CN103365209A - 选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法 - Google Patents

选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法 Download PDF

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CN103365209A CN2012100852290A CN201210085229A CN103365209A CN 103365209 A CN103365209 A CN 103365209A CN 2012100852290 A CN2012100852290 A CN 2012100852290A CN 201210085229 A CN201210085229 A CN 201210085229A CN 103365209 A CN103365209 A CN 103365209A
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Inventor
马恩杰
袁进禹
王同砚
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Shenyang Aluminum and Magnesium Engineering and Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法。在选矿企业的化验室、精矿库、尾矿库和原矿场安装信息采集终端，将原矿的价格、品位、金属回收率和加工成本信息通过网络传递给优化计算机；ERP系统下达的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿允许消耗量的信息通过网络传送给优化计算机；优化计算机根据得到的数据进行分析处理，然后将调整后的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量发送到选矿MES的生产指标分解计算机中。有利于稳定选矿企业生产控制的稳定性。

Description

选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法
技术领域
本发明涉及一种生产控制目标的调整方法，尤其涉及一种利用数学模型、智能优化以及计算机技术在选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，能够大大减低原有人工调整的弊端，为选矿制造执行系统快速提供合理的生产控制目标值。
背景技术
选矿制造执行系统（Manufacturing Execution System, MES）连接选矿企业资源计划（Enterprise Resource Planning, ERP）与过程控制系统（Process Control System, PCS），是选矿企业综合自动化系统实现集成的关键。企业ERP系统在确定企业的生产目标（包括精矿品位，精矿产量，精矿成本，精矿全选比以及各种原矿消耗量）后，需要将该生产目标下达给MES，MES将ERP层给出的生产目标进行分解，最终下达给车间的过程控制系统，但由于选矿企业ERP系统无法对选矿生产的具体细节进行全面的考虑，导致ERP系统给出的选矿生产目标可能存在着不合理性，如果MES系统直接对这种不合理的生产目标进行分解，会导致选矿生产组织混乱，无法实现预期的目标，因此，MES在接收到ERP给出的生产目标后，需要根据生产实际情况对生产目标值进行调整，但目前从国内外公开报道的文献来看，在选矿MES中还没有对生产目标进行调整的相关策略与方法。实际中一般是技术人员人工进行调整，人工方法不仅费时低效，而且正确性与合理性也得不到保证。因此，在MES中对ERP给出的生产目标进行正确，合理，快速的调整，对整个选矿MES系统优化运行以及选矿流程的控制具有重要意义。
发明内容
为了解决上述技术问题本发明提供一种选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，目的是能够对ERP系统给出的生产目标进行快速准确的调整，以满足选矿MES系统优化运行以及对选矿流程进行控制的需要。
为达到上述目的，本发明选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，包括如下步骤：在选矿企业的化验室、精矿库、尾矿库和原矿场安装信息采集终端，将原矿的价格、品位、金属回收率和加工成本信息通过网络传递给优化计算机；ERP系统下达的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿允许消耗量的信息通过网络传送给优化计算机；优化计算机根据得到的数据进行分析处理，计算出调整后新的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及原矿的允许消耗量，然后将这些调整后得到的新的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量发送到选矿MES的生产指标分解计算机中。
优化计算机根据得到的数据进行分析处理，计算出调整后的新的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量。是根据化验室、精矿库、尾矿库、原矿场安装送来的原矿的品位、金属回收率、选矿比以及加工成本，计算出生产实际能够达到的总精矿品位、总精矿产量、总全选比和加工成本；将计算出的精矿品位、精矿产量、成本、全选比和ERP下达的精矿品位、精矿产量、成本和全选比代入到目标规划数学模型中；按生产实际控制需求调整模型参数；对优化算法参数进行配置；利用优化算法对代入参数的数学模型进行优化计算得到结果。
将计算出的精矿品位，精矿产量、全选比和ERP下达的精矿品位，精矿产量和全选比代入到下面目标规划数学模型中：
Figure 2012100852290100002DEST_PATH_IMAGE001
其中为ERP计划目标总精矿品位的正偏差量；
Figure 2012100852290100002DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 458070DEST_PATH_IMAGE004
分别为ERP计划目标总精矿产量的负偏差量和正偏差量；
Figure 2012100852290100002DEST_PATH_IMAGE005
为ERP计划目标加工成本的负偏差量；
Figure 645469DEST_PATH_IMAGE006
和为ERP计划目标全选比的负偏差量和正偏差量；，
Figure 878184DEST_PATH_IMAGE010
分别为ERP计划目标中各种原矿投入量的负偏差量和正偏差量，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
Figure 886592DEST_PATH_IMAGE012
为
Figure DEST_PATH_IMAGE013
种原矿使用的优先级系数，定义为：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 717462DEST_PATH_IMAGE016
为原矿市场价格；
Figure 135805DEST_PATH_IMAGE018
为优先层次记号，其关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，表示第
Figure 365929DEST_PATH_IMAGE020
优先层次“优先于”第
Figure DEST_PATH_IMAGE021
优先层次，
Figure 154850DEST_PATH_IMAGE022
为按
Figure 849137DEST_PATH_IMAGE017
的顺序逐层地进行极小化。
用优化算法对代入参数的数学模型进行优化计算得到结果，计算得到的结果就是新的调整后的总精矿目标品位，总精矿目标产量，总精矿目标成本，总精矿的目标选矿比以及原矿的允许消耗量，这些作为MES系统的最新输入值，下达给MES系统。
