一种不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法与流程

本发明涉及矿山企业生产线排程
技术领域：
，具体涉及一种不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法。
背景技术：
：近年来，我国铁矿石需求在中国经济转型和增速下滑的影响下，增速逐步达到饱和点，再加上国外铁矿巨头的打击，促使铁矿石价格急剧下跌，大部分企业不盈利甚至大规模亏损情况下生产，显然，在订单不足的情况，如何优化生产，降低成本已成为矿山企业首要考虑的问题。矿山生产包括采矿、选矿、烧结、球团等生产工艺，属于离散与连续流程相结合的复杂生产，影响生产因素众多，计划安排难度大。在实际生产中，计划人员需要根据订单任务、地质赋存条件、设备资源和检修状况、选矿工艺状况、水电资源保障情况、人员状况等进行生产计划排程。在矿石市场好，价格高的时候，计划人员基本都是依靠经验按照最大生产量进行组织生产。在订单任务不足，变化频繁的条件下，这种排程方法存在以下缺陷：(1)影响生产排程的因素众多，按照以往经验进行人工排程只能是个可行方案。(2)生产排程需要的信息采集数据量大，需要多个业务部门、多个生产单位配合采集，生产排程周期长，生产效益低。(3)当订单变更频繁时，传统手工排程更会使生产计划难以实现。综上所述可以看出，如何克服上述现有技术的种种问题，已经成为目前亟待解决的问题。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提出一种不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法，以达到解决在订单任务不足，订单变化频繁的条件下，优化生产和降低成本目的。一种不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法，包括以下步骤：步骤1、确定矿山企业生产排程优化目标及约束条件；所述优化目标为：在给定的订单和生产条件下，即各采矿单位地质赋存条件，各单位最大生产能力、运输能力和选矿工艺条件下，最小化生产总成本；所述约束条件包括：采矿单位生产能力约束、选矿单位入选矿石性质约束、选矿单位生产能力约束、订单输出约束、非负约束、运输能力约束；步骤2、周期性地从企业资源计划系统ERP中自动获取各采矿、选矿单位的生产成本、设备维修和订单数据；步骤3、当订单出现变化时，针对矿山企业生产成本优化目标及约束条件，采用基于自适应搜索的免疫粒子群算法对下属各生产单位的生产量进行排程优化，进行实现企业生产总成本最低；具体步骤如下：步骤3-1、初始化及建立粒子群：建立一个一定种群数量的粒子群，并对粒子群的速度和位置进行初始化；步骤3-2、获得初始种群各个粒子浓度，得到各粒子的亲和力，并根据各粒子的亲和力将粒子从高到低排序；步骤3-3、根据粒子群的最大浓度值的大小，将父代种群分成第一子种群和第二子种群；所述的第一子种群：由父代亲和力高于设定值的粒子构成，所述的第二子种群：由剩余粒子构成；步骤3-4、第一子种群根据粒子群算法对速度和位置进行更新，第二子种群进行疫苗接种；步骤3-5、将更新后的第一子种群和疫苗接种后的第二子种群进行合并，获得新种群，新种群根据粒子群算法对速度和位置进行更新，形成新父代，更新个体极值和群体极值；步骤3-6、判断群体极值是否满足最大的循环代数或者连续多代最优解无变化，若是，则停止运行并输出结果，获得企业生产总成本，否则返回执行步骤3-2；步骤4、根据优化后的各生产单位生产量进行调整，返回步骤2。步骤1所述的优化目标，具体公式如下：其中，H表示企业生产总成本，i表示第i个选矿单位，i＝1，2，3…m，j表示第j个采矿单位，j＝1，2，3…n，n表示采矿单位个数为，m表示选矿单位个数为，ki表示每吨精矿选矿加工变动成本，xij表示第j个采矿单位产出的矿石运送到第i个选矿单位的矿石产量，di表示每个选矿厂的选比；oj表示每个采矿单位的采矿变动成本。步骤1所述约束条件包括：采矿单位生产能力约束、选矿单位入选矿石性质约束、选矿单位生产能力约束、订单输出约束、非负约束、运输能力约束；具体如下：(1)采矿单位生产能力约束：其中，Qj表示第j个采矿单位最小的出矿量；xij表示第j个采矿单位产出的矿石运送到第i个选矿单位的矿石产量，i表示第i个选矿单位，i＝1，2，3…m，j表示第j个采矿单位，j＝1，2，3…n，n表示采矿单位个数为，m表示选矿单位个数为，Aj表示第j个采矿单位最大的出矿量；(2)选矿单位入选矿石性质约束：其中，gj表示第j个采矿的矿石采出品位；gk表示最高入选品位；gt表示最低入选品位；(3)选矿单位生产能力约束：其中，Qimax表示第i个选矿单位的最大生产能力，Qimin表示第i个选矿单位的最低生产保有量；(4)订单输出约束：其中，Mi为第i条产线的订单量；di表示每个选矿厂的选比；Mi库表示第i条产线当前库存量，Mi库max表示第条产线的最大库存量；(5)非负约束：xij≥0(7)(6)运输能力约束：xij＜Tij(8)其中，Tij为第j个采矿单位输送到第i个选矿单位的输送能力。