铁前原料配比优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机领域，特别是涉及冶金钢铁行业的铁前原料配比优化方法。
【背景技术】
[0002] 冶金钢铁行业产能过剩，大中小型企业面临生存压力，如何降本增效是重中之重。
[0003] 铁前是钢铁企业的重要生产系统之一，其消耗的资源占整个钢铁生产的90%，其 生产成本占整个钢铁生产的60%。因此铁前的成本压力最重，降本意义很大。其具体的降 本措施需要依靠先进的工艺与数学方法，辅助生产进行研宄，以此得到高品质、低成本的产 品，其中"对高炉炉料结构（原料配比）优化的研宄"是具有一定的现实意义和应用价值。 与此同时，为了实现多个重要的生产环节整体、联动的优化，以及最优解的快速求导，应用 运筹学是一种可行、有效的实现方法。
[0004] 在对现有技术进行分析后，发明人发现现有技术至少具有如下缺点：
[0005] 现有技术在铁前原料优化配比过程中，没有真正意义上实现串联多个生产环节的 联动优化配比计算；用户无法灵活、自主的定制生产目标，设置单一，只考虑成本最低，没有 提供品质目标；在具体目标下的约束条件只考虑了重点的化学成分，对原料性能约束不够， 分析的信息片面，而且无法实现约束条件的多样性扩展。并且研宄计算时，经常发生无解， 无法自动判断出庞大的约束条件中所存在的错误，大大降低了用户的使用效果。
【发明内容】
[0006] 本发明针对上述缺点问题，提供了一种可自主定制目标与约束条件、实现联动优 化配比计算、并具有智能查错功能的铁前原料优化配比方法。
[0007] 本发明的技术方案是：一种铁前原料配比优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008] (1)生产用料信息录入：输入并保存多类型的烧结与高炉用料综合信息，用于原 料经济品位评价和所有配比程序；
[0009] (2)原料经济品位评价：依托相关的评价公式，计算烧结和高炉的原料经济品位 单价，用此值来判断用料中原料的综合品位贡献度，即价格越低的相对应用价值或贡献度 高，配比排序就等级高，允许配比量越大，从而为后面的优化配比程序的约束条件设置提供 有价值的原料配比排序方式；
[0010] (3)根据不同的生产计划启动不同的人工和优化配比程序，包括：
[0011] A、制定炼铁厂级别的长期生产计划，全面、统一地考虑烧结和高炉生产要求，实现 整体的成本优化，通过联动优化配比程序，设置最终产品铁水的生产目标，即品质、成本的 最大值或最小值，再分别指定两个生产环节的指标约束条件，同时可参考"原料经济品位 评价"来修正所有原料的配比排序值；以烧结和高炉生产配料工艺计算方法的串联集合为 基础，引用模型架构LINjnodel类，建立联动运筹学求解模型，计算成本最低、品质高的高 炉配比方案，以及中间产品烧结矿的配比方案，并调用烧结和高炉人工配比程序，对产品产 量、成本、技术指标进行推算，将所有的配比方案与推算的数据，作为长期计划，送至烧结与 高炉分厂，用于指导生产，并在此基础上制定短期生产计划；
[0012] B、制定分厂级别的短期生产计划，烧结分厂遵循长期计划，根据短期烧结生产实 际变化，对计划实施修正，通过烧结优化配比程序，设置烧结的生产目标，指定相应的指标 约束条件，同时可参考烧结部分的"原料经济品位评价"来修正各个原料的配比排序值。以 烧结生产配料工艺计算方法为基础，引用模型架构LINjnodel类，建立烧结运筹学求解模 型，计算成本最低、品质高的烧结配比方案，并调用烧结人工配比程序，对产品烧结矿的产 量、成本、技术指标进行推算；与此同时，高炉分厂遵循长期计划，结合烧结矿短期计划的推 算数据，根据短期高炉生产实际变化，对计划实施修正，通过高炉优化配比程序，将产品烧 结矿的成本和技术指标等推算数据导入高炉优化配比程序，作为高炉生产的原料之一，设 置高炉的生产目标，指定相应的指标约束条件，同时也可参考高炉部分的"原料经济品位评 价"来修正各个原料的配比排序值，以高炉生产配料工艺计算方法为基础，引用模型架构 LIN_model类，建立高炉运筹学求解模型，计算成本最低、品质高的高炉配比方案，并调用高 炉人工配比程序，对产品铁水的产量、成本、技术指标进行推算，将所有的配比方案与推算 的数据，作为短期计划，送至烧结与高炉分厂一线生产；
