矿仓优化配矿专家决策支持系统

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1995.06.001 第17卷第6期 北京科技大学学报 Vol.17 No.6 195年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1995 矿仓优化配矿专家决策支持系统 李克庆黄凤吟吴大卫 北京科技大学资源L程学院，北京10083 摘要以海南铁矿物质一信息流向的部分环节为例，设计了融专家系统和决策支持系统于一体的 矿石质量控制系统，介绍了该系统的设计途径和方法，并对系统的运行效果进行了评价， 关键词优化、质量管理/矿仓配矿，专家决策支持系统 中图分类号F407.1.0221 Expert Decision Support System for Ore-Bin Optimization Blending Li Keging Huang Fengyin Wu Dawei College of Resouroe Engineering.USTB.Beijing 1000183.PRC ABSTRACT Based on part link of substance-information system trend of Hainan iron mine, a ore quality control system which combines expert system and decision support system is built. The design way and method of the system are introduced,and the operating result is appraised. KEY WORDS optimization,quality management/ore-bin blending,EDSS 配矿即矿石质量的均衡与控制问题，源于工业部门（用户）对商品矿石质量日益严格的 要求和矿山初级产品（采出产品）质量的不均衡性，.海南铁矿作为一个生产和销售这种商品 矿石，而其原矿品级又相当复杂的老企业，这个问题就显得尤为突出·本文通过对海南铁矿 物质和信息流向的全面分析，设计了解决这个问题的有效途径一一矿仓配矿专家决策支持系 统，论述和介绍了它的原理、方法和预期的效果· 1对现有矿仓贮、放矿系统的分析 从宏观角度来看，矿石从采场由原始地质储量经分爆、分采，不同台阶不同爆堆，不同 品级的交叉出矿，再经破碎、筛洗转变成分布于不同矿仓之中的、质量有时相差较大的初级 成品矿，初级成品矿再经不同矿仓的组合放矿，通过火车运输、码头混均，最后变成商品矿 石，矿石质量通过采场·矿仓→码头三点一线式的物流系统、只要每个环节能够严格遵照操 作规程行事，整个系统的质量就应该不成问题，但对于像“海矿”这样的矿业系统而言，光 靠这种简单的做法是远远不能达到要求的.其原因是采场初级产品生产的短期“不可控”性 和用户对成品矿石质量要求的严格性，一旦用户对商品矿石的质量提出了更高的要求（或者 1995-03-08收稿第-·作者男29岁顾土讲师

第 1卷 第7 期 6 北 京 科 技 大 学 学 报 姚l 年 1月 2 Jo u m a l o U f n i e v s i t y r o S d ef ce n a n d Te ch n o l o y eg i B j i n g 、 , 川 . 17 N 心 】) 戈 . 1望巧 矿仓优化配 矿专家决策支持系 统 李克庆 黄凤 吟 吴大卫 北 京 科技 大 学 资源 上 程 学 院 , 北 京 1〕 旧83 摘要 以 海 南铁矿 物质 一 信息流 向 的部 分环 节为例 , 设计 了融 专家 系统 和决 策 支持 系统于 一 体 的 矿石 质 量控制系 统 , 介绍 了 该系 统的 设计途径和 方法 , 并对系统的 运行效 果进行 了评价 . 