本发明优点：本发明提出一种不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法，本方法是在制定矿山企业生产计划过程中，约束条件中的订单任务发生变化的情况下，主要是在矿山商品量输出发生变化的情况下，自动读取ERP中的生产成本、设备维修和订单数据，针对矿山企业生产排程优化目标及约束条件自动对生产排程进行优化，避免了生产排程所需要的人工数据采集和手工排程，缩短了排程周期，降低了劳动成本，并且是个优化的排程方案，降低了企业生产成本。附图说明图1为本发明一种实施例的不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法流程图；图2为本发明一种实施例的图。具体实施方式下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。本发明实施例中，不饱和订单下的矿山生产自动排程优化方法，方法流程图如图1所示，包括以下步骤：步骤1、确定矿山企业生产排程优化目标及约束条件；所述优化目标为：在给定的订单和生产条件下，即各采矿单位地质赋存条件，各单位最大生产能力、运输能力和选矿工艺条件下，最小化生产总成本；具体公式如下：其中，H表示企业生产总成本，i表示第i个选矿单位，i＝1，2，3…m，j表示第j个采矿单位，j＝1，2，3…n，n表示采矿单位个数为，m表示选矿单位个数为，ki表示每吨精矿选矿加工变动成本，xij表示第j个采矿单位产出的矿石运送到第i个选矿单位的矿石产量，di表示每个选矿厂的选比；oj表示每个采矿单位的采矿变动成本。所述约束条件包括：采矿单位生产能力约束、选矿单位入选矿石性质约束、选矿单位生产能力约束、订单输出约束、非负约束、运输能力约束；具体如下：(1)采矿单位生产能力约束：其中，Qj表示第j个采矿单位最小的出矿量；xij表示第j个采矿单位产出的矿石运送到第i个选矿单位的矿石产量，i表示第i个选矿单位，i＝1，2，3…m，j表示第j个采矿单位，j＝1，2，3…n，n表示采矿单位个数为，m表示选矿单位个数为，Aj表示第j个采矿单位最大的出矿量；(2)选矿单位入选矿石性质约束：其中，gj表示第j个采矿的矿石采出品位；gk表示最高入选品位；gt表示最低入选品；位；(3)选矿单位生产能力约束：其中，Qimax表示第i个选矿单位的最大生产能力，Qimin表示第i个选矿单位的最低生产保有量；(4)订单输出约束：其中，Mi为第i条产线的订单量；di表示每个选矿厂的选比；Mi库表示第i条产线当前库存量，Mi库max表示第条产线的最大库存量；(5)非负约束：xij≥0(7)(6)运输能力约束：xij＜Tij(8)其中，Tij为第j个采矿单位输送到第i个选矿单位的输送能力。步骤2、周期性地从企业资源计划系统ERP中自动获取各采矿、选矿单位的生产成本、设备维修和订单数据；本实施例的数据如表1到表3所示：表1采矿单位的约束区间表2选矿单位的约束区间表3采矿单位是否向选矿单位供料步骤3、当订单出现变化时，针对矿山企业生产成本优化目标及约束条件，采用基于自适应搜索的免疫粒子群算法对下属各生产单位的生产量进行排程优化，进行实现企业生产总成本最低；本发明实施例中，如图2所示，具体步骤如下：步骤3-1、初始化及建立粒子群：建立一个种群数量为M的粒子群，并对粒子群的速度和位置进行初始化；步骤3-2、获得初始种群各个粒子浓度，得到各粒子的亲和力，并根据各粒子的亲和力将粒子从高到低排序；步骤3-3、根据粒子群的最大浓度值的大小，将父代种群分成两个子种群A和B。子种群A继承了父代亲和力高的粒子，子种群B由剩余粒子组成；步骤3-4、子种群A根据粒子群算法的速度和位置更新公式进化，子种群B进行疫苗接种；步骤3-5、子种群A和子种群B合并形成新种群C，新种群C根据粒子群算法的速度和位置公式进化，形成新父代，更新个体极值和群体极值；步骤3-6、判断群体极值是否满足最大的循环代数或者连续多代最优解无变化，若是，则停止运行并输出结果，获得企业生产总成本，否则返回执行步骤3-2；步骤4、根据优化后的各生产单位生产量进行调整，返回步骤2。本实施例生产量优化结果如表4和表5所示：表4采矿单位优化结果(万吨)优化前矿石量优化后矿石量采矿点1410242.523采矿点2400450.642采矿点313001546.11采矿点41400158177采矿点5600648.629采矿点6100113.756采矿点7520123.193公司合计47304706.62表5选矿单位优化结果优化前铁精矿优化后铁精矿生产线190.8265232.4666生产线263.5785675.3987生产线3156.8627176.722生产线4287.9079316.321生产线5227.4019266.931生产线6327.7614393.313生产线7320.0569262.238生产线8与生产线9合计63.418859.9185公司合计1537.8151533.31在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些事实例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，表述的具体方法或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权力要求极其等同限定。当前第1页1 2 3