與開發(fā)
　　本文針對鋼鐵企業(yè)原料場的實際情況，開發(fā)了原料場物流管理優(yōu)化系統(tǒng)。實現了對原料場內各個作業(yè)流程的信息化管理，同時對原料場內的主要物流過程進