向凤红[1]2002年在《选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构与复合模型研究》文中研究表明本文在对选矿技术现状、选矿科技发展态势，以及选矿厂自动化技术进行综合评述并加以剖析的基础上，指出在选矿厂实施生产物流的控制与管理，挖掘生产物流潜力，是选矿企业降低生产物流成本，提高选矿厂综合经济效益，增强市场竞争力的有效途径。 通过结合木奔选矿厂的生产工艺流程，对选矿生产工艺及设备进行了较为深入的研究，达到了探求选矿厂工艺设备、厂房、辅助设施等配置与生产物流流向之间的静态与动态关系的目的。并据此在整理和分析木奔选矿厂生产工艺流程与相关设备及参数的基础上，研究了木奔选矿厂选矿流程生产物流动态关系，分析和计算得到了相关条件下的碎矿局部生产物流数质量流程图、精矿车间脱水工艺生产物流数质量流程图、4系统全流程生产物流数质量流程图以及相应的设备效率和生产能力等。 本文在分析和归纳现代生产物流系统组成特点与功能的基础上，研究了现代生产物流系统的分层递阶结构、智能体系层次、监控系统功能、复杂物流控制系统采用递阶智能结构的有效性与优点、物流管理理念的转变、物流系统数据库的特点与管理内容。进而在对木奔选矿厂生产设备布置和生产物流路线整理规划的基础上，提出了生产物流路线及设备布置的规划原则、生产物流控制系统的设计原则、选矿厂生产物流递阶智能控制系统的功能。从而构建了基于Agent的选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构和计算机网络形式。 为了对选矿厂生产物流递阶智能控制系统的进一步研究奠定基础，本文在讨论了形式化建模技术、非形式化建模技术和复合模型的基础上，研究和分析了Petri网的图形表示、变迁规则、分析方法、关联矩阵与动态方程、Petri网模型应用中的缺陷、面向对象模型应用中的不足，并把采用赋时的Petri网系统扩展成为对外界有输入和输出接口的开放网系统，扩展后的Petri网具有递阶性和递归性，同时保持基本Petri网的所有性质，使模型仍可采用网系统数学工具进行分析，并可处理生产物流系统中的并发性和异步性。 基于扩展后的Petri网系统，本论文依据复合模型的建模方法与步骤，将选矿厂生产物流汇集点、分散点、磨矿设备、选矿设备抽象为库所(Place)，将表示选矿过程各生产物流的有向支路或边抽象为变迁，建立了木奔选矿厂生产物流递阶智能控制系统磨浮流程生产矿流子系统动态复合模型与浮选流程生产药剂流子系统动态复合模型。 考虑到描述系统动态复合模型的关联矩阵非常复杂，不仅存在众多的矩阵内部耦合，而且存在大量的矩阵外部链接，本论文提出了存贮动态复合模型的“标号变迁拓朴矩阵”，不仅可节省大量内存，而且使系统复合模型的分析得到了简化。 最后，对基于复合模型的选矿过程物流平衡的数学原理进行了研究归纳，并将超静定的选矿厂生产物流物料平衡归结成为了一个有约束的最优化问题。
徐菱[2]2006年在《现代生产物流成套设备系统管理与监控的关键技术研究》文中研究表明本文基于现代物流技术的应用和发展要求,以生产物流的成套自动化设备为对象,结合现代科技的发展,特别是计算机技术、通信技术及信息管理技术的应用,着重研究成套自动化物流设备的监控与管理技术及计算机仿真技术。论文内容分叁部分: 基础篇:以现代生产物流为背景,阐述了现代生产物流系统的发展、组成及在现代生产制造系统中的作用。分析了现代生产物流系统的结构及主要功能。