关键词 优化 , 质量管理 矿仓配矿 , 专家决策支持 系 统 中图 分类号 F 40 7 . 1 , 0 2 21 E x P e rt eD e i s i o n S u P P o rt S ys t e m of r O r e 一 B i n O P t i而az t i o n B l e dn ign L i 凡理了i n g H u a n g F日l卿i ,: W “ D a w e i 山ll e ge o f R , u吐 E n ig en n n g , U S T B , eB ij i n g l似)8 3 . P R C A 那T R A C T B a s ed o n P a rt lin-k o f s u b s at n ce 一 i n fo mar t i o n s y s et m t enr d o f H a i n a n 而 n 而n e , a o er q ua lit y co n t or l s ys t e m Wh i c h co l l l b i n 器 e x P e rt s ys et m a n d d eas i o n s u P P o rt s ys t e m is b u il t . hT e d es ig n wa y a n d me t h o d o f t h e s ys t e m a er i n t or d u o 汉 1 , a n d ht e o P e ar t i n g 心ul t 15 a PP ar i s ed . K E Y W O R I粥 o P t i而二t i o n , q ua li t y nar n a g e me n t o/ er 一 b i n b len d i n g , El粥 S 配矿 即 矿 石质量 的均衡 与控制 问题 , 源 于 工 业部 门 ( 用 户 ) 对 商品矿石 质量 日益严格 的 要求 和 矿 山 初级 产 品 (采 出产 品 ) 质量 的不 均衡性 . 海南 铁 矿作 为一 个生产 和 销售 这种商 品 矿石 , 而其 原矿 品级 又 相 当复杂 的老企 业 , 这个 问题就显 得尤 为突 出 . 本文通 过对 海南铁 矿 物质和信息 流 向的全 面 分析 , 设计 了解 决这 个问题 的有效 途径 一 一矿仓 配矿 专家决 策支持 系 统 , 论述和介 绍 了它 的原理 、 方法 和 预期 的效 果 . 1 对现有 矿仓贮 、 放矿 系统 的分 析 从宏观角度 来看 , 矿石 从采场 由原始地 质储量 经分爆 、 分 采 , 不 同台 阶不 同爆 堆 , 不 同 品级 的交叉 出矿 , 再 经破碎 、 筛洗 转变 成分 布于 不 同矿 仓之 中的 、 质量 有时相 差较 大 的初级 成品矿 , 初级 成 品矿再 经不 同矿 仓的组 合放矿 , 通 过火车 运输 、 码头混 均 , 最 后变 成商 品矿 石 . 矿石 质量通过 采场~ 矿仓~ 码 头 三点一线式 的物流系统 , 只 要每个环 节能 够严 格遵 照操 作规程行 事 , 整个 系统 的质 量就 应该 不 成 问题 . 但 对于像 “ 海 矿 ” 这样 的矿 业系 统而 言 , 光 靠这种简单 的做 法是远远不 能达到 要求 的 . 其 原 因是采 场初级 产品生产 的短 期 “ 不 可控 ” 性 和用户对成品矿石质量要 求 的严 格性 . 一旦 用 户 对商 品矿 石 的质量提 出 了 更高 的要求 ( 或者 1卯5 一 03 一 08 收 稿 第 一 作者 男 29 岁 硕 上 讲师 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1995. 06. 001