本发明的优点效果：本发明能对ERP系统给出的不合理的选矿生产控制目标进行快速调整，保证下达给MES的生产控制目标能够顺利的进行分解，进行生产过程控制，同时克服当前实际生产企业凭人工试凑调整生产目标存在的主观，盲目，费时费力的弊端，有利于稳定选矿企业生产控制的稳定性。
具体实施方式
本发明选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，包括如下步骤：在选矿企业的化验室、精矿库、尾矿库和原矿场安装信息采集终端，将原矿的价格、品位、金属回收率和加工成本信息通过网络传递给优化计算机；ERP系统下达的总精矿目标品位、总精矿目标产量
Figure 438381DEST_PATH_IMAGE024
、总精矿目标成本
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、总精矿的目标选矿比
Figure 483697DEST_PATH_IMAGE026
以及各种原矿的允许消耗量
Figure DEST_PATH_IMAGE027
的信息通过网络传送给优化计算机；优化计算机根据得到的数据进行分析处理，计算出调整后的总精矿目标品位
Figure 816590DEST_PATH_IMAGE028
、总精矿目标产量
Figure DEST_PATH_IMAGE029
、总精矿目标成本
Figure 303066DEST_PATH_IMAGE030
、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量
Figure 391107DEST_PATH_IMAGE032
发送到选矿MES的生产指标分解计算机中。
优化计算机根据得到的数据进行分析处理，计算出调整后的总精矿目标品位、总精矿目标产量
Figure 794724DEST_PATH_IMAGE029
、总精矿目标成本
Figure 198023DEST_PATH_IMAGE030
、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量
Figure 148979DEST_PATH_IMAGE032
；是根据化验室、精矿库、尾矿库、原矿场安装信息采集终端送来的各种原矿的品位、金属回收率、选矿比和加工成本计算出按当前生产流程进行生产能够到达的总精矿品位
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，总精矿产量，总精矿成本
Figure DEST_PATH_IMAGE035
和总全选比
Figure 284742DEST_PATH_IMAGE036
；将计算出的总精矿品位
Figure 714587DEST_PATH_IMAGE033
，总精矿产量
Figure 690633DEST_PATH_IMAGE034
，总精矿成本
Figure 169019DEST_PATH_IMAGE035
和总全选比和ERP下达的总精矿目标品位
Figure 147656DEST_PATH_IMAGE023
、总精矿目标产量
Figure 814261DEST_PATH_IMAGE024
、总精矿目标成本
Figure 893075DEST_PATH_IMAGE025
、总精矿的目标选矿比
Figure 391053DEST_PATH_IMAGE026
代入到目标规划数学模型中；按生产实际需求调整模型参数；对优化算法参数进行配置；利用优化算法对代入参数的数学模型进行优化计算得到结果。
将计算出的总精矿品位
Figure 834803DEST_PATH_IMAGE033
，总精矿产量
Figure 51021DEST_PATH_IMAGE034
，总精矿成本
Figure 933527DEST_PATH_IMAGE035
和总全选比
Figure 223694DEST_PATH_IMAGE036
和ERP下达的总精矿目标品位、总精矿目标产量
Figure 604176DEST_PATH_IMAGE024
、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比
Figure 435046DEST_PATH_IMAGE026
代入到下面目标规划数学模型中：
Figure 220600DEST_PATH_IMAGE001
其中
Figure 145830DEST_PATH_IMAGE002
为ERP计划目标总精矿品位的正偏差量，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
；
Figure 307821DEST_PATH_IMAGE003
和分别为ERP计划目标总精矿产量的负偏差量和正偏差量，，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
Figure 201282DEST_PATH_IMAGE005
为ERP计划目标加工成本的负偏差量，
Figure 901385DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 82967DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 475902DEST_PATH_IMAGE007
为ERP计划目标全选比的负偏差量和正偏差量，，
Figure 313408DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure 879519DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 417128DEST_PATH_IMAGE010
分别为ERP计划目标中各种原矿投入量的负偏差量和正偏差量，
Figure 804247DEST_PATH_IMAGE011
Figure 908469DEST_PATH_IMAGE012
为
Figure 2327DEST_PATH_IMAGE013
种原矿使用的优先级系数，定义为：
Figure 799382DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 519393DEST_PATH_IMAGE016
为原矿市场价格；
Figure 530074DEST_PATH_IMAGE017
Figure 498030DEST_PATH_IMAGE018
为优先层次记号，其关系为：
Figure 531845DEST_PATH_IMAGE019
，表示第
Figure 977870DEST_PATH_IMAGE020
优先层次“优先于”第
Figure 108637DEST_PATH_IMAGE021
优先层次。
Figure 185178DEST_PATH_IMAGE022
为按
Figure 768606DEST_PATH_IMAGE017
的顺序逐层地进行极小化。
然后按生产实际需求调整模型参数指按当前生产过程控制追求目标，调整
Figure 18322DEST_PATH_IMAGE017
Figure 941278DEST_PATH_IMAGE018
的重要程度顺序。例如可以把精矿产量放到第一位，说明在这一时期生产控制追求精矿产量的最大化。
对于上述非线性目标规划模型需利用智能优化算法进行求解，例如遗传算法，粒子群算法，需要对选择的算法有关参数进行配置，例如如果选用遗传算法需要配置种群大小，交叉概率，基因变异概率，进化代数等参数。
然后利用选择的优化算法对代入参数的数学模型进行优化计算，计算得到结果就是新的调整后的总精矿目标品位
Figure 251037DEST_PATH_IMAGE028
，总精矿目标产量
Figure 259444DEST_PATH_IMAGE029
，总精矿目标成本，总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量，这些指标作为MES系统的最新输入值，下达给MES系统。。