具体为:(1) 成套自动化物流设备递阶控制系统中各层的硬件配置及功能;(2) 现代生产物流监控系统的功能,特别是多进程物流监控系统的特点及管理方法;(3) 现代生产物流系统中的成套自动化设备的应用,包括自动化立体仓库、自动导引运输车(AGV)、自动上下料机器人、自动分拣缓冲装置、自动码垛设备、上下料及中转运输设备、集放链、传送带等;(4) 分析了现代生产物流管理职能的转变及物流系统数据库的特点。 研究篇:重点研究现代生产物流系统的控制原理、控制结构及管理方法、自动化立体仓库的管理软件及算法;围绕物流流程的监控管理,研究数据的采集、传送、处理及分层控制系统中的通信模式;研究基于组态工控网络的生产物流成套设备混合仿真技术。围绕如何提高现代生产物流系统设计管理及控制这一主题,结合计算机相关技术的发展,提出了新的控制算法及程序设计思想,为指导实际应用提供理论依据。具体为(1) 提出了现代生产物流成套设备系统控制的混合仿真模型并实现系统混合仿真;(2) 提出现代生产物流控制系统分层递阶设计思想及具体实现方法;(3) 提出现代生产物流成套设备监控管理的网络模式并在此模式基础上研究数据的通信技术;(4) 提出基于神经网络的货位管理控制程序算法并完成出入库管理软件设计;(5) 提出将PETRI网建模技术结合面向对象和叁维仿真环境对离散物流系统进行分析的方法。 应用篇:(1) 提出成套自动化物流设备监控的具体方案,系统运行的叁级控制形式及技术方法,结合实际的成套自动化物流设备模型,实现了系统的自动化运行和过程监控;(2) 针对仓库各种复杂的出入库系统,采
孙宇博[3]2012年在《基于混合Petri网的矿井生产主物流系统建模与仿真》文中认为煤炭在我国一次能源消费结构中的地位决定了煤炭工业的发展在国民经济建设中具有举足轻重的作用。目前我国煤炭企业的物流成本高,效率低,安全可靠性差。而煤炭生产物流是煤炭企业物流的重要组成部分,是矿井生产的大动脉,煤炭生产物流在很大程度上决定了煤炭成本、产量以及生产效率。其中主物流是从井下采煤工作面至地面的整个过程的煤流,其物流量大,安全要求高,是煤炭生产物流的核心和关键,并且具有相对独立的运输和贮存系统,在矿井生产物流管理活动中具有极为重要的地位。因此,应用现代物流管理理论与计算机模拟技术,研究矿井生产主物流系统的动态行为,辨识系统中的瓶颈环节,规划或优化矿井生产主物流系统,对降低矿井生产成本、提高矿井生产能力和生产效率、保障矿井安全生产,提升企业综合竞争力有着极其重要的实际意义。根据矿井生产系统分析,界定了矿井生产物流系统的内涵,将矿井生产物流系统分为主物流系统和辅助物流系统,提出了矿井生产主物流是将井下开采出的煤炭从工作面经采区、大巷等运至地面煤仓的过程,主物流系统由工作面生产系统、采区运输系统、大巷运输系统及主井运输系统和井下煤仓等构成。根据煤矿生产工作方式和环境条件得出了矿井生产主物流系统是一个混杂的物流系统,其混杂性主要表现在：物流设施设备的多样性与混杂性、物流过程混杂性、物流系统环节结构的混杂性、物流系统空间的混杂性、物流作业的混杂性。根据分层递阶建模思想和矿井生产主物流系统网络构成,按照混杂递阶型结构把矿井生产主物流系统分为整体结构层、功能层、过程层和设备层。根据矿井生产主物流系统连续动态行为和离散动态行为方式及系统作业流程,提出了矿井生产主物流系统层次结构模型及其混合Petri网表示方法。根据矿井生产主物流系统的组成及结构关系,将矿井生产主物流系统划分为工作面生产系统、井下煤仓贮运系统、间断性运输系统和连续性运输系统四大功能模块,并由此构建了矿井生产主物流系统流程全结构HPN模型。矿井生产主物流流程全结构HPN模型由工作面生产过程HPN模型、连续运输系统HPN模型、采区轨道运输系统HPN模型、箕斗提升系统HPN模型和井下煤仓贮运系统的HPN模型构成。