CN107832883A - 一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法，包括：获取初始原料配比；以初始原料配比作为当前原料配比并以预设阈值作为当前最大利润；计算当前原料配比下的当前利润及当前原料配比下的当前品质参数；若当前利润不小于当前最大利润且当前品质参数在预设指定范围内，则以当前利润作为当前最大利润并以当前原料配比作为当前最优配比；根据当前利润和当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量；以可行利润上升向量对当前原料配比进行调整；以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，进行迭代，直至迭代满足停止条件则将当前最优配比确定为目标原料配比。此外本发明还提供了一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的装置。

Description

一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法和装置

技术领域

本发明涉及制造领域，特别是涉及一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法和装置。

背景技术

在产品制造过程中，有时需要使用多种不同的原料。为了使得单位时间内产出更多数量的产品，在产品制造过程中可采用的方式通常有选用品质更高的原料、提高高品质原料的配比等。但是，这些方式通常会导致产出单位产品所能得到的利润下降。可见，对于产品制造过程，各种原料之间的配比，一方面影响着单位时间内产出产品的产量，另一方面也影响着产出单位产品所能得到的利润，而产品单位时间内的产量与产出单位产品所能得到的利润又决定了产品制造整体上所能带来的利润，因此，原料配比影响着产品制造整体上所能带来的利润。此外，原料配比还影响着产品的品质。因此，在产品制造过程中，通常需要选择合适的原料配比，以实现在保证一定产品品质的情况下最大限度地提高产品制造整体上所能带来的利润，从而实现产品制造利润的最大化。

传统地，原料配比的选择通常由技术人员根据经验来完成。通常技术人员根据经验制定出一些原料配比，然后对制定出的这些原料配比进行试算，再根据在这些原料配比下所产出的产品品质以及所能带来的产品制造利润来选择出合适的原料配比。但是，这种原料配比的确定方式，不仅使得技术人员要承受较大的工作量，而且由于试算的原料配比的数量有限且精度很低，难以得出利润最大化的原料配比，从而难以实现产品制造利润的最大化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法和装置，以得出能够更大限度提高产品制造利润的原料配比，从而实现产品制造利润的最大化。

第一方面，本发明提供了一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法，包括：

获取初始原料配比，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比；

以所述初始原料配比作为当前原料配比，并以预设的利润阈值作为当前最大利润；

计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数；

若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在预设的品质参数指定范围内，则以所述当前利润作为所述当前最大利润并以所述当前原料配比作为当前最优配比；

根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向；

以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整；

以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，返回所述计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前最优配比确定为目标原料配比。

可选的，所述根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，包括：

根据所述当前利润计算单位所述产品的利润梯度，并根据所述当前品质参数计算所述产品的品质参数梯度；

根据所述利润梯度和所述品质参数梯度计算所述可行利润上升向量。

可选的，所述可行利润上升向量包括第一向量、第二向量和第三向量；

所述第一向量为基于所述利润梯度计算出的向量；

所述第二向量为基于投影向量计算出的向量，其中，所述投影向量为所述利润梯度在品质参数平面上形成的投影，所述品质参数平面为以所述品质参数梯度为法线的平面；

所述第三向量为基于所述品质参数梯度计算出的向量。

可选的，

所述第二向量具体为基于所述投影向量和品质参数距离计算出的向量；

所述第三向量具体为基于所述品质参数梯度和所述品质参数距离计算出的向量；

其中，所述品质参数距离具体为所述当前品质参数与所述品质参数指定范围的边界限之间的差值。

可选的，还包括：

若所述当前利润小于所述当前最大利润，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变；

若所述当前品质参数在所述品质参数指定范围之外，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变。

可选的，所述停止条件包括为：所述迭代的次数超过预设的次数阈值。

可选的，所述停止条件还包括：所述调整后的原料配比超出预设的原料配比指定范围。

可选的，所述产品制造过程具体为炼铁过程，所述产品具体为铁水。

可选的，所述用于制造产品的各种原料包括以下原料中的任意多种：

精粉、粗粉、烧结燃料、烧结辅料、块矿、球团矿、焦炭、喷吹煤、高炉辅料。

可选的，所述品质参数包括以下参数中的任意一种或多种：

二维碱度、硅铝比、烧结品位、硫排放浓度、配碳量、FeO含量、转鼓指数、还原度、低温还原粉化率、镁铝比、四维碱度、磷含量、锰含量、入炉品位、硫负荷、碱负荷。

第二方面，本发明提供了一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的装置，包括：

获取单元，用于获取初始原料配比，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比；

第一确定单元，用于以所述初始原料配比作为当前原料配比，并以预设的利润阈值作为当前最大利润；

计算单元，用于计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数；

第二确定单元，用于若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在预设的品质参数指定范围内，则以所述当前利润作为所述当前最大利润并以所述当前原料配比作为当前最优配比；

