本發(fā)明涉及礦山企業(yè)生產(chǎn)線排程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種不飽和訂單下的礦山生產(chǎn)自動(dòng)排程優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：近年來，我國鐵礦石需求在中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和增速下滑的影響下，增速逐步達(dá)到飽和點(diǎn)，再加上國外鐵礦巨頭的打擊，促使鐵礦石價(jià)格急劇下跌，大部分企業(yè)不盈利甚至大規(guī)模虧損情況下生產(chǎn)，顯然，在訂單不足的情況，如何優(yōu)化生產(chǎn)，降低成本已成為礦山企業(yè)首要考慮的問題。礦山生產(chǎn)包括采礦、選礦、燒結(jié)、球團(tuán)等生產(chǎn)工藝，屬于離散與連續(xù)流程相結(jié)合的復(fù)雜生產(chǎn)，影響生產(chǎn)因素眾多，計(jì)劃安排難度大。在實(shí)際生產(chǎn)中，計(jì)劃人員需要根據(jù)訂單任務(wù)、地質(zhì)賦存條件、設(shè)備資源和檢修狀況、選礦工藝狀況、水電資源保障情況、人員狀況等進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃排程。在礦石市場(chǎng)好，價(jià)格高的時(shí)候，計(jì)劃人員基本都是依靠經(jīng)驗(yàn)按照最大生產(chǎn)量進(jìn)行組織生產(chǎn)。在訂單任務(wù)不足，變化頻繁的條件下，這種排程方法存在以下缺陷：(1)影響生產(chǎn)排程的因素眾多，按照以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工排程只能是個(gè)可行方案。(2)生產(chǎn)排程需要的信息采集數(shù)據(jù)量大，需要多個(gè)業(yè)務(wù)部門、多個(gè)生產(chǎn)單位配合采集，生產(chǎn)排程周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效益低。(3)當(dāng)訂單變更頻繁時(shí)，傳統(tǒng)手工排程更會(huì)使生產(chǎn)計(jì)劃難以實(shí)現(xiàn)。綜上所述可以看出，如何克服上述現(xiàn)有技術(shù)的種種問題，已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種不飽和訂單下的礦山生產(chǎn)自動(dòng)排程優(yōu)化方法，以達(dá)到解決在訂單任務(wù)不足，訂單變化頻繁的條件下，優(yōu)化生產(chǎn)和降低成本目的。一種不飽和訂單下的礦山生產(chǎn)自動(dòng)排程優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1、確定礦山企業(yè)生產(chǎn)排程優(yōu)化目標(biāo)及約束條件；所述優(yōu)化目標(biāo)為：在給定的訂單和生產(chǎn)條件下，即各采礦單位地質(zhì)賦存條件，各單位最大生產(chǎn)能力、運(yùn)輸能力和選礦工藝條件下，最小化生產(chǎn)總成本；所述約束條件包括：采礦單位生產(chǎn)能力約束、選礦單位入選礦石性質(zhì)約束、選礦單位生產(chǎn)能力約束、訂單輸出約束、非負(fù)約束、運(yùn)輸能力約束；步驟2、周期性地從企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)ERP中自動(dòng)獲取各采礦、選礦單位的生產(chǎn)成本、設(shè)備維修和訂單數(shù)據(jù)；步驟3、當(dāng)訂單出現(xiàn)變化時(shí)，針對(duì)礦山企業(yè)生產(chǎn)成本優(yōu)化目標(biāo)及約束條件，采用基于自適應(yīng)搜索的免疫粒子群算法對(duì)下屬各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)量進(jìn)行排程優(yōu)化，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)總成本最低；具體步驟如下：步驟3-1、初始化及建立粒子群：建立一個(gè)一定種群數(shù)量的粒子群，并對(duì)粒子群的速度和位置進(jìn)行初始化；步驟3-2、獲得初始種群各個(gè)粒子濃度，得到各粒子的親和力，并根據(jù)各粒子的親和力將粒子從高到低排序；步驟3-3、根據(jù)粒子群的最大濃度值的大小，將父代種群分成第一子種群和第二子種群；所述的第一子種群：由父代親和力高于設(shè)定值的粒子構(gòu)成，所述的第二子種群：由剩余粒子構(gòu)成；步驟3-4、第一子種群根據(jù)粒子群算法對(duì)速度和位置進(jìn)行更新，第二子種群進(jìn)行疫苗接種；步驟3-5、將更新后的第一子種群和疫苗接種后的第二子種群進(jìn)行合并，獲得新種群，新種群根據(jù)粒子群算法對(duì)速度和位置進(jìn)行更新，形成新父代，更新個(gè)體極值和群體極值；步驟3-6、判斷群體極值是否滿足最大的循環(huán)代數(shù)或者連續(xù)多代最優(yōu)解無變化，若是，則停止運(yùn)行并輸出結(jié)果，獲得企業(yè)生產(chǎn)總成本，否則返回執(zhí)行步驟3-2；步驟4、根據(jù)優(yōu)化后的各生產(chǎn)單位生產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)整，返回步驟2。