[0013] C、在生产中，烧结分厂遵循短期计划，根据实时烧结生产实际变化，相应地对生产 计划细微地调整，修改各用料的配比，变更配比方案，通过"烧结人工配比程序"即调用烧结 生产配料工艺计算方法，对产品烧结矿的产量、成本、技术指标进行推算；然后高炉分厂遵 循短期计划，结合烧结矿调整的情况，根据实时高炉生产实际变化，同样对生产计划细微地 调整，修改各用料的配比，变更配比方案，通过"高炉人工配比程序"即调用高炉生产配料工 艺计算方法，对产品铁水的产量、成本、技术指标进行推算。
[0014] 通过此步骤实现对炼铁厂生产的管理与原料配比的优化。
[0015] 所述的生产用料信息录入步骤所录入的用料综合信息包括：烧结与高炉的原料、 熔剂、焦粉和煤粉的单价与化学成分；用来作为烧结、高炉、联动优化配比程序的约束条件 中知识库信息，该知识库信息包括：烧结与高炉用料的各成分的上限百分比、下限百分比以 及禁止混用的原料。
[0016] 所述的原料经济品位评价步骤包括：读取烧结和高炉的原料录入的信息，依托评 价公式，计算经济品位单价，其价格越低的相对应用价值或贡献度高，配比排序就等级高， 允许配比量越大，从而得到了读取烧结和高炉原料的一种排序方式。可分别用于烧结、高 炉、联动优化配比程序的约束条件的配比排序设置。
[0017] 所述的烧结人工配比程序：通过设置选择参与计算的用料、已知条件、各个用料的 湿基配比或湿基配比百分比，调用烧结生产配料工艺计算方法，进行配比计算；其中，已知 条件内可以选择"定用料批重"或"定理论烧结量"两种计算模式，计算结果是烧结矿的产 量、成本与技术指标的综合信息。
[0018] 其中烧结生产配料工艺计算方法是依据烧结理论，以及那树人《炼铁计算》中相关 的方法设计而成，在给定用料的配比方案前提下，按照烧结矿的不同要求列解方程的问题， 最终得到烧结矿的产量、成本与技术指标的综合信息。此方法为现有技术。
[0019] 所述的高炉人工配比程序：通过设置"选择参与计算的用料"、分配率、已知条件、 各个用料的湿基配比百分比，进行配比计算；其中，已知条件内选择"定矿批"或"定理论铁 量"两种计算模式，调用高炉生产配料工艺计算方法，计算结果是铁水的产量、成本与技术 指标的综合信息。
[0020] 其中高炉生产配料工艺计算方法是依据高炉工艺设计，以及那树人《炼铁计算》中 相关的方法设计而成，在给定用料的配比方案前提下，按照炉渣碱度等要求列解方程的问 题，最终得到铁水的产量、成本与技术指标的综合信息。此方法为现有技术。
[0021] 所述的烧结优化配比程序：在生产1000 Kg的烧结矿基础上，通过设置"选择参与 计算的用料"、目标、约束条件、已知条件等计算相关参数，自动生成线性规划、非线性规划、 整数规划、整数非线性规划的烧结运筹学求解模型，从而预测最优化的用料配比；在满足目 标、已知条件、约束条件等设定基础上，自动计算用料湿基配比及湿基配比百分比，并调用 烧结人工配比程序，推算烧结矿的产量、成本与技术指标，且具有智能查错功能。
[0022] 所述的高炉优化配比程序：在生产1000 Kg的铁水基础上，通过设置"选择参与计 算的用料"、分配率、目标、约束条件、已知条件等计算相关参数，自动生成线性规划、非线性 规划、整数规划、整数非线性规划等复杂的高炉运筹学求解模型，从而预测最优化的用料配 比；在满足目标、已知条件、约束条件设定基础上，自动计算用料湿基配比及湿基配比百分 比，并调用烧结人工配比程序，推算铁水的产量、成本与技术指标，且具有智能查错功能。
[0023] 所述的联动优化配比程序：通过设置烧结和高炉的"选择参与计算的用料"、分配 率、目标、约束条件、已知条件计算相关参数，自动生成线性规划、非线性规划、整数规划、 整数非线性规划的联动运筹学求解模型，从而预测最优化的用料配比；目标设置是高炉的 目标，其他的设置项包含了烧结和高炉；在满足目标、已知条件、约束条件等设定基础上，自 动计算烧结和高炉的用料湿基配比及湿基配比百分比，并调用烧结和高炉人工配比程序， 推算烧结矿的成本与技术指标、铁水的产量、成本与技术指标，且具有智能查错功能。