·504· 北京科技大学学报 1995年N0.6 商品矿石的质量局部出现了问题)、这种信息经由码头→矿仓·采场的逐级反馈，最后到达采 场，由于采场不同品级矿石分布的“随机性”，以及采矿作业条件的限制，这种要求在短期 内可能是根本无法满足的，为了应急，企业的决策者就只有把目光转向质量控制的中间环节 一一矿仓，看看能否从现有仓贮中找到一批能够满足要求的矿石，这样，信息就又反馈回了 矿仓，矿仓的优化配矿问题也就产生了，也就是说、就商品矿石生产的长期性而言，只有解 决好了矿仓的贮存和配矿问题，整个质量均衡体系才有可能处于动态可控状态， 就海南铁矿商品矿石的规模化生产和质量控制的经常性而言，主要是规格矿.这种矿 石经爆、采、破碎、筛洗，最后到矿仓中，其分布的状态有以下特点： (1)品位波动幅度大， (2)原矿质量差原矿石全铁品位偏低，而且含疏量日益增大· (3)矿石种类多既有达到一般标准的普通矿，又有块度偏小的水洗矿，还有含硫品 位极高的高硫矿，对此不同类型的矿石，既要专贮，又要分运，还要限量， (4)矿仓分布点多在18个贮矿仓（粉矿仓除外）中，除了几个用于专门贮存平炉矿 外，绝大多数都是规格矿仓， (5)配矿质量要求严格矿山对矿仓每个出矿单元都制定了严格的质量内控标准， (6)放矿限制多矿仓的多点分布造成了它们分别处于不同的3条轨道上， 这就为火车的装矿、编组带来了困难等， 矿仓配矿是一个庞大的决策问题，所需考虑的因素太多，出现问题的种类多样.它不仅 要考虑目前配矿方案的组织和实施，而且还要考虑到码头贮矿场矿石的质量分布情况，近期 的装船情况，并要为未来采场的生产提出指导性的意见，众多的决策因素中，有些是定量 的，有些是定性的，因此，借助计算机的快速、强记忆、逻辑判断能力，解决这些问题正是 矿仓配矿专家决策支持系统开发的出发点· 2多矿仓分单元组合配（放）矿的基本原理 所谓多矿仓分单元组合配（放）矿，是相对于整仓放矿而言的，根据现场配矿实践，整 仓放矿虽然便于现场操作，但是很难达到质量均衡的要求·其原因主要是因为整仓仓贮矿量 较大，而仓与仓之间品位差别又较大，从而导致矿量一质量均衡关系的迟钝性.为了平抑 一个矿仓的高品位，势必需要数量与之接近的低品位矿石，而这样的一整个矿仓又非经常 能够找到的，即便找到了，在满足质量控制标准的前提下，很有可能存在着金属量偏高 (亏)和偏低（引起码头矿石质量整体偏低）的问题， 解决这个问题的唯一途径就是减小配矿批量，通过每趟车的装矿实现不同品级矿石的多 次的、充分的“接触”，使矿石在更小的批量上及早地达到均衡，如果各个小批量的均衡都 实现了，那么大批量（乃至整个码头）的质量控制也就实现了·这样做不仅易于找到能够满 足要求的矿仓，而且由大批量造成的金属量的过亏或风险性也就不存在了· 至此，矿仓配矿就只剩下配矿仓数，各仓放多少矿的问题了.为此假定参加配矿的仓 数最多有3个（考虑到放矿时的可操作性），.每个矿仓都由若干个小单元组成.每个小单元 之间矿量、品位都是相同的.每个矿仓每次可由一个，也可以由多个这样的小单元参加配矿

北 京 科 技 大 学 学 报 l 卯5 年 N o . 6 商 品 矿石 的质 量局部 出现了 问题 ) , 这 种信息 经由码 头~ 矿仓~ 采场的逐级反馈 , 最后到达采 场 . 由于 采场 不 同品 级矿 石分 布的 “ 随机 性 ” , 以 及 采矿作 业 条件 的 限制 , 这 种要 求在 短 期 内可 能是根 本 无法满 足 的 . 为 了 应急 , 企 业的决 策者就 只 有 把 目光转 向质量 控制的 中间环节 -一 一 矿仓 , 看看 能否 从 现有 仓贮 中找 到一批 能够 满足要 求的 矿石 , 这样 , 信 息就又 反馈 回 了 矿仓 , 矿 仓的优 化配矿 问题 也就 产生 了 . 也 就是说 , 就 商品 矿石生 产 的长期性 而 言 , 只 有解 决好 了 矿仓 的贮存 和配 矿 问题 , 整个质 量均衡 体 系才有可 能处于动 态可 控状态 . 