分析单元，用于根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向；

调整单元，用于以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整；

迭代控制单元，用于以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，重新触发所述计算单元，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前最优配比确定为目标原料配比。

可选的，所述分析单元，具体用于：

根据所述当前利润计算单位所述产品的利润梯度，并根据所述当前品质参数计算所述产品的品质参数梯度；

根据所述利润梯度和所述品质参数梯度计算所述可行利润上升向量。

可选的，所述可行利润上升向量包括第一向量、第二向量和第三向量；

所述第一向量为基于所述利润梯度计算出的向量；

所述第二向量为基于投影向量计算出的向量，其中，所述投影向量为所述利润梯度在品质参数平面上形成的投影，所述品质参数平面为以所述品质参数梯度为法线的平面；

所述第三向量为基于所述品质参数梯度计算出的向量。

可选的，

所述第二向量具体为基于所述投影向量和品质参数距离计算出的向量；

所述第三向量具体为基于所述品质参数梯度和所述品质参数距离计算出的向量；

其中，所述品质参数距离具体为所述当前品质参数与所述品质参数指定范围的边界限之间的差值。

可选的，还包括：

第一保持单元，用于若所述当前利润小于所述当前最大利润，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变；

第二保持单元，用于若所述当前品质参数在所述品质参数指定范围之外，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变。

可选的，所述停止条件包括为：所述迭代的次数超过预设的次数阈值。

可选的，所述停止条件还包括：所述调整后的原料配比超出预设的原料配比指定范围。

可选的，所述产品制造过程具体为炼铁过程，所述产品具体为铁水。

可选的，所述用于制造产品的各种原料包括以下原料中的任意多种：

精粉、粗粉、烧结燃料、烧结辅料、块矿、球团矿、焦炭、喷吹煤、高炉辅料。

可选的，所述品质参数包括以下参数中的任意一种或多种：

二维碱度、硅铝比、烧结品位、硫排放浓度、配碳量、FeO含量、转鼓指数、还原度、低温还原粉化率、镁铝比、四维碱度、磷含量、锰含量、入炉品位、硫负荷、碱负荷。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过本发明实施例提供的技术方案，在初始原料配比的基础上，以迭代的方式，通过分析计算，一次又一次迭代使得原料配比能够在保证产品品质不超出指定范围的情况下向利润更大的方向进行调整，因此，在无需技术人员付出较大工作量的情况下，本发明实施例能够对远超技术人员试算数量的原料配比方案进行评估，并且评估的精度远超技术人员试算的精度，可见，本发明实施例最终确定出的目标原料配比，不仅能够保证一定的产品品质，而且比技术人员试算得到的最优原料配比更大限度地提升利润，从而实现产品制造利润的最大化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一个示例性应用场景的框架示意图；

图2为本发明实施例中一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中一种示例性应用场景的示意图；

图4为本发明实施例中一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

发明人经过研究发现，在产品制造领域，对于用于制造产品的多种原料，各种原料之间的配比，不仅影响着产品品质，而且还影响着产品制造整体上所能带来的利润。例如，在钢铁行业，当市场行情较好的时候，钢铁企业往往需要增加产量来获得更多的利润，为此通常采用的方式是选用品位更高的矿粉、增加球团矿的配比等，而这些方式往往会使得铁水的利润上升从而使单吨铁水的利润下降。原料配比的调整，一方面使得铁水的每日产量上升，另一方面使得单吨铁水的利润下降，因此，当原料配比调整到一个平衡点时，铁水每日的利润就可以最大化。基于此，原料配比的选择确定主要考虑两个方面的因素。一方面，所选择的原料配比要使得制造出的产品具有一定要求的品质，另一方面，所选择的原料配比要尽可能使得产品制造的利润更大。但是，由于可供选择使用的原料配比方案通常数量庞大，而技术人员很难对如此多的原料配比方案进行试算以选出利润足够大的原料配比方案，为此，在本发明实施例中提供了一种基于利润和产品品质的原料配比评估算法，以实现自动地、智能地对几乎所有可供选择的原料配比方案进行试算，从而寻找出更大限度提升利润的原料配比方案。其中，该原料配比评估算法具体在于，在预先给出的初始原料配比的基础上，以迭代的方式，通过分析计算，一次又一次迭代使得原料配比能够在保证产品品质不超出指定范围的情况下向利润更大的方向进行调整。

