一種不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法與流程

本發明涉及礦山企業生產線排程
技術領域：
，具體涉及一種不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法。
背景技術：
：近年來，我國鐵礦石需求在中國經濟轉型和增速下滑的影響下，增速逐步達到飽和點，再加上國外鐵礦巨頭的打擊，促使鐵礦石價格急劇下跌，大部分企業不盈利甚至大規模虧損情況下生產，顯然，在訂單不足的情況，如何優化生產，降低成本已成為礦山企業首要考慮的問題。礦山生產包括采礦、選礦、燒結、球團等生產工藝，屬于離散與連續流程相結合的復雜生產，影響生產因素眾多，計劃安排難度大。在實際生產中，計劃人員需要根據訂單任務、地質賦存條件、設備資源和檢修狀況、選礦工藝狀況、水電資源保障情況、人員狀況等進行生產計劃排程。在礦石市場好，價格高的時候，計劃人員基本都是依靠經驗按照最大生產量進行組織生產。在訂單任務不足，變化頻繁的條件下，這種排程方法存在以下缺陷：(1)影響生產排程的因素眾多，按照以往經驗進行人工排程只能是個可行方案。(2)生產排程需要的信息采集數據量大，需要多個業務部門、多個生產單位配合采集，生產排程周期長，生產效益低。(3)當訂單變更頻繁時，傳統手工排程更會使生產計劃難以實現。綜上所述可以看出，如何克服上述現有技術的種種問題，已經成為目前亟待解決的問題。技術實現要素：針對現有技術的不足，本發明提出一種不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法，以達到解決在訂單任務不足，訂單變化頻繁的條件下，優化生產和降低成本目的。一種不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法，包括以下步驟：步驟1、確定礦山企業生產排程優化目標及約束條件；所述優化目標為：在給定的訂單和生產條件下，即各采礦單位地質賦存條件，各單位最大生產能力、運輸能力和選礦工藝條件下，最小化生產總成本；所述約束條件包括：采礦單位生產能力約束、選礦單位入選礦石性質約束、選礦單位生產能力約束、訂單輸出約束、非負約束、運輸能力約束；步驟2、周期性地從企業資源計劃系統ERP中自動獲取各采礦、選礦單位的生產成本、設備維修和訂單數據；步驟3、當訂單出現變化時，針對礦山企業生產成本優化目標及約束條件，采用基于自適應搜索的免疫粒子群算法對下屬各生產單位的生產量進行排程優化，進行實現企業生產總成本最低；具體步驟如下：步驟3-1、初始化及建立粒子群：建立一個一定種群數量的粒子群，并對粒子群的速度和位置進行初始化；步驟3-2、獲得初始種群各個粒子濃度，得到各粒子的親和力，并根據各粒子的親和力將粒子從高到低排序；步驟3-3、根據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定值的粒子構成，所述的第二子種群：由剩余粒子構成；步驟3-4、第一子種群根據粒子群算法對速度和位置進行更新，第二子種群進行疫苗接種；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行合并，獲得新種群，新種群根據粒子群算法對速度和位置進行更新，形成新父代，更新個體極值和群體極值；步驟3-6、判斷群體極值是否滿足最大的循環代數或者連續多代最優解無變化，若是，則停止運行并輸出結果，獲得企業生產總成本，否則返回執行步驟3-2；步驟4、根據優化后的各生產單位生產量進行調整，返回步驟2。步驟1所述的優化目標，具體公式如下：其中，H表示企業生產總成本，i表示第i個選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個數為，m表示選礦單位個數為，ki表示每噸精礦選礦加工變動成本，xij表示第j個采礦單位產出的礦石運送到第i個選礦單位的礦石產量，di表示每個選礦廠的選比；oj表示每個采礦單位的采礦變動成本。步驟1所述約束條件包括：采礦單位生產能力約束、選礦單位入選礦石性質約束、選礦單位生產能力約束、訂單輸出約束、非負約束、運輸能力約束；具體如下：(1)采礦單位生產能力約束：其中，Qj表示第j個采礦單位最小的出礦量；xij表示第j個采礦單位產出的礦石運送到第i個選礦單位的礦石產量，i表示第i個選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個數為，m表示選礦單位個數為，Aj表示第j個采礦單位最大的出礦量；(2)選礦單位入選礦石性質約束：其中，gj表示第j個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)選礦單位生產能力約束：其中，Qimax表示第i個選礦單位的最大生產能力，Qimin表示第i個選礦單位的最低生產保有量；(4)訂單輸出約束：其中，Mi為第i條產線的訂單量；di表示每個選礦廠的選比；Mi庫表示第i條產線當前庫存量，Mi庫max表示第條產線的最大庫存量；(5)非負約束：xij≥0(7)(6)運輸能力約束：xij＜Tij(8)其中，Tij為第j個采礦單位輸送到第i個選礦單位的輸送能力。