步驟1所述的優(yōu)化目標(biāo)，具體公式如下：其中，H表示企業(yè)生產(chǎn)總成本，i表示第i個(gè)選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個(gè)采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個(gè)數(shù)為，m表示選礦單位個(gè)數(shù)為，ki表示每噸精礦選礦加工變動(dòng)成本，xij表示第j個(gè)采礦單位產(chǎn)出的礦石運(yùn)送到第i個(gè)選礦單位的礦石產(chǎn)量，di表示每個(gè)選礦廠的選比；oj表示每個(gè)采礦單位的采礦變動(dòng)成本。步驟1所述約束條件包括：采礦單位生產(chǎn)能力約束、選礦單位入選礦石性質(zhì)約束、選礦單位生產(chǎn)能力約束、訂單輸出約束、非負(fù)約束、運(yùn)輸能力約束；具體如下：(1)采礦單位生產(chǎn)能力約束：其中，Qj表示第j個(gè)采礦單位最小的出礦量；xij表示第j個(gè)采礦單位產(chǎn)出的礦石運(yùn)送到第i個(gè)選礦單位的礦石產(chǎn)量，i表示第i個(gè)選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個(gè)采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個(gè)數(shù)為，m表示選礦單位個(gè)數(shù)為，Aj表示第j個(gè)采礦單位最大的出礦量；(2)選礦單位入選礦石性質(zhì)約束：其中，gj表示第j個(gè)采礦的礦石采出品位；gk表示最高入選品位；gt表示最低入選品位；(3)選礦單位生產(chǎn)能力約束：其中，Qimax表示第i個(gè)選礦單位的最大生產(chǎn)能力，Qimin表示第i個(gè)選礦單位的最低生產(chǎn)保有量；(4)訂單輸出約束：其中，Mi為第i條產(chǎn)線的訂單量；di表示每個(gè)選礦廠的選比；Mi庫表示第i條產(chǎn)線當(dāng)前庫存量，Mi庫max表示第條產(chǎn)線的最大庫存量；(5)非負(fù)約束：xij≥0(7)(6)運(yùn)輸能力約束：xij＜Tij(8)其中，Tij為第j個(gè)采礦單位輸送到第i個(gè)選礦單位的輸送能力。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提出一種不飽和訂單下的礦山生產(chǎn)自動(dòng)排程優(yōu)化方法，本方法是在制定礦山企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃過程中，約束條件中的訂單任務(wù)發(fā)生變化的情況下，主要是在礦山商品量輸出發(fā)生變化的情況下，自動(dòng)讀取ERP中的生產(chǎn)成本、設(shè)備維修和訂單數(shù)據(jù)，針對(duì)礦山企業(yè)生產(chǎn)排程優(yōu)化目標(biāo)及約束條件自動(dòng)對(duì)生產(chǎn)排程進(jìn)行優(yōu)化，避免了生產(chǎn)排程所需要的人工數(shù)據(jù)采集和手工排程，縮短了排程周期，降低了勞動(dòng)成本，并且是個(gè)優(yōu)化的排程方案，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。附圖說明圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的不飽和訂單下的礦山生產(chǎn)自動(dòng)排程優(yōu)化方法流程圖；圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。本發(fā)明實(shí)施例中，不飽和訂單下的礦山生產(chǎn)自動(dòng)排程優(yōu)化方法，方法流程圖如圖1所示，包括以下步驟：步驟1、確定礦山企業(yè)生產(chǎn)排程優(yōu)化目標(biāo)及約束條件；所述優(yōu)化目標(biāo)為：在給定的訂單和生產(chǎn)條件下，即各采礦單位地質(zhì)賦存條件，各單位最大生產(chǎn)能力、運(yùn)輸能力和選礦工藝條件下，最小化生產(chǎn)總成本；具體公式如下：其中，H表示企業(yè)生產(chǎn)總成本，i表示第i個(gè)選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個(gè)采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個(gè)數(shù)為，m表示選礦單位個(gè)數(shù)為，ki表示每噸精礦選礦加工變動(dòng)成本，xij表示第j個(gè)采礦單位產(chǎn)出的礦石運(yùn)送到第i個(gè)選礦單位的礦石產(chǎn)量，di表示每個(gè)選礦廠的選比；oj表示每個(gè)采礦單位的采礦變動(dòng)成本。