举例说明，在一种示例性的场景中，本发明实施例可以应用到如图1所示的网络系统中。在该网络系统中，用户可以通过客户端102与服务器101进行交互，以使用服务器提供的基于利润和产品品质的原料配比评估算法，获得利润最优的原料配比方案。具体地，客户端102可以响应于用户的操作向服务器101发送原料配比确定的触发指令。服务器101响应于接收到触发指令，可以获取初始原料配比，其中，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比。然后，服务器101可以以所述初始原料配比作为当前原料配比、以所述利润阈值作为当前最大利润，计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数。若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在所述品质参数指定范围内，则服务器101可以以所述当前利润重新作为所述当前最大利润。再后，服务器101可以根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量并以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向。再后，服务器101可以以调整后得到的原料配比重新作为所述当前原料配比，返回所述计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前原料配比确定为目标原料配比。再后，服务器101可以将所述目标原料配比作为计算结果向客户端102发送，以使得客户端102向用户展示作为计算结果的所述目标原料配比。

作为一种示例，用户可以通过客户端102设置初始原料配比、产品的品质参数的指定范围、原料配比的指定范围等参数。客户端102可以将用户设置的参数发送给服务器101，以便服务器101可以基于用户设置的参数进行计算。

需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

下面结合附图，详细说明本发明的各种非限制性实施方式。

参见图2，示出了本发明实施例中一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法的流程示意图。在本实施例中，所述方法例如可以包括如下步骤：

步骤201、获取初始原料配比，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比。

具体实现时，系统在接收到为所要制造的产品确定原料配比的触发指令时，确定用于制造所述产品所使用的各种原料，并在此基础上获取所述各种原料之间的初始配比方案，作为所述初始原料配比。

可以理解的是，所述初始原料配比是针对原料配比的迭代计算的初始值，系统可以通过迭代计算在初始原料配比的基础上不断对原料配比进行调整，从而得到利润最优的原料配比。在本实施例中，作为迭代计算的初始值，初始原料配比可以有多种不同的获取途径。例如，初始原料配比可以是系统预先设置并存储在系统内部的固定原料配比，系统可以通过自身内部的存储器中获取初始原料配比。又如，初始原料配比也可以是用户在触发原料配比确定时根据实际情况设置的原料配比，系统可以根据用户的设置操作来获取初始原料配比。再如，初始原料配比还可以是历史原料配比确定过程中所涉及的历史原料配比，如历史生产批次中使用次数最多的历史原料配比，系统可以从历史原料配比确定过程所涉及的记录信息中获取初始原料配比。

需要说明的是，本实施例中原料配比确定的方法可以应用到多种不同的产品制造领域。

例如，本实施例可以应用到炼铁领域，则产品制造过程具体为炼铁过程，制造产出的产品具体为铁水。用于制造铁水的原料通常包括精粉、粗粉、烧结燃料、烧结辅料、块矿、球团矿、焦炭、喷吹煤、高炉辅料等，因此，所要确定的原料配比所涉及的原料可以包括以上提及的原料中任意多种的原料。

又如，本实施例可以应用到食品生产领域。制造产出的产品例如可以是酸奶等食品。以酸奶为例，用于制造酸奶的原料通常包括生牛乳、果葡糖浆、白砂糖、乳杆菌等，因此，所要确定的原料配比所涉及的原料可以包括以上提及的原料中任意多种的原料。

作为一种示例，本实施例所涉及的术语“原料配比”可以通过百分比的形式来表示。例如，对于炼铁过程来说，若生产一吨铁水需要耗费0.8吨废铁、0.3吨生铁、0.1吨硅铁、0.1吨锰铁，则原料配比可以表示为：废铁61.5％、生铁23％、硅铁7.75％、锰铁7.75％。进一步而言，由于一种具体的原料配比实际上包括其中各个原料所占有的具体百分比，因此，为了便于后续的迭代计算，一种具体的原料配比可以被表示为一个一维向量，该一维向量包括的各个元素可以为各个原料所占有的具体百分比。