工作面生产过程HPN模型包括无故障状态综采面主物流HPN模型和综采面随机状态HPN模型；连续运输系统HPN模型包括单台输送机输送煤流的HPN模型、多机串联的连续运输系统HPN模型、多支汇流的连续运输系统HPN模型；采区轨道运输系统HPN模型包括单采区轨道运输系统HPN模型、基于多采区轨道资源竞争关系与派车原则的多采区服务的矿车轨道运输系统模型；井下煤仓贮运系统的HPN模型包括“连续运输+煤仓+连续运输”、“连续运输+煤仓+间断运输”、“间断运输+煤仓+连续运输”、“间断运输+煤仓+间断运输”四种煤仓贮运系统的混合Petri网模型。提出了矿井生产主物流系统环节内部结构和系统环节间安全高效运行机制。根据无故障状态综采面生产过程HPN模型得出单位时间内产生的煤流q(t)是一个连续与间断交替分布、兼有离散一连续的变化；根据综采面随机工作状态HPN模型得出了生产系统状态转变过程及系统有效度、稳态故障率；根据单台输送机运输系统HPN模型得出了单台运输系统的有效度及运输能力,根据多机串联运输系统HPN模型得出了串联运输系统的日产能力Q=g低Ast,根据多支汇流的连续运输系统HPN模型,得出了煤流关系第i段的进煤量等于两支流的煤流量之和,即qi(t+1)=gi-1(t)+q(t)；根据单采区轨道运输系统HPN模型、多采区服务的轨道运输系统HPN模型和箕斗提升系统HPN模型,得出了矿车调度与箕斗提升过程中系统变量的使能激发规则；根据井下煤仓贮运系统HPN模型,得出了煤仓与仓前、仓后运输系统的关联关系及煤仓煤量动态变化过程。结合平煤十矿矿井生产主物流系统实例进行了HPN模型仿真应用,辨识了其瓶颈环节为戊组东翼采区大巷运输系统、戊组煤主井井底煤仓缓冲运输系统、己组煤大斜井胶带运输系统。针对瓶颈环节提出了针对性的解决措施,对改善系统效果进行了仿真分析,结果表明：井下大巷运输系统环节简化,井下主物流系统运输能力由270万t／a提升到310万t／a,系统环节匹配更加合理,煤仓空仓率和满仓率进一步降低,胶带利用率进一步均衡,主井提运效率得到提升。通过矿井生产主物流系统建模与仿真研究,模拟矿井生产主物流的动态行为过程与安全高效运行机制,找出矿井生产主物流系统中的瓶颈环节,优化矿井生产主物流系统,提高矿井生产能力和生产效率,降低矿井生产物流成本、保障矿井安全生产,为煤矿生产提供了重要的理论指导和实践参考。
杨曌[4]2015年在《基于过程混合Petri网的露天矿生产系统建模和优化方法研究》文中研究指明随着矿山生产过程的机械化和大型化,露天矿生产系统成为一个包括离散过程和连续过程、定性和定量问题混合的复杂系统。本论文在分析总结了混合系统研究的主要方法的基础上,对混合Petri网提出改进,创新性的提出了符合矿山生产实际的过程混合Petri网。过程混合Petri网具有基础混合Petri网的基本性质,同时将过程控制库所加入基础混合Petri网,并且引入了控制流关系和抑制流关系对变迁的激发进行优化控制。同时结合常用的求解非线性模型的混沌搜索算法和遗传算法的优点,提出了基于混沌搜索机制的遗传算法。论文对露天矿的主要工艺进行了结构分解,提出了露天矿生产系统的层次递阶模型。结合过程混合Petri网和数学模型提出静态系统的仿真优化算法,给出了静态建模的方法和步骤;结合过程混合Petri网和经验规则时间逻辑树、事件逻辑模型而提出动态系统的仿真优化方法。论文的研究成果通过在黑岱沟露天矿轮斗铲连续工艺系统和Prominent Hill露天矿电铲卡车间断工艺系统的成功应用,证明本论文的研究方法对露天矿生产系统的建模和优化具有重要的理论意义。