就 海南 铁矿商 品矿 石 的规模 化生产 和质 量控 制 的经 常性 而 言 , 主 要 是 规格 矿 . 这 种 矿 石经爆 、 采 、 破碎 、 筛洗 , 最后到 矿仓 中 , 其 分布 的状态有 以下 特点 : ( l) 品位 波动 幅度大 . ( 2) 原矿 质量差 原矿 石 全 铁 品 位偏 低 , 而 且 含 硫量 日益增 大 . ( 3、 矿石 种类多 既有达 到一 般标准 的普通 矿 , 又有块度 偏 小 的 水洗 矿 , 还 有 含 硫 品 位极 高 的高硫 矿 , 对此不 同类 型 的矿 石 , 既要 专贮 , 又 要分 运 , 还 要 限量 . (4) 矿仓 分布点 多 在 18 个贮 矿仓 (粉矿 仓除外 ) 中 , 除 了 几个 用 于 专 门贮存 平 炉矿 外 , 绝大多 数都 是规格矿 仓 . ( 5) 配矿质 量要 求严 格 矿 山 对矿 仓每个 出矿单 元都制 定 了 严格 的质量 内控 标准 . ( 6) 放 矿 限制多 矿 仓 的 多点 分 布 造 成 了 它们 分 别 处 于 不 同 的 3 条 轨 道 上 , 这就 为火车 的装 矿 、 编 组 带来 了困难 等 . 矿 仓 配矿是 一个 庞大 的决策 问题 , 所需 考虑 的因素太 多 , 出现 问题 的种类多样 . 它不 仅 要考虑 目前 配矿方 案 的组织 和实 施 , 而 且还 要考虑 到码 头贮矿 场矿 石的质量 分布情 况 , 近 期 的装船情 况 , 并要 为未 来采 场 的生产提 出指 导 性 的 意见 . 众 多 的决 策 因素 中 , 有 些 是定 量 的 , 有 些是定 性 的 . 因 此 , 借 助计 算机 的快 速 、 强记 忆 、 逻辑判 断 能力 , 解 决这 些问题 正是 矿仓配 矿专 家决策 支持 系 统开发 的出 发点 . 2 多矿仓分 单 元组合 配 (放 ) 矿 的基本原理 所谓 多矿 仓分单 元组 合 配 (放 ) 矿 , 是相 对于 整仓 放矿而 言 的 . 根据 现场 配矿实 践 , 整 仓放矿虽 然便于 现 场操 作 , 但 是很 难达到 质量均衡 的要 求 . 其 原 因主要是 因 为整 仓仓 贮矿量 较大 , 而 仓 与 仓之 间品位 差别 又较大 , 从而 导致 矿量一 质 量 均衡 关 系 的迟 钝 性 . 为 了 平 抑 一 个矿 仓的高 品位 , 势必 需要 数量 与之 接 近 的低 品位 矿 石 , 而 这样 的一 整 个 矿 仓 又 非 经常 能够找 到 的 . 即 便 找 到 了 , 在 满 足 质 量 控制 标 准的 前 提 下 , 很有 可能 存 在 着 金 属 量 偏 高 (亏 ) 和 偏低 ( 引起 码头矿 石 质量 整 体 偏 低 ) 的问 题 . 解 决这个 问题 的唯一途 径就 是减小 配矿 批量 , 通过 每趟车 的装 矿实现 不 同品 级 矿石 的 多 次的 、 充分 的 “ 接触 ” , 使 矿石 在更小 的批 量 上及早地 达到均 衡 , 如果 各 个 小 批量 的 均 衡 都 实现了 , 那 么大 批量 (乃全 整个 码头 ) 的质 量控制 也就 实现 了 . 这 样做不 仅易 于找 到能够 满 足要求的矿仓 , 而且 由大批 量造成 的金 属量 的过亏 或风 险性也 就不存 在 了 . 至 此 , 矿 仓 配 矿就 只 剩 下 配 矿 仓 数 , 各 仓放 多少 矿 的 问题 了 . 为此假 定 参 加 配 矿 的 仓 数最多有 3 个 ( 考虑 到放矿 时的 可操作性 ) . 每个 矿仓 都 由若 干个 小 单元 组 成 . 每 个小 单 元 之间矿量 、 品位都是 相 同的 . 每 个矿 仓每 次 可 由一 个 , 也可 以 由多个这样 的小单元参加配矿