步骤202、以所述初始原料配比作为当前原料配比，并以预设的利润阈值作为当前最大利润。

具体实现时，在针对当前原料配比和当前最大利润的迭代计算开始之前，将初始原料配比赋值给当前原料配比并将预设的利润阈值赋值给当前最大利润，以便开始迭代计算。其中，作为迭代计算的初始条件，预设的利润阈值可以被设置为无穷小(即“－∞”)，以使得迭代计算能够执行下去。

可以理解的是，在第一次迭代计算过程中，其当前原料配比为初始原料，其当前最大利润为预设的利润阈值。而对于后续的每一次迭代计算过程，其当前原料配比是前一次迭代计算过程得到的，其当前最大利润是前一次迭代计算过程确定的。

步骤203、计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数。

在本实施例中，为了便于产品利润的量化，所要计算的当前利润是单位时间内产出所述产品所能得到的利润。例如，对于炼铁过程来说，所要计算的当前利润可以表示每日产出铁水所能得到的利润。

需要说明的是，当前利润主要与单位时间内产出产品的产量和产出单位产品所能得到的利润有关，而产出单位产品所能得到的利润则与单位产品的售价与单位产品的成本有关。因此，在一些实施方式中，当前利润可以通过以下公式来计算：当前利润＝单位时间内产出产品的产量×(单位产品的售价－单位产品的成本)。例如，对于炼铁过程来说，每日铁水利润＝每日铁水产量×(吨铁售价－吨铁成本)。

对于单位产品的成本，该成本的计算例如可以主要考虑以下几个方面：一方面，产品成本与制造产品所用的原料成本有关，原料成本包括每种原料的价格，而每种原料的价格取决于每种原料的单位价格与每种原料的用量；另一方面，产品成本与单位产品所消耗的固定成本有关；再一方面，由于产品制造过程中除了该产品之外有时还存在一些副产品，这些副产品的价值可以回收冲减该产品的成本，因此，产品成本还与副产品带来的回收冲减成本有关。基于以上几个方面，单位产品的成本可以基于每种原料的单位价格、每种原料的用量、单位产品消耗的固定成本以及副产品带来的回收冲减成本进行计算。例如，对于炼铁过程来说，以每吨铁水所消耗的成本作为单位产品的成本，则每吨铁水的成本可以通过以下公式来计算：每吨铁水的成本＝∑(每吨原料的价格×生产每吨铁水消耗的原料的吨数)+每天的固定成本/铁水的日产量－每吨铁水相应的回收冲减成本。

对于单位产品的售价，若该产品是最终销售的产品则可以基于市场价确定单位产品的售价，若该产品并不是最终销售的产品则可以基于由该产品制造出的最终销售的产品的售价及由该产品制造出最终销售的产品所需要的成本确定单位产品的售价。例如，对于炼铁过程来说，以每吨铁水的售价作为单位产品的售价，以铁水制成的钢坯作为最终销售的产品，则每吨铁水的售价＝钢坯售价－钢后成本。其中，钢后成本表示从铁水制成钢坯的过程中所耗费的成本。

对于单位时间内产出产品的产量，该产品的计算例如可以主要考虑以下几个方面：一方面，产量与许多影响因素有关；另一方面，在各影响因素处于基准水平的情况下，产量为与基准水平的影响因素相对应的基准产量；再一方面，影响因素的水平相对于基准水平发生变化时会使得产量发生相应的变化，产量的变化程度与影响因素水平的变化程度和影响因素对产品的影响程度有关。基于以上几个方面，单位时间内产出产品的产量可以基于基准的产品产量、各影响因素的水平相对于基准水平的变化量以及各影响因素对产品产量的影响程度进行计算。例如，对于炼铁过程来说，以每日铁水产量作为单位时间内产出产品的产量，则每日铁水产量可以通过以下公式来计算：每日铁水产量＝基准铁水产量×[1+∑(铁水产量的影响因素的变化量×影响因素对铁水产量的影响程度系数)]。其中，铁水产量的影响因素例如可以包括入炉品位、焦炭灰分、焦炭硫分等。