围绕露天矿生产系统的建模和优化,本论文的主要工作集中在以下几个方面:(1)对基础Petri网和相关扩展的Petri网进行了系统的总结,分析了各自的特点和优势,根据露天矿山生产系统的特点,对混合Petri网进行了改进,在其基础上进行了扩展,提出了基于过程的混合Petri网。改进后的过程混合Petri网即能准确描述露天矿生产系统,又能对生产系统过程进行有效控制,满足矿山生产系统的动态建模和调度需求。改进的混合Petri网是一种图形建模工具,既能直观的分析系统组成机理和相关关系,又可以利用系统可达树和状态转移矩阵对系统的状态进行分析。基于过程的混合Petri网是矿山生产系统静态建模和动态模型的基础,系统模型可以利用GPSS仿真语言进行进一步的计算机仿真优化。(2)按照叁阶段的思路对露天矿生产系统进行了层次分解,将露天矿生产系统分成系统逻辑层、基本结构层、主要设备层构建了露天矿生产工艺系统的分解模型。根据分解模型,以生产系统的主要设备为中心,结合生产系统的具体组成机理和设备的作业性质将矿山生产系统分成了采装生产子系统、生产运输子系统和储运子系统叁个部分,构建了露天矿生产工艺系统的层次递阶模型,并对主要设备建立了通用的过程混合Petri网模型,为模型的求解和模型扩展提供了手段和方法。(3)静态建模围绕生产系统当前的配置情况和运行情况进行研究,以实现生产能力最大化和生产成本最优为研究目标,协调和均衡生产,使得各生产环节的配合最优化。根据这一特点,从生产设备能力、储运设备能力、生产工艺环节、生产计划产量四个方面分析了露天矿生产工艺模型的约束条件,对系统约束条件及目标函数进行了合理设定。将采装生产过程、运输和储运过程的实际过程混合petri网模型连接起来,构建了生产系统的基于过程混合petri网的完整静态模型。(4)针对非线性的过程混合petri网矿山生产系统模型,将非线性模型求解的常用方法遗传算法和混沌搜索算法的优点相结合,提出了基于混沌搜索机制的遗传算法。该算法主要利用混沌算法的局部搜索能力,引导局部最优解不断进化,进而得到最优解。这种算法克服了目标函数非线性的特点,可以并行处理得到多个可能的优化解,另外算法克服了遗传算法的全局寻优速度问题。通过对典型函数的寻优求解过程可以看出,这种算法对模型的求解和优化是有效的。(5)利用过程混合petri网静态建模的方法对黑岱沟露天矿轮斗连续生产系统进行了建模和分析。对当前轮斗连续系统各工艺环节的设备故障情况和生产能力进行了详细的统计分析,并由此建立了轮斗铲过程混合petri网模型,进而求解了当前轮斗系统在未来五年的生产能力和生产情况,通过计算得到当前轮斗系统的生产成本较高,设备能力偏低,不能满足生产计划的需要。(6)对于露天矿生产系统而言,生产系统的突发状况是时常存在的,系统的组成不会像静态模型那样稳定,生产系统状态随着系统实时调度而更新,针对露天矿生产系统的这一特点,提出了基于过程混合petri网的露天矿生产系统动态优化方法,对生产系统动态优化的结构进行了设计,将数学模型、仿真模型和经验规则相结合,给出了用于生产系统动态分析和优化的事件逻辑树和事件逻辑模型。(7)利用过程混合petri网动态建模和优化的方法对澳大利亚阿德莱德地区prominenthill露天矿的电铲卡车生产系统进行了建模和优化分析。通过加入系统动态调度经验规则,对系统的卡车配置进行了分析,得到了系统当前生产条件下的最佳卡车配置数;对当前系统增加自动卡车调度系统进行了模拟运行和计算,结果显示电铲队列大幅下降约50%,但是系统生产能力仅提高5%,表明当前影响系统能力的主要因素不是卡车的调度问题;为了提高第叁阶段上覆土岩的剥离能力,对增加一台剥离电铲的情况进行了系统仿真,同时将调度系统和第四台电铲共同引入系统的情况进行了研究,研究结果表明目前可优先考虑增加一台剥离电铲。