Vol.17 No.6 李可伏等：矿仓优化配矿专家决策支持系统 505. 具体数目取决于它们对配矿目标的满足程度，如满足，则产生一个可行的配矿方案，经过 不同数目的小单元的组合，以及不同矿仓的组合，就可以产生成百个可行方案来.这些方案 经过方案优选专家系统的优化选择，以顺序方式由优到劣呈现于操作人员的面前，决策者可 以确认系统排出的最优放矿旷方案，也可以根据自己的经验和判断，选择一个他自己认为更为 合理的可行方案， 3矿仓配矿系统的整体设计 3.1系统分析 从总体来看，矿仓配矿存在着先两头，后中间的特点，就是说有什么样的码头状况，就 会有什么样的配矿目标，有什么样的矿仓状态，才会有什么样的配矿目标，在这里，码头状 况是一切配矿行为（目标）的出发点，而矿仓状态则是其制约点·为了满足码头状况，同时照顾 到矿仓状态，配矿目标需要在一定的时限（批量）内作出相应的调整.这样，整个矿仓配矿 活动就可概略地归纳如图1所示 矿仓放矿状态 可能参加配矿的矿仓（单元）] +矿仓组合 采场矿仓状态 批量配矿目标 方案 数为0 矿仓现有质、量 码头现状 重新调整日标← 可行方案集 修改现有库存一修改码头库存← 方案优选 图1矿仓配矿系统网络图 由此总体结构特征，即可明确系统的设计目标，即由1个矿仓放矿状态专家系统、1个矿 仓矿石质量维护管理子系统和【个矿仓组合配矿决策子系统、1个放矿优选专家系统组成大 系统。 当然，由于各个系统之间相互关联，信息互为因果，考虑到系统运行的方便性和可操作 性、各个子系统之间势必要相互嵌套融合，最后构成一个具有协同功能的大系统· 3.2矿仓放矿状态专家系统的构筑 对1个矿仓而言、其放矿状态有3种：()由于种种客观原因而不能放矿，把这种矿仓的 状态标定为-1：(2)由于码头急需而必须参加放矿，标定为1；(3)矿仓处于正常状态，因放 矿批量和质量目标的限制，这种矿仓既能参加放矿，又可不必参加放矿（取决于其放矿效 果的优劣)，把这种矿仓状态标定为0. 一个矿仓当前究竟处于何种放矿状态，一方面取决于其自身的情况，同时更多地受码 头、轨道等等环境因素的制约，这种制约程度需经许多的逻辑推理和判断才能最后确定，把 这种逻辑关系通过归纳总结，整理成条，即可构成矿仓放矿状态概念模型，有此模型之后

V b l . 1 7 N 6 . 6 李可 庆 等 :矿仓优化配 矿 专家决策支持 系 统 具 体数 目取决 于它们 对 配矿 目标 的满足 程度 , 如满 足 , 则产生 一 个 可 行 的 配 矿 方 案 . 经 过 不 同数 目的小 单元 的组合 , 以 及不同矿 仓 的组 合 , 就可 以 产生 成百 个可 行 方 案来 . 这 些方案 经过 方案 优 选专家 系统 的优化选 择 , 以 顺序方 式 由优到 劣呈 现 于 操 作人 员的 面前 , 决 策者可 以 确 认系 统排 出的最优放 矿方案 , 也可 以 根 据 自己 的经验 和 判 断 , 选择一 个他 自己认 为更为 合理 的可 行方 案 . 3 矿仓配矿 系统 的整体设计 .3 1 系统分 析 从 总体来 看 , 矿 仓配矿 存在 着先两 头 , 后 中间的特 点 , 就 是说有什 么 样 的码头 状况 , 就 会有什 么 样 的配矿 目标 , 有 什 么 样的矿 仓状态 , 才 会有什 么 样 的配 矿 目标 . 在 这里 , 码头状 况是一切配矿行为 ( 目标 ) 的 出发点 , 而矿仓状态则是其制约点 . 为了满足码头状况 , 同时只勃项 到 矿仓状 态 , 配矿 目标需 要在 一定 的时限 (批 量 ) 内作 出相应 的调 整 . 这 样 , 整个矿 仓配矿 活动就 可概 略地 归纳如 图 1 所示 . 矿仓放矿状态 可 能参加 配 矿 的 矿仓 (单元) 矿仓状态 批量配 矿 目标 矿仓现有质 、 量 重 新调 整 目标 可 行方案集 修改现有库存 修改码头库存 图 1 矿仓配矿系统网络 图 由此 总体 结构 特征 , 即 可 明确系 统的设计 目标 , 即由 1 个矿 仓放 矿状态 专 家 系 统 、 1 个 矿 仓矿 石质 量维 护管理 子 系统 和 1 个矿仓组 合配矿 决策子 系 统 、 1 个放 矿优选 专家 系统组 成 大 系统 . 