可以理解的是，在寻找利润最大的原料配比时，还要保证寻找到的原料配比能够保证一定的产品品质。为此，对于当前原料配比，还要计算在当前原料配比下产出的产品具有的品质参数。

通常来说，一种产品的品质可以通过许多种不同的品质参数来衡量。因此，在确定原料配比的过程中，所使用的品质参数可以是任意一种或多种能够衡量产品品质的参数。例如，对于炼铁过程来说，铁水的品质可以通过二维碱度、硅铝比、烧结品位、硫排放浓度、配碳量、FeO含量、转鼓指数、还原度、低温还原粉化率、镁铝比、四维碱度、磷含量、锰含量、入炉品位、硫负荷、碱负荷等参数来衡量。因此，在确定原料配比过程中所涉及的品质参数可以包括以上提及的任意一种或多种参数。

对于一种具体的品质参数来说，可以选择与该品质参数相适应的计算方式来计算当前品质参数。作为一种示例，对于有些品质参数，可以依据元素守恒来计算当前品质参数。如，对于炼铁过程中铁水的烧结品位来说，烧结品位＝∑(每吨烧结矿消耗的原料吨数×原料的铁元素含量)×元素残留率。作为另一种示例，对于有些品质参数，可以依据实际生产状况中涉及的因素来就散当前品质参数。如，对于炼铁过程中铁水的配碳量来说，配碳量＝基准配碳量+原料氧化铁的变化×原料氧化铁对配碳量的影响系数+原料水的变化×原料水对配碳量的影响系数。

步骤204、若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在预设的品质参数指定范围内，则以所述当前利润作为所述当前最大利润并以所述当前原料配比作为当前最优配比。

可以理解的是，对于本次迭代计算过程来说，当前最优配比是前续的迭代计算过程中确定出的能够保证产品品质且利润最大的原料配比，当前最大利润则是当前最优配比下所能得到的产品利润。因此，对于本次迭代计算过程所针对的当前原料配比来说，若其当前利润超过当前最大利润且当前品质参数在品质参数指定范围内，则表示当前原料配比是比当前最优配比更优的原料配比，此时可以将当前原料配比赋值给当前最优配比并将当前利润赋值给当前最大利润。

此外，对于本次迭代计算过程所针对的当前原料配比来说，若其当前利润小于当前最大利润，则表示当前原料配比并不比当前最优配比更优，此时可以保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变，而不使用当前原料配比对当前最优配比进行赋值，也不使用当前利润对当前最大利润进行赋值。若其当前品质参数在品质参数指定范围之外，则也表示当前原料配比并不比当前最优配比更优，此时也可以保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变。

需要说明的是，在确定原料配比过程中所使用的每一种品质参数可以均具有一个与其相对应的品质参数指定范围。例如，对于炼铁过程来说，若采用烧结品位和配碳量两种品质参数来衡量铁水的品质，则可以为烧结品位预设一个烧结品位的指定范围并为配碳量预设一个配碳量的指定范围。

此外，品质参数指定范围具体可以表示为品质参数的上限与品质参数的下限之间的范围，其中品质参数的上限与品质参数的下限为预设的值。

可以理解的是，品质参数指定范围可以是系统内为品质参数预设并存储的固定范围，也可以是系统根据用户的设置操作获取到的范围。

步骤205、根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向。

可以理解的是，对于每一次迭代计算过程，通过分析计算确定出用于指向产品利润的可行上升方向的可行利润上升向量，这样可行利润上升向量可以用于对当前原料配比进行调整，从而使得当前原料配比在一次又一次的迭代计算过程中越来越具有更大的产品利润。

在一些实施方式中，为了使得当前原料配比的调整方向既能够适应于更大的利润也能够适应于品质参数的要求，可行利润上升向量可以是基于利润的梯度和品质参数的梯度来确定。具体地，步骤205例如可以包括：根据所述当前利润计算单位所述产品的利润梯度，并根据所述当前品质参数计算所述产品的品质参数梯度；根据所述利润梯度和所述品质参数梯度计算所述可行利润上升向量。