所述約束條件包括：采礦單位生產(chǎn)能力約束、選礦單位入選礦石性質(zhì)約束、選礦單位生產(chǎn)能力約束、訂單輸出約束、非負(fù)約束、運(yùn)輸能力約束；具體如下：(1)采礦單位生產(chǎn)能力約束：其中，Qj表示第j個(gè)采礦單位最小的出礦量；xij表示第j個(gè)采礦單位產(chǎn)出的礦石運(yùn)送到第i個(gè)選礦單位的礦石產(chǎn)量，i表示第i個(gè)選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個(gè)采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個(gè)數(shù)為，m表示選礦單位個(gè)數(shù)為，Aj表示第j個(gè)采礦單位最大的出礦量；(2)選礦單位入選礦石性質(zhì)約束：其中，gj表示第j個(gè)采礦的礦石采出品位；gk表示最高入選品位；gt表示最低入選品；位；(3)選礦單位生產(chǎn)能力約束：其中，Qimax表示第i個(gè)選礦單位的最大生產(chǎn)能力，Qimin表示第i個(gè)選礦單位的最低生產(chǎn)保有量；(4)訂單輸出約束：其中，Mi為第i條產(chǎn)線的訂單量；di表示每個(gè)選礦廠的選比；Mi庫表示第i條產(chǎn)線當(dāng)前庫存量，Mi庫max表示第條產(chǎn)線的最大庫存量；(5)非負(fù)約束：xij≥0(7)(6)運(yùn)輸能力約束：xij＜Tij(8)其中，Tij為第j個(gè)采礦單位輸送到第i個(gè)選礦單位的輸送能力。步驟2、周期性地從企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)ERP中自動(dòng)獲取各采礦、選礦單位的生產(chǎn)成本、設(shè)備維修和訂單數(shù)據(jù)；本實(shí)施例的數(shù)據(jù)如表1到表3所示：表1采礦單位的約束區(qū)間表2選礦單位的約束區(qū)間表3采礦單位是否向選礦單位供料步驟3、當(dāng)訂單出現(xiàn)變化時(shí)，針對(duì)礦山企業(yè)生產(chǎn)成本優(yōu)化目標(biāo)及約束條件，采用基于自適應(yīng)搜索的免疫粒子群算法對(duì)下屬各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)量進(jìn)行排程優(yōu)化，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)總成本最低；本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2所示，具體步驟如下：步驟3-1、初始化及建立粒子群：建立一個(gè)種群數(shù)量為M的粒子群，并對(duì)粒子群的速度和位置進(jìn)行初始化；步驟3-2、獲得初始種群各個(gè)粒子濃度，得到各粒子的親和力，并根據(jù)各粒子的親和力將粒子從高到低排序；步驟3-3、根據(jù)粒子群的最大濃度值的大小，將父代種群分成兩個(gè)子種群A和B。子種群A繼承了父代親和力高的粒子，子種群B由剩余粒子組成；步驟3-4、子種群A根據(jù)粒子群算法的速度和位置更新公式進(jìn)化，子種群B進(jìn)行疫苗接種；步驟3-5、子種群A和子種群B合并形成新種群C，新種群C根據(jù)粒子群算法的速度和位置公式進(jìn)化，形成新父代，更新個(gè)體極值和群體極值；步驟3-6、判斷群體極值是否滿足最大的循環(huán)代數(shù)或者連續(xù)多代最優(yōu)解無變化，若是，則停止運(yùn)行并輸出結(jié)果，獲得企業(yè)生產(chǎn)總成本，否則返回執(zhí)行步驟3-2；步驟4、根據(jù)優(yōu)化后的各生產(chǎn)單位生產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)整，返回步驟2。本實(shí)施例生產(chǎn)量?jī)?yōu)化結(jié)果如表4和表5所示：表4采礦單位優(yōu)化結(jié)果(萬噸)優(yōu)化前礦石量?jī)?yōu)化后礦石量采礦點(diǎn)1410242.523采礦點(diǎn)2400450.642采礦點(diǎn)313001546.11采礦點(diǎn)41400158177采礦點(diǎn)5600648.629采礦點(diǎn)6100113.756采礦點(diǎn)7520123.193公司合計(jì)47304706.62表5選礦單位優(yōu)化結(jié)果優(yōu)化前鐵精礦優(yōu)化后鐵精礦生產(chǎn)線190.8265232.4666生產(chǎn)線263.5785675.3987生產(chǎn)線3156.8627176.722生產(chǎn)線4287.9079316.321生產(chǎn)線5227.4019266.931生產(chǎn)線6327.7614393.313生產(chǎn)線7320.0569262.238生產(chǎn)線8與生產(chǎn)線9合計(jì)63.418859.9185公司合計(jì)1537.8151533.31在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些事實(shí)例”、“示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體方法或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，表述的具體方法或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)力要求極其等同限定。當(dāng)前第1頁1 2 3