[发明专利]一种选矿过程工艺指标优化决策系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于选矿过程技术领域，具体涉及一种选矿过程工艺指标优化决策系统及方法。

背景技术

钢铁工业是国民经济的基础产业，对推进工业现代化进程、提高国家经济和军事地位都起着极为重要的作用，是保证社会稳定发展、国力日益提高的重要支柱产业。钢铁工业的迅速发展带动铁矿石需求不断上涨。虽然铁矿石的地质存储丰富，但以铁含量较低的贫矿居多。贫矿难于直接利用，开采选别难度较大，且铁矿石属于不可再生的矿产资源，在钢铁工业大量消耗下，许多矿井也在不断枯竭、废弃。因此，矿石资源的有效利用是目前亟待解决的重要问题。

选矿过程是将从地下开采出来的铁矿石经一系列操作分离成有用矿物和脉石，使得有用矿物成分富集，从而获得品位合格的精矿和尾矿的过程，包括破碎、磨矿和分选等多道工序。选矿过程是原矿石到钢铁生产链中的第一个处理过程，亦是一个关键环节，直接关系到铁矿石的有效利用。当前，选矿工业企业已经由过去的单纯追求大型化、高速化、连续化，转向注重提高产品质量、降低生产成本、减少资源消耗和环境污染、可持续发展的轨道上来。这就对选矿生产全流程的运行优化与控制提出了更高的要求。选矿过程工艺指标决策是根据生产计划部门和调度部门给出的综合生产指标在空间尺度上转化为各个工序的工艺指标、实现对选矿过程各工序的工艺指标进行优化决策的过程。在生产全流程的运行与控制流程中，工艺指标决策过程的作用至关重要，由它来协调选矿生产流程的全局，保证整个生产过程目标的完成，对于实现全流程的优化起着承上启下和在各个工序之间相互协调的重要作用。

虽然在选矿过程的工艺设计阶段，会对各工序的工艺指标的最佳范围进行设计，并在计划调度指令中给出相应的指导值，但由于选矿生产原料种类繁多，工艺上不能一次性对所有原矿类型进行设计。为了能够生产出质量合格的产品，生产运行过程需要根据不同矿石种类及性质设定工艺指标和过程参数，才能保证生产出合格产品。此外，选矿过程中的工艺指标值不能及时在线获得，而是通过抽样的方式化验得到，对整个过程造成一定的滞后性。因此为了更好的实现综合生产指标，仅仅凭借人工设定及调整是难以满足越来越高的工艺指标要求，这就需要对选矿过程进行优化调控，即根据综合生产指标的信息，寻找出最佳的工艺指标设定值，然后将每个设定值下达给运行控制层转化成控制回路中的操作参数，使得每个工序都能实现每个工艺指标的要求，进而完成企业生产管理者下达的综合生产指标的要求。

因此，研究如何在有效的对选矿生产全流程的各个工序(设备/过程)的工艺指标进行协调决策是极其重要的。选矿工业中，在提高产品质量、降低企业生产成本、减少社会资源消耗和环境污染并保持可持续发展等方面，选矿生产全流程的工艺指标优化决策系统及方法起着不可替代的作用。

目前，选矿生产过程的工艺指标决策主要以人工决策、案例推理和基于进化方法进行优化决策几种方式。对于凭经验进行人工协调的方式，常常存在随机性大、不能及时反应等问题；基于案例推理或专家规则等方法优化决策出的控制回路设定值往往偏离优化设定值，还需预报、校正等环节；而基于智能进化方法的工艺指标决策优化，可以根据生产实际工况在满足多目标和约束要求的非支配解集中选取合适的设定值，所以采用智能方法进行指标决策进行工艺指标值决策具有良好的效果和效率。现阶段基于智能进化方法的工艺指标决策优化主要采用的是NSGA-II进化方法，方法选取较为单一。且NSGA-II方法虽然目前应用较广，但方法仍然有缺陷：NSGA-II方法的种群初始化仅采用简单的随机初始化方法，无法将所有个体均匀分布到整个待探索的优化空间中；NSGA-II方法的进化过程仅采用单线式的种群进化方式，从而对决策空间的搜索效率较低。

综上所述，设计一个综合性能良好的选矿过程工艺指标优化决策系统及方法具有非常重要的研究意义和实际应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种选矿过程工艺指标优化决策系统及方法。

本发明的技术方案是，一种选矿过程工艺指标优化决策系统，包括指标获取单元、工艺指标优化决策单元、优化设定单元。

所述的指标获取单元用于获取选矿过程中设定的选矿过程综合生产指标期望值、当前选矿过程工况条件、设定的选矿过程工艺指标的边界条件；

选矿过程综合生产指标期望值包括综合精矿产量期望值和综合精矿品位期望值；

选矿过程工况条件包括：弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机台时处理量、弱磁球磨机台时处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球磨机运时；