作为一种可行利润上升向量的具体示例，基于分析计算，可行利润上升向量V可以被设计成包括以下三个向量：

第一向量V1，可以基于所述利润梯度计算得到；

第二向量V2，可以基于投影向量计算得到，其中，所述投影向量为所述利润梯度在品质参数平面上形成的投影，所述品质参数平面为以所述品质参数梯度为法线的平面；

第三向量V3，可以基于所述品质参数梯度计算得到。

在该具体示例中，可行利润上升向量V与第一向量V1、第二向量V2、第三向量V3之间的关系例如可以为：V＝V1+V2+V3。

进一步而言，可行利润上升向量的计算依据除了利润梯度、品质参数梯度之外，还可以包括当前品质参数到品质参数指定范围的边界的距离，即当前品质参数与品质参数指定范围的边界限之间的差值。也就是说，以品质参数距离表示当前品质参数与品质参数指定范围的边界限之间的差值，可行利润上升向量可以基于所述利润梯度、所述品质参数梯度和所述品质参数距离计算得出。具体到前述第一向量、第二向量和第三向量的示例，第一向量V1仍可以基于所述利润梯度计算得到，所述第二向量V2则可以基于所述投影向量和所述品质参数距离计算得出，所述第三向量V3则可以基于所述品质参数梯度和所述品质参数距离计算出的向量。可以理解的是，由于品质参数指定范围的边界限通常包括上限和下限，因此，所述品质参数距离可以是当前品质参数与品质参数指定范围的上限之间的差值，也可以是当前品质参数与品质参数指定范围的下限之间的差值，还可以是前述两个差值中较小的一个差值。

在一个更具体的示例中，第一向量V1、第二向量V2和第三限量V3例如可以通过以下公式进行计算：

其中，表示利润梯度，Pi表示利润梯度在以第i种品质参数的品质参数梯度为法线的平面上形成的投影，表示第i种品质参数的品质参数梯度，dri表示第i种品质参数的品质参数距离。

步骤206、以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整。

具体实现时，以本次迭代计算过程中计算得到的可行利润上升向量，对本次迭代计算过程中的当前原料配比进行调整，从而得到下一次迭代计算过程中的当前原料配比。

在使用可行利润上升向量对当前原料配比进行调整时，可以使用预设的步长来控制每次迭代计算过程对当前原料配比的调整幅度。例如，调整后的原料配比X＝当前原料配比X+可行利润上升向量V×步长step。其中，步长step例如可以设置为0.0001。

步骤207、以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，返回步骤203，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前最优配比确定为目标原料配比。

具体实现时，对于本次迭代计算过程来说，若不满足停止条件，则可以将其调整后得到的原料配比重新赋值给当前原料配比再进行下一次迭代计算过程，以使得下一次迭代计算过程能够针对本次迭代计算过程调整后得到的原料配比再进行进一步地调整，从而使得原料配比在不断的调整中越来越具有更低的产品利润。若满足停止条件，其当前最优配比可以被认为是产品利润最大的原料配比，则当前最优配比可以被确定为目标原料配比进行输出，以使得目标原料配比能够用于指导产品制造过程。

在本实施例中，多种不同的条件可以作为所述停止条件，以用于确定当前最优配比是否能够被认定为产品利润最大的原料配比。

例如，可以以预设的次数阈值对迭代计算过程的次数进行限制，也即，所述停止条件可以包括：所述迭代的次数超过预设的次数阈值。此时，若迭代的次数未超过所述次数阈值则继续执行下一次迭代，若迭代的次数超过所述次数阈值则停止迭代。

又如，可以以预设的最大利润阈值对迭代计算过程得到的当前最大利润进行限制，也即，所述停止条件可以包括：所述当前最大利润小于预设的最大利润阈值。此时，若当前最大利润不大于最大利润阈值则继续执行下一次迭代，若当前最大利润大于最大利润阈值则停止迭代。

此外，若原料配比被设定了指定范围，即原料配比被要求限定在预设的指定范围内，则所述停止条件还可以基于预设的原料配比指定范围来设置。例如，所述停止条件可以包括：所述调整后的原料配比超出预设的原料配比指定范围。此时，若调整后的原料配比未超出预设的原料配比指定范围则继续下一次迭代，若调整后的原料配比超出了预设的原料配比指定范围则停止迭代。其中，原料指定范围具体可以表示为原料配比的上限与原料配比的下限之间的范围，其中原料配比的上限与原料配比的下限为预设的值。