Claims (4)

1.选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，其特征在于包括如下步骤：在选矿企业的化验室、精矿库、尾矿库和原矿场安装信息采集终端，将原矿的价格、品位、金属回收率和加工成本信息通过网络传递给优化计算机；ERP系统下达的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿允许消耗量的信息通过网络传送给优化计算机；优化计算机根据得到的数据进行分析处理，计算出调整后的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及原矿的允许消耗量，然后将调整后的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量发送到选矿MES的生产指标分解计算机中。
2.根据权利要求1所述的选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，其特征在于优化计算机根据得到的数据进行分析处理，计算出调整后的总精矿目标品位、总精矿目标产量、总精矿目标成本、总精矿的目标选矿比以及各种原矿的允许消耗量；是根据化验室、精矿库、尾矿库、原矿场安装送来的原矿的品位、金属回收率、选矿比以及加工成本，计算出生产实际能够达到的总精矿品位、总精矿产量、总全选比和加工成本；将计算出的精矿品位、精矿产量、成本、全选比和ERP下达的精矿品位、精矿产量、成本和全选比代入到目标规划数学模型中；按生产实际控制需求调整模型参数；对优化算法参数进行配置；利用优化算法对代入参数的数学模型进行优化计算得到结果。
3.根据权利要求2所述的选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，其特征在于根据化验室、精矿库、尾矿库、原矿场安装送来的原矿的品位、金属回收率、选矿比以及加工成本，根据选矿实际生产流程计算出的总精矿品位，总精矿产量、全选比和ERP下达的总精矿品位，总精矿产量和全选比等代入到下面目标规划数学模型中：
Figure 2012100852290100001DEST_PATH_IMAGE002
其中
Figure 2012100852290100001DEST_PATH_IMAGE004
为ERP计划目标总精矿品位的正偏差量；
Figure 2012100852290100001DEST_PATH_IMAGE006
和分别为ERP计划目标总精矿产量的负偏差量和正偏差量；
Figure 2012100852290100001DEST_PATH_IMAGE010
为ERP计划目标加工成本的负偏差量；和
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为ERP计划目标全选比的负偏差量和正偏差量；
Figure DEST_PATH_IMAGE016
， 分别为ERP计划目标中各种原矿投入量的负偏差量和正偏差量，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
为
Figure DEST_PATH_IMAGE026
种原矿使用的优先级系数，定义为：
Figure DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为原矿市场价格；
Figure DEST_PATH_IMAGE034
Figure DEST_PATH_IMAGE036
为优先层次记号，其关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE038
，表示第
Figure DEST_PATH_IMAGE040
优先层次“优先于”第
Figure DEST_PATH_IMAGE042
优先层次，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
为按
Figure 218863DEST_PATH_IMAGE034
的顺序逐层地进行极小化。
4.根据权利要求2所述的选矿制造执行系统中生产控制目标的快速调整方法，其特征在于用优化算法对代入参数的数学模型进行优化计算得到结果，计算结果就是新的调整后的总精矿目标品位，总精矿目标产量，总精矿目标成本，总精矿的目标选矿比以及原矿的允许消耗量，这些指标作为MES系统的最新输入值，下达给MES系统。
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