当然 , 由于 各个 系统之 间相互 关联 , 信 息互 为因 果 , 考 虑到 系统运 行的方便 性 和 可操 作 性 , 各 个子 系统 之 间势必要 相互嵌 套融 合 , 最 后构 成一个 具有 协 同功能 的大 系统 . .3 2 矿 仓放矿 状 态专家 系统 的构筑 对 1 个矿 仓 而言 , 其放 矿状态 有 3 种 : ( l) 由于 种 种客观 原 因 而不 能放 矿 , 把 这 种 矿 仓的 状 态标定 为 一 1; (2 ) 由于 码头 急需而 必须 参加放 矿 , 标定 为 1; (3) 矿 仓处 于 正 常 状 态 , 因 放 矿批 量和 质量 目标的 限制 , 这种 矿仓既 能参加 放矿 , 又 可 不 必 参 加 放 矿 (取 决 于 其 放 矿 效 果 的优劣 ) , 把 这种矿 仓状态 标 定为 .0 一个 矿仓 当前究竟 处于 何种放 矿 状 态 , 一方 面取 决 于 其 自身 的情 况 , 同 时 更多 地 受码 头 、 轨道 等等 环境 因素的制 约 , 这种制 约程度 需经许 多 的逻辑 推理 和判断 才能最后 确定 , 把 这种 逻辑关 系通过 归纳总结 , 整理 成条 , 即 可构成 矿仓放 矿状 态概念 模型 . 有此模 型之 后

·506· 北京科技大学学报 1995年No.6 即可对其进行形式化设计，编制实体程序(ZT-EXPRT),借助专家系统环境VPX四运行之· 33矿仓质、量维护管理系统的设计 1个矿仓，在一定的配矿时限内，既有可能进矿，亦有可能出矿，而且可能不只1次进 矿、1次出矿，而矿仓配矿的前提是应对各个矿仓的仓情有一个充分的了解，这就要求根据 矿仓原有情况，以及矿石进、转运的质、数量对库存进行及时的动态的修改，为下次配矿 做好准备· 由以上要求可知，本系统应具有随时动态显示，修改甚至打印的功能，其中心是矿仓数 量质量数据库.这个数据库应包括以下内容（字段）：(1)矿仓号：用于标识各个 仓；(2)矿量：描述矿仓当前的贮存矿量；(3)含铁：描述仓内矿石总体质量的高低；(4) 含硫：描述仓内矿石含硫量的多寡：(5)矿石类型：便于动态地把握各个仓内贮存矿石的类 型，包括高硫矿、水洗或者普通规格矿. 放矿状态，前述专家系统产生的矿仓可否参与配矿的系统识别标志· 动态显示就是及时地把各个仓内的情况提供给配矿操作者、决策者· 修改就是一旦当矿仓进了矿，或者根据配矿方案放了矿，能及时地修正仓内矿量和品位 (仓内品位放矿不变、进矿则加权平均). 打印则是将动态显示结果以表格形式打印输出· 3.4组合矿仓放矿决策(FKJC)及方案优选(FAYX)系统的设计 矿仓组合原则上以3个仓为标准，由于设定3个仓中最多可有2个的组合矿量为0，所以作 为矿仓组合的结果，最后输出的可行方案可能是单仓放矿、二仓放矿，也可能是三仓放矿， 为了确定3个仓中每个仓各出多少矿量才能使总的配矿量符合要求，而TF和S不致超 标，假定每个矿仓有若干种出矿方式：不出矿(0t),整仓出矿，出1N,出2N……,N 的大小取决于配矿批量的大小，批量越大，则N越小，这样，3个矿仓各以这些出矿方案进 行交叉组合，每种组合则计算其组合总量、TF和S的平均品位，如果它们达到了配矿目 标，则这个组合就是一个可行方案，如此循环迭代，直到所有的出矿方式都组合完毕，再去 考虑别的矿仓组合· 组合配矿的目标可由决策者预先提出，也可由配矿人员在运行的开始优先输人，系统据 此目标配矿、放矿后，即可从矿石质量总体均衡的角度确定下个批量的配矿目标· 方案优远融专家推理与过程运算川于一体，前者主要用于确定定性因素如仓位、仓 数、高硫矿的配矿情况对方案优劣的影响，而后者则完全用来进行配矿结果与配矿目标隶属 度的计算、各方案评判总值的加权运算以及方案的排序，其总体框架如图2所示， 4系统运行效果评价 矿仓的运作是矿石有目标的进仓和出仓，进矿只牵涉到库存的维护与管理，此任务由 管理与维护系统的矿石进仓功能随机完成·出矿则涉及到出矿方案的抉择及放矿后库存