可以理解的是，上述提及的各种停止条件也可以结合在一起使用。例如，停止条件可以同时基于为迭代次数预设的次数阈值和为原料配比预设的原料配比指定范围进行设置。即，所述停止条件包括：所述迭代的次数超过预设的次数阈值，以及，所述调整后的原料配比超出预设的原料配比指定范围。此时，对于本次迭代计算过程来说，若满足上述两个条件中的任意一个或两个则停止迭代，若上述两个条件均不满足则继续下一次迭代。

在一个示例性的应用场景中，以炼铁过程为例，本实施例的方法可以通过图3所示的硬件架构以图3所示的流程图的方式实现。其中，用户客户端可以通过服务器接口与服务器上的炼铁模型模块和配比优化模块进行交互。炼铁厂的工作人员可以通过用户客户端设置原料配比所涉及的各种原料及用于衡量产品的各种品质参数(即图3所示的“指标”)等模型参数，以使得服务器可以通过用户客户端获取用户设置的模型参数并根据模型参数更新原料库。炼铁厂的工作人员还可以通过用户客户端设置用于确定原料配比指定范围的原料配比上下限以及用于确定品质参数指定范围的品质参数上下限，以便服务器可以通过用户客户端获取用户设置的原料配比上下限及品质参数上下限。然后，服务器通过炼铁模型模块与配比优化模块之间的交互处理，执行前述步骤201～207来实现原料配比的优化，从而得到优化后的原料配比。再后，服务器将优化后的原料配比发送给用户客户端，以便炼铁厂可以利用优化后的原料配比指导炼铁生产。

通过本实施例提供的技术方案，在初始原料配比的基础上，以迭代的方式，通过分析计算，一次又一次迭代使得原料配比能够在保证产品品质不超出指定范围的情况下向利润更大的方向进行调整，因此，在无需技术人员付出较大工作量的情况下，本发明实施例能够对远超技术人员试算数量的原料配比方案进行评估，并且评估的精度远超技术人员试算的精度，可见，本发明实施例最终确定出的目标原料配比，不仅能够保证一定的产品品质，而且比技术人员试算得到的最优原料配比更大限度地提升利润，从而实现产品制造利润的最大化。

参见图4，示出了本发明实施例中一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的装置的结构示意图。在本实施例中，所述装置可以包括：

获取单元401，用于获取初始原料配比，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比；

第一确定单元402，用于以所述初始原料配比作为当前原料配比，并以预设的利润阈值作为当前最大利润；

计算单元403，用于计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数；

第二确定单元404，用于若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在预设的品质参数指定范围内，则以所述当前利润作为所述当前最大利润并以所述当前原料配比作为当前最优配比；

分析单元405，用于根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向；

调整单元406，用于以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整；

迭代控制单元407，用于以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，重新触发所述计算单元，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前最优配比确定为目标原料配比。

可选的，所述分析单元405，具体用于：

根据所述当前利润计算单位所述产品的利润梯度，并根据所述当前品质参数计算所述产品的品质参数梯度；

根据所述利润梯度和所述品质参数梯度计算所述可行利润上升向量。

可选的，所述可行利润上升向量包括第一向量、第二向量和第三向量；

所述第一向量为基于所述利润梯度计算出的向量；

所述第二向量为基于投影向量计算出的向量，其中，所述投影向量为所述利润梯度在品质参数平面上形成的投影，所述品质参数平面为以所述品质参数梯度为法线的平面；

所述第三向量为基于所述品质参数梯度计算出的向量。

可选的，

所述第二向量具体为基于所述投影向量和品质参数距离计算出的向量；

所述第三向量具体为基于所述品质参数梯度和所述品质参数距离计算出的向量；

其中，所述品质参数距离具体为所述当前品质参数与所述品质参数指定范围的边界限之间的差值。

可选的，还包括：

第一保持单元，用于若所述当前利润小于所述当前最大利润，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变；

第二保持单元，用于若所述当前品质参数在所述品质参数指定范围之外，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变。

