[发明专利]一种水泥原料磨设备的排产优化方法

说明书

本发明公开了一种水泥原料磨设备的排产优化方法，步骤包括：使用在数据库中的原料磨的历史台时、电量数据，通过聚类分析的方法将原料磨的工况拆分为三种工况，同时从每种工况中找出对应台时的最大和最小值，第一次线性规划对原料磨的运行时间进行规划，若结果显示当前时间的结束时间点与下一段分时的开始时间点间隔不超过设定值，则会将下一段分时的排产任务迁移到当前时间段，第二次线性规划对运行时间段内的台时进行规划安排：得到包含每一段分时运行时间段的起止时间点，以及每一段分时的运行台时的结果；本发明在满足总产量的前提下，做到企业经济效益最大化、限制启停机的频率，减少设备磨损。

技术领域

本发明涉及工业设备运行的排产技术领域，特别是一种水泥原料磨设备的排产优化方法。

背景技术

水泥行业中，因为大功耗设备使用率很高，例如原料辊压机，水泥磨等，所以在生产过程中，电能以及热能的使用在水泥生产耗能中占据很大的比例，约为90％都是煤炭和电力的能耗。正因如此，行业中通常使用包括熟料烧成标准煤耗和水泥的综合电耗在内的多项指标来反映生产单位水泥的实际能耗水平。这些指标的高低也可以评判一个企业的生产和管理技术水平。

目前，国内水泥厂通常根据经验来对原料磨进行排产。排产方式大致有两种，其一为在达到额定月产量前，结合均化库的库存，持续运转原料磨，或选择连续开启一段时间后，停机2-3天。这种排产方法因长时间连续性的运行设备，使得设备保持高速运转，导致不仅减少了设备的使用寿命，也在用电高峰期给电网带来了极大的负荷。从合理利用国家对大工业用电的分时电价机制进行成本控制，以及通过合理用电来减轻国家电网负担这两个方面考虑，此种排产方式均没有达到最优解。

经验排产存在以下问题：

1.因为复杂的生产工艺约束条件量化困难，所以无法使用精确的建模方法对其进行完整描述。目前在进行排产计划建模时，通常是从多个特征简化中抽取主要的几个特征进行分析建模，此举会导致很多细节问题被忽略，导致在实际应用时会遇到多种因为建模参数选择过于简单而导致的偏差，需要进行实时人工手动调整，降低了提前排产的必要性。

2.在使用经验进行排产规划时，一般不使用历史生产数据对排产进行有针对性的分析，没有重视数据在排产优化中的作用，实际操作的科学性低，稳定性差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种保证当前的生产能够合理满足后续生产的需要的同时而不造成库存压力、在满足总产量的前提下，做到企业经济效益最大化、限制启停机的频率，减少设备磨损的水泥原料磨设备的排产优化方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种水泥原料磨设备的排产优化方法，步骤包括：

步骤1：使用在数据库中的原料磨的历史台时、电量数据，通过聚类分析的方法将原料磨的工况拆分为a、b、c三种工况，同时从每种工况中找出对应台时的最大和最小值，表示为(ts_max，ts_min)_(a，b，c)，这三种预计工况将用于后续与设备实际运行的工况进行比对；

步骤2：使用台时及电量，计算出对应的功率，针对这三个特征数据，使用kmeans聚类方法，得到3组聚类结果，每组结果包含台时ts，电量E，功率P，即

[(ts₁，E₁，P₁)，(ts₂，E₂，P₂)，(ts₃，E₃，P₃)]，找出整体数据的台时最大最小值((ts_all)_max，(ts_all)_min)；

步骤3：第一次线性规划以达到最低电力成本为目的，对原料磨的运行时间进行规划：