北 京 科 技 大 学 学 报 1卯 5 年 N o . 6 即可 对其进 行形 式化 设计 , 编 制实体 程序 (Z T 一 E XP R )T , 借助 专家 系 统环境 V P义刀 运行 之 3 3 矿 仓质 、 量维护 管理 系统 的设计 1个 矿 仓 , 在一定 的配矿 时限 内 , 既有可 能进 矿 , 亦 有 可能 出 矿 , 而 且 可 能 不 只 1次 进 矿 、 1次 出矿 , 而矿 仓配矿 的前提 是应 对各个 矿仓 的仓情有 一个 充 分 的 了 解 , 这 就 要求 根据 矿仓 原有 情 况 , 以 及矿 石进 、 转运 的质 、 数 量 对库存 进行 及 时 的动 态 的 修 改 , 为下 次配矿 做好准备 . 由以 上要 求 可知 , 本 系 统应具有 随时动 态显示 , 修 改甚至 打印 的功能 , 其 中心是 矿仓 数 量 质 量 数 据 库 . 这 个 数 据 库 应 包 括 以 下 内容 ( 字 段 ) : ( l) 矿 仓 号 : 用 于 标 识 各 个 矿 仓 ; ( 2) 矿量 : 描述矿 仓 当前 的贮存 矿量 ; ( 3) 含 铁 : 描述 仓 内矿 石 总 体 质量 的高 低 ; ( 4) 含硫 : 描 述仓 内矿 石含硫 量 的多寡 ; ( 5) 矿石类 型 : 便 于动 态地把 握各个 仓 内贮存 矿石 的类 型 , 包括 高硫 矿 、 水洗或 者普 通规格 矿 . 放 矿状 态 , 前述 专家 系统产 生 的矿仓可 否参 与配矿 的系统识 别标 志 . 动态显 示 就是及 时地 把各个 仓 内的情况 提供 给配矿操 作者 、 决策 者 . 修 改就 是一 旦 当矿仓进 了矿 , 或 者根据 配矿方 案放 了 矿 , 能及 时地修 正仓 内矿量 和品 位 (仓 内品位 放矿 不变 、 进矿 则加权 平均 ) . 打 印则 是将 动态显 示结 果 以 表格形 式打 印输 出 . .3 4 组合矿仓 放矿决策 ( F K J C ) 及方 案优选 ( F A YX ) 系统的设 计 矿仓 组合 原则 上 以 3 个 仓 为标准 , 由于设定 3 个仓 中最多可有 2 个的组合矿量 为O , 所 以作 为矿仓组 合 的结果 , 最后 输 出的 可 行 方 案 可 能是 单 仓 放 矿 、 二 仓放矿 , 也 可 能是 三仓放矿 . 为 了 确定 3 个仓 中每个 仓各 出多 少矿量 才能使 总 的配矿量 符 含要求 , 而 T F e 和 S 不致 超 标 , 假定每 个 矿仓有 若干 种 出矿方式 : 不 出矿 (0 )t , 整 仓 出矿 , 出 l’/ N , 出 2/ N ~ 一 , N 的大小取决 于 配矿批 量 的大小 . 批量 越大 , 则 N 越小 . 这样 , 3个 矿 仓各 以 这些 出 矿 方案 进 行交叉组 合 , 每 种组 合则 计算 其 组 合 总 量 、 T F , e 和 S 的 平 均 品位 , 如 果 它们 达到 了配矿 目 标 , 则 这个组 合就是 一个 可行 方案 , 如此 循环 迭代 , 直到 所有 的出 矿方式 都组合 完毕 , 再去 考虑别 的矿仓 组合 . 组合配矿 的 目标 可 由决策 者预先 提 出 , 也 可 由配矿 人 员在运 行 的开始 优先输 入 , 系 统据 此 目标配矿 、 放矿后 , 即可从 矿石质 量总 体均衡 的角度确定 下个 批量 的配 矿 目标 . 方 案优 选 融 专 家 推理 与过 程 运 算 l] 于 一 体 , 前 者 主 要 用 于 确 定 定 性 因 素 如 仓 位 、 仓 数 、 高硫矿 的配矿情 况对 方案 优劣 的影 响 , 而后 者 则完全 用来进 行 配矿结果 与配矿 目标隶属 度 的计算 、 各方 案评判总 值 的加权运 算 以 及方 案 的排 序 , 其 总体 框架 如 图 2 所示 . 4 系统运行效果 评价 矿 仓的运作是 矿石有 目标 的进仓 和 出仓 , 进 矿只 牵 涉 到 库存 的维 护 与管 理 , 此 任 务 由 管理 与维护系 统的矿石 进仓 功能 随机 完 成 . 出矿 则 涉 及 到 出 矿 方 案 的 抉 择 及 放 矿 后 库 存