本發明優點：本發明提出一種不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法，本方法是在制定礦山企業生產計劃過程中，約束條件中的訂單任務發生變化的情況下，主要是在礦山商品量輸出發生變化的情況下，自動讀取ERP中的生產成本、設備維修和訂單數據，針對礦山企業生產排程優化目標及約束條件自動對生產排程進行優化，避免了生產排程所需要的人工數據采集和手工排程，縮短了排程周期，降低了勞動成本，并且是個優化的排程方案，降低了企業生產成本。附圖說明圖1為本發明一種實施例的不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法流程圖；圖2為本發明一種實施例的圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明一種實施例做進一步說明。本發明實施例中，不飽和訂單下的礦山生產自動排程優化方法，方法流程圖如圖1所示，包括以下步驟：步驟1、確定礦山企業生產排程優化目標及約束條件；所述優化目標為：在給定的訂單和生產條件下，即各采礦單位地質賦存條件，各單位最大生產能力、運輸能力和選礦工藝條件下，最小化生產總成本；具體公式如下：其中，H表示企業生產總成本，i表示第i個選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個數為，m表示選礦單位個數為，ki表示每噸精礦選礦加工變動成本，xij表示第j個采礦單位產出的礦石運送到第i個選礦單位的礦石產量，di表示每個選礦廠的選比；oj表示每個采礦單位的采礦變動成本。所述約束條件包括：采礦單位生產能力約束、選礦單位入選礦石性質約束、選礦單位生產能力約束、訂單輸出約束、非負約束、運輸能力約束；具體如下：(1)采礦單位生產能力約束：其中，Qj表示第j個采礦單位最小的出礦量；xij表示第j個采礦單位產出的礦石運送到第i個選礦單位的礦石產量，i表示第i個選礦單位，i＝1，2，3…m，j表示第j個采礦單位，j＝1，2，3…n，n表示采礦單位個數為，m表示選礦單位個數為，Aj表示第j個采礦單位最大的出礦量；(2)選礦單位入選礦石性質約束：其中，gj表示第j個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)選礦單位生產能力約束：其中，Qimax表示第i個選礦單位的最大生產能力，Qimin表示第i個選礦單位的最低生產保有量；(4)訂單輸出約束：其中，Mi為第i條產線的訂單量；di表示每個選礦廠的選比；Mi庫表示第i條產線當前庫存量，Mi庫max表示第條產線的最大庫存量；(5)非負約束：xij≥0(7)(6)運輸能力約束：xij＜Tij(8)其中，Tij為第j個采礦單位輸送到第i個選礦單位的輸送能力。步驟2、周期性地從企業資源計劃系統ERP中自動獲取各采礦、選礦單位的生產成本、設備維修和訂單數據；本實施例的數據如表1到表3所示：表1采礦單位的約束區間表2選礦單位的約束區間表3采礦單位是否向選礦單位供料步驟3、當訂單出現變化時，針對礦山企業生產成本優化目標及約束條件，采用基于自適應搜索的免疫粒子群算法對下屬各生產單位的生產量進行排程優化，進行實現企業生產總成本最低；本發明實施例中，如圖2所示，具體步驟如下：步驟3-1、初始化及建立粒子群：建立一個種群數量為M的粒子群，并對粒子群的速度和位置進行初始化；步驟3-2、獲得初始種群各個粒子濃度，得到各粒子的親和力，并根據各粒子的親和力將粒子從高到低排序；步驟3-3、根據粒子群的最大濃度值的大小，將父代種群分成兩個子種群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根據粒子群算法的速度和位置更新公式進化，子種群B進行疫苗接種；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根據粒子群算法的速度和位置公式進化，形成新父代，更新個體極值和群體極值；步驟3-6、判斷群體極值是否滿足最大的循環代數或者連續多代最優解無變化，若是，則停止運行并輸出結果，獲得企業生產總成本，否則返回執行步驟3-2；步驟4、根據優化后的各生產單位生產量進行調整，返回步驟2。本實施例生產量優化結果如表4和表5所示：表4采礦單位優化結果(萬噸)優化前礦石量優化后礦石量采礦點1410242.523采礦點2400450.642采礦點313001546.11采礦點41400158177采礦點5600648.629采礦點6100113.756采礦點7520123.193公司合計47304706.62表5選礦單位優化結果優化前鐵精礦優化后鐵精礦生產線190.8265232.4666生產線263.5785675.3987生產線3156.8627176.722生產線4287.9079316.321生產線5227.4019266.931生產線6327.7614393.313生產線7320.0569262.238生產線8與生產線9合計63.418859.9185公司合計1537.8151533.31在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些事實例”、“示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體方法或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，表述的具體方法或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權力要求極其等同限定。當前第1頁1 2 3