烧结综合料场作业管理与优化系统设计及应用研究

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1、中图分类号UDCTPl3620博士学位论文学校代码』533密级公珏烧结综合料场作业管理与优化系统设计及应用研究DesignandApplicationofOperationManagementandOptimizationSystemforSinteringComprehensiveStockyard作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期丝!；：生：鲨蔡雁控制科学与工程智能优化与过程控制信息科学与工程学院吴敏教授答辩委员会主席茎盔鍪中南大学2013年4月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知

2、，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：羞：匝篁日期：二丝生年甥生日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会

3、公众提供信息服务。丑年三月竺日烧结综合料场作业管理与优化系统设计及应用研究摘要：烧结综合料场是存放钢铁企业原料的场地，综合料场占地面积较大，存储的原材料是企业正常生产的前提。综合料场生产工序复杂，生产成本大，建立高效的烧结综合料场作业管理与优化系统对于钢铁企业节约生产成本具有重要意义。目前，烧结综合料场的作业过程并未得到充分优化，在料场储位配置方面，存在存储混乱，料场利用率及原料稳定性不高的问题；在库存量管理方面，存在原料库存量采购不合理，导致库存过多或过少的问题；在料场管理方面，存在堆取料机作业易失误，料场信息不准确等问题。针对上述问题，本文围绕烧结综合料场作业管理与优化方

4、法展开研究，主要的研究工作与创新点如下：(1)基于层次分析法的料场储位模糊多准则优化方法由于钢铁企业原料来源广泛、品种繁多、数量庞大、外在影响因素比较严重等特点，所以原料在综合料场中的各个存储方案的评价是一个定性和定量相结合的多目标优化问题。一般的优化算法不能从根本上解决料场利用率和原料成分稳定性的问题。本文通过分析料场的原料存储情况，以料场利用率和原料场成分稳定性为目标建立储位优化模型。首先根据储位配置的主要影响因素建立七个优化准则，然后应用层次分析法确定各个准则的权重值，解决准则难以量化的问题；最后采用三角模糊数的方法表示权重值和期望值，提高优化结果的合理性。现场运行结果

5、表明，采用该方法建立的系统可以达到预期优化目标，大大降低企业管理的成本。(2)基于多模型集成的原料库存量预测方法原料由于价格、产地及品味的不同在重要程度上存在差异，但是，在形成中和粉的过程中，不同重要程度的原料所占比例是大致不变的，所以原料总量的库存量变化存在一定的规律性，不同重要程度的原料变化也是具有一定规律性的。本文通过深入分析原料的库存量变化特点及影响因素，提出一种基于灰色系统模型与时间序列模型的预测方法来预测原料库存量。首先利用灰色系统可以反映数据序列整体发展趋势的优点，通过对库存量历史数据的滤波、统计、累加或累减生成，建立库存量灰色预测模型，然后利用时间序列模型可以

6、反映数据序列细节波动的优点，对数据序列进行时序分析，建立时间序列自回归积分移动平均模型；最后，建立基于信息熵的原料库存量集成预测模型，该集成模型可以充分集合不同类型模型的优点，准确预测原料库存量，为后续的原料库存量优化提供可靠的依据。(3)基于GA．PAO算法的烧结料场原料库存量优化料场库存量预测的目的是为了防止断料现象的发生，保证生产的连续性，而库存量优化的则是为了最大程度地优化采购库存成本，二者共同构成了料场的原料库存量优化管理。原料采购库存成本的约束是钢铁企业流动资金的制约瓶颈。本文针对钢铁企业烧结料场原料采购与消耗的特点，以企业原料库存费用最小为目标建立烧结综合料场原

7、料库存量优化模型，构建了详细的模型目标函数及约束条件；提出基于标准PSO算法的适应度函数，将GA算法用于PSO算法的改进，设计详细的算法参数，并对GA．PSO算法与标准的PSO算法进行寻优结果对比。同时，应用某钢铁企业烧结生产线的综合料场实际生产数据进行仿真，结果表明，该库存量优化模型结合GA．PAO算法实现了原料库存成本的优化，为钢铁企业采购计划的制定提供决策支持。(4)烧结综合料场作业管理与优化系统的设计及其工业应用结合工业现场实际，根据某钢铁企业360m2烧结生产线对系统的软件、硬件结构进行分析，