Vol.17 No.6 李克庆等：矿仓优化配矿专家决策支持系统 507. 方案 仓位影响系数K 判断标志：矿仓号 仓数影响系数K, 判断标志： 出矿量为0 高硫矿影响系数K, 判新标志：矿石类型 配矿结果对目标4的隶属度 配矿结果对目标7的隶属度」 <还有可行方案吗？ 综合评判结果 IN 方案排序 →输出最优配矿方案 图2方案优选系统框图 的管理工作，由矿仓组合和方案优选两个功能模块完成.各模块之间的架构如图3所示， 矿仓放矿状态专家系统 库存 矿石进仓 放矿决策 修改库存门 方案优选矿仓组合 方案实施 确定下批配矿目标 图3矿仓配矿系统功能模块图 通过各个功能模块有机的协同运作，即可达到以下预期的效果：()可实现任意批量矿石 的组合配矿；(2)为本批量配矿提供最佳的放矿矿仓组合方案；(3)方案优化中对高硫矿因素 的考虑，可使高硫矿在条件许可的情况下尽早地放出，从而缓解了矿仓和采场的后期压力； (4)多矿仓分单元组合配矿方法的应用. 5结论 矿石的质量控制是一项系统工程，它牵涉到从采场到矿仓再到码头的各个环节，而矿仓是 实现这项工程的主要环节，该环节配矿系统的成功开发为整个矿石物流系统的质量均衡控制 奠定了基础，同时也为其余各环节类似问题的解决开辟了一条新途径. 参考文献 1龙樟荣，矿山配矿计划的优化程序.有色金属（矿山部分），1991()：28 2夏国平.专家系统开发工具与VP-EXPERT.北京：清华大学出版社，199L,5

、 b l . 17 N o . 6 李克庆等 : 矿仓优化配 矿专家决策支持系统 一甲匹缨丝困 巨鬓黔兰困 判 断标志 : 矿仓号 判断标志 : 出矿 量为 O 高硫矿影响系 数 K : } 判 断标志 : 矿石类型 l配 矿结果对 目标 4 的隶属度 Y ` 一一一一一一一一日一一一一一一 输 出最优配 矿方 案 配矿结果对 目标 7的 隶属度 方案优选系 统框图 的管理 工作 , 由矿仓组 合和方案 优选两 个功 能模块 完成 . 各模 块之 间 的架 构如 图 3 所 示 . 矿仓放矿状态专家系统 矿石 进仓 方案优选 方案实施 图 3 矿仓配矿系统 功能模块图 通 过各 个功 能模块有机 的协 同运 作 , 即 可 达到 以下 预期 的效果 : ( l) 可 实现 任 意批 量 矿 石 的组 合 配矿 ; ( 2) 为本 批量配矿提供 最佳 的放矿 矿 仓 组 合 方 案 ; ( 3) 方 案优 化 中对 高硫 矿 因 素 的考虑 , 可使高硫 矿在条件许 可 的情 况下尽 早地放 出 , 从 而缓 解 了矿 仓和 采 场 的后 期 压力 ; ( 4) 多矿 仓 分 单 元 组 合配 矿 方法 的应 用 . 5 结 论 矿 石的质量 控制是一 项系统工 程 , 它牵涉 到从 采场到 矿仓再 到码头 的各个环 节 , 而 矿仓 是 实 现这项 工程的 主要 环节 , 该环 节配矿 系统 的成 功 开发为 整个矿 石物流 系 统 的质 量 均 衡 控 制 奠定 了基础 , 同时也 为其余 各环节类 似 问题 的解 决开辟 了一 条新 途径 . 参 考 文 献 l 龙樟荣 . 矿山配 矿计划的优化程序 . 有色金 属 (矿 山部分 ) , 1卯l( 分 28 2 夏国 平 . 专家系 统开 发工 具与 V P 一 E X P E R T . 北京 : 清华大学出 版社 , 1卯l