可选的，所述停止条件包括为：所述迭代的次数超过预设的次数阈值。

可选的，所述停止条件还包括：所述调整后的原料配比超出预设的原料配比指定范围。

可选的，所述产品制造过程具体为炼铁过程，所述产品具体为铁水。

可选的，所述用于制造产品的各种原料包括以下原料中的任意多种：

精粉、粗粉、烧结燃料、烧结辅料、块矿、球团矿、焦炭、喷吹煤、高炉辅料。

可选的，所述品质参数包括以下参数中的任意一种或多种：

二维碱度、硅铝比、烧结品位、硫排放浓度、配碳量、FeO含量、转鼓指数、还原度、低温还原粉化率、镁铝比、四维碱度、磷含量、锰含量、入炉品位、硫负荷、碱负荷。

通过本实施例提供的技术方案，在初始原料配比的基础上，以迭代的方式，通过分析计算，一次又一次迭代使得原料配比能够在保证产品品质不超出指定范围的情况下向利润更大的方向进行调整，因此，在无需技术人员付出较大工作量的情况下，本发明实施例能够对远超技术人员试算数量的原料配比方案进行评估，并且评估的精度远超技术人员试算的精度，可见，本发明实施例最终确定出的目标原料配比，不仅能够保证一定的产品品质，而且比技术人员试算得到的最优原料配比更大限度地提升利润，从而实现产品制造利润的最大化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的方法，其特征在于，包括：

获取初始原料配比，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比；

以所述初始原料配比作为当前原料配比，并以预设的利润阈值作为当前最大利润；

计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数；

若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在预设的品质参数指定范围内，则以所述当前利润作为所述当前最大利润并以所述当前原料配比作为当前最优配比；

根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向；

以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整；

以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，返回所述计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前最优配比确定为目标原料配比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，包括：

根据所述当前利润计算单位所述产品的利润梯度，并根据所述当前品质参数计算所述产品的品质参数梯度；

根据所述利润梯度和所述品质参数梯度计算所述可行利润上升向量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可行利润上升向量包括第一向量、第二向量和第三向量；

所述第一向量为基于所述利润梯度计算出的向量；

所述第二向量为基于投影向量计算出的向量，其中，所述投影向量为所述利润梯度在品质参数平面上形成的投影，所述品质参数平面为以所述品质参数梯度为法线的平面；

所述第三向量为基于所述品质参数梯度计算出的向量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述第二向量具体为基于所述投影向量和品质参数距离计算出的向量；

所述第三向量具体为基于所述品质参数梯度和所述品质参数距离计算出的向量；

其中，所述品质参数距离具体为所述当前品质参数与所述品质参数指定范围的边界限之间的差值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述当前利润小于所述当前最大利润，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变；

若所述当前品质参数在所述品质参数指定范围之外，则保持所述当前最大利润和所述当前最优配比不变。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述停止条件包括为：所述迭代的次数超过预设的次数阈值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述停止条件还包括：所述调整后的原料配比超出预设的原料配比指定范围。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产品制造过程具体为炼铁过程，所述产品具体为铁水。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用于制造产品的各种原料包括以下原料中的任意多种：

精粉、粗粉、烧结燃料、烧结辅料、块矿、球团矿、焦炭、喷吹煤、高炉辅料。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述品质参数包括以下参数中的任意一种或多种：

二维碱度、硅铝比、烧结品位、硫排放浓度、配碳量、FeO含量、转鼓指数、还原度、低温还原粉化率、镁铝比、四维碱度、磷含量、锰含量、入炉品位、硫负荷、碱负荷。

11.一种产品制造过程中基于利润确定原料配比的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取初始原料配比，所述初始原料配比表示用于制造产品的各种原料之间的配比；

第一确定单元，用于以所述初始原料配比作为当前原料配比，并以预设的利润阈值作为当前最大利润；

计算单元，用于计算所述当前原料配比下单位时间内产出所述产品所能得到的利润作为当前利润并计算所述当前原料配比下产出所述产品的品质参数作为当前品质参数；

第二确定单元，用于若所述当前利润大于或等于所述当前最大利润且所述当前品质参数在预设的品质参数指定范围内，则以所述当前利润作为所述当前最大利润并以所述当前原料配比作为当前最优配比；

分析单元，用于根据所述当前利润和所述当前品质参数进行分析计算得到可行利润上升向量，其中，所述可行利润上升向量的方向指向产品利润的可行上升方向；

调整单元，用于以所述可行利润上升向量对所述当前原料配比进行调整；

迭代控制单元，用于以调整后得到的原料配比作为所述当前原料配比，重新触发所述计算单元，以进行迭代，直至迭代满足停止条件则将所述当前最优配比确定为目标原料配比。