技術領域

本發明屬于選礦過程技術領域，具體涉及一種選礦過程工藝指標優化決策系統及方法。

背景技術

鋼鐵工業是國民經濟的基礎產業，對推進工業現代化進程、提高國家經濟和軍事地位都起著極為重要的作用，是保證社會穩定發展、國力日益提高的重要支柱產業。鋼鐵工業的迅速發展帶動鐵礦石需求不斷上漲。雖然鐵礦石的地質存儲豐富，但以鐵含量較低的貧礦居多。貧礦難于直接利用，開采選別難度較大，且鐵礦石屬于不可再生的礦產資源，在鋼鐵工業大量消耗下，許多礦井也在不斷枯竭、廢棄。因此，礦石資源的有效利用是目前亟待解決的重要問題。

選礦過程是將從地下開采出來的鐵礦石經一系列操作分離成有用礦物和脈石，使得有用礦物成分富集，從而獲得品位合格的精礦和尾礦的過程，包括破碎、磨礦和分選等多道工序。選礦過程是原礦石到鋼鐵生產鏈中的第一個處理過程，亦是一個關鍵環節，直接關系到鐵礦石的有效利用。當前，選礦工業企業已經由過去的單純追求大型化、高速化、連續化，轉向注重提高產品質量、降低生產成本、減少資源消耗和環境污染、可持續發展的軌道上來。這就對選礦生產全流程的運行優化與控制提出了更高的要求。選礦過程工藝指標決策是根據生產計劃部門和調度部門給出的綜合生產指標在空間尺度上轉化為各個工序的工藝指標、實現對選礦過程各工序的工藝指標進行優化決策的過程。在生產全流程的運行與控制流程中，工藝指標決策過程的作用至關重要，由它來協調選礦生產流程的全局，保證整個生產過程目標的完成，對于實現全流程的優化起著承上啟下和在各個工序之間相互協調的重要作用。

雖然在選礦過程的工藝設計階段，會對各工序的工藝指標的最佳范圍進行設計，并在計劃調度指令中給出相應的指導值，但由于選礦生產原料種類繁多，工藝上不能一次性對所有原礦類型進行設計。為了能夠生產出質量合格的產品，生產運行過程需要根據不同礦石種類及性質設定工藝指標和過程參數，才能保證生產出合格產品。此外，選礦過程中的工藝指標值不能及時在線獲得，而是通過抽樣的方式化驗得到，對整個過程造成一定的滯后性。因此為了更好的實現綜合生產指標，僅僅憑借人工設定及調整是難以滿足越來越高的工藝指標要求，這就需要對選礦過程進行優化調控，即根據綜合生產指標的信息，尋找出最佳的工藝指標設定值，然后將每個設定值下達給運行控制層轉化成控制回路中的操作參數，使得每個工序都能實現每個工藝指標的要求，進而完成企業生產管理者下達的綜合生產指標的要求。

因此，研究如何在有效的對選礦生產全流程的各個工序(設備/過程)的工藝指標進行協調決策是極其重要的。選礦工業中，在提高產品質量、降低企業生產成本、減少社會資源消耗和環境污染并保持可持續發展等方面，選礦生產全流程的工藝指標優化決策系統及方法起著不可替代的作用。

目前，選礦生產過程的工藝指標決策主要以人工決策、案例推理和基于進化方法進行優化決策幾種方式。對于憑經驗進行人工協調的方式，常常存在隨機性大、不能及時反應等問題；基于案例推理或專家規則等方法優化決策出的控制回路設定值往往偏離優化設定值，還需預報、校正等環節；而基于智能進化方法的工藝指標決策優化，可以根據生產實際工況在滿足多目標和約束要求的非支配解集中選取合適的設定值，所以采用智能方法進行指標決策進行工藝指標值決策具有良好的效果和效率。現階段基于智能進化方法的工藝指標決策優化主要采用的是NSGA-II進化方法，方法選取較為單一。且NSGA-II方法雖然目前應用較廣，但方法仍然有缺陷：NSGA-II方法的種群初始化僅采用簡單的隨機初始化方法，無法將所有個體均勻分布到整個待探索的優化空間中；NSGA-II方法的進化過程僅采用單線式的種群進化方式，從而對決策空間的搜索效率較低。

綜上所述，設計一個綜合性能良好的選礦過程工藝指標優化決策系統及方法具有非常重要的研究意義和實際應用價值。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種選礦過程工藝指標優化決策系統及方法。

本發明的技術方案是，一種選礦過程工藝指標優化決策系統，包括指標獲取單元、工藝指標優化決策單元、優化設定單元。

所述的指標獲取單元用于獲取選礦過程中設定的選礦過程綜合生產指標期望值、當前選礦過程工況條件、設定的選礦過程工藝指標的邊界條件；

選礦過程綜合生產指標期望值包括綜合精礦產量期望值和綜合精礦品位期望值；

選礦過程工況條件包括：弱磁入磨品位、強磁入磨品位、強磁球磨機臺時處理量、弱磁球磨機臺時處理量、廢石品位、強磁球磨機運時和弱磁球磨機運時；