经过从理论分析到实践应用,论文取得了以下研究成果:(1)结合露天矿生产系统的实际情况,分析了混合petri网在矿山生产系统建模中的局限,并对其进行了改进,增加了对过程的控制库所,提出了满足露天矿山生产实际过程建模需要的混合petri网的改进方法,即过程混合petri网。并且给出了过程混合petri网的定义、激发规则、动态性质、主要特点等相关内容。(2)对露天矿主要工艺系统进行了结构分解,将露天矿生产系统分成了叁个基本模块:采装生产子系统、运输子系统和储运子系统,提出了露天矿生产系统分层结构建模的层次递阶模型以及主要设备的过程混合Petri网表示方法。(3)针对非线性的过程混合Petri网矿山生产系统模型,将非线性模型求解的常用方法遗传算法和混沌搜索算法的优点相结合,提出了基于混沌搜索机制的遗传算法,给出了该算法的优化流程。(4)分析了露天矿生产系统建模分析的特点,将过程混合Petri网和数学模型相结合,提出了静态系统仿真优化方法;将过程混合Petri网和经验规则事件逻辑树及事件逻辑模型相结合,提出了动态系统仿真优化方法。
范大鹏[5]2012年在《选煤厂CIMS控制的云模型数据融合算法研究》文中提出本文结合数据融合综合处理信息的特点和云模型定性与定量相结合的信息处理方法，分析了选煤厂CIMS环境的特点，给出了选煤厂CIMS环境下数据融合的体系结构，并详细分析了选煤厂车间自动化分系统、调度管理分系统、决策管理分系统基于云模型的数据融合过程，创建了各个分系统云模型方法的数据融合模型图，同时给出了各个分系统的数据融合采用的方法及其云模型算法。本文首先针对车间自动化分系统给出了跳汰自控系统故障检测与诊断云模型算法，摒弃了传统神经网络方法有可能陷入局部最小值的局限性，将一维云模型推理映射方法应用到选煤厂跳汰自控系统故障检测与诊断中；其次针对调度管理分系统给出了云模型改进遗传算法处理调度问题，针对传统遗传算法存在搜索速度慢、容易陷入局部最优解的问题，利用云模型的随机性、稳定性特点，给出了两种新的遗传算法：云自适应遗传算法和云遗传算法，根据配煤调度的实际情况，给出选煤厂配煤调度模型，并在该模型中将两种新的遗传算法与传统的遗传算法进行了比较；最后针对决策管理分系统给出了选煤厂效能决策评估云模型数据融合算法，该算法引入计算机模拟技术和相似度比较算法，避免了图形显示不能很明显的反映评估结果的同时提高了精度，在详细分析选煤厂生产流程的基础上，创建了选煤厂效能评估数据融合的评估模型。通过对叁个分系统算法仿真实验表明选煤厂各个分系统较传统的分析方法有较大的改进。
参考文献：
[1]. 选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构与复合模型研究[D]. 向凤红. 昆明理工大学. 2002
[2]. 现代生产物流成套设备系统管理与监控的关键技术研究[D]. 徐菱. 西南交通大学. 2006
[3]. 基于混合Petri网的矿井生产主物流系统建模与仿真[D]. 孙宇博. 西南交通大学. 2012
[4]. 基于过程混合Petri网的露天矿生产系统建模和优化方法研究[D]. 杨曌. 中国矿业大学(北京). 2015
[5]. 选煤厂CIMS控制的云模型数据融合算法研究[D]. 范大鹏. 黑龙江科技学院. 2012
标签：矿业工程论文; 生产物流论文; 遗传算法论文; 生产系统论文; 智能物流论文; 生产过程控制论文; 系统仿真论文; 混合结构论文; 动态模型论文;