多时段露天矿生产计划整体优化模型

针对数学优化方法在露天矿进度计划应用中存在的只对单一时段计划进行优化,或是对多时段计划进行分段优化,没有实现全时段整体优化的问题,在前后时段0-1整数规划和大小时段0-1整数规划两种模型分段优化的前期工作基础上,提出了露天矿整体优化的0-1整数规划模型,并针对计算速度慢的问题,提出了相应的改进措施.该模型既实现了多时段生产计划的整体优化,又解决了分段优化无解的隐患,还保证了速度和精度,不仅可实现用下层计划验证上层计划,而且可用于由下层计划导出上层计划,其实用性和通用性更好.     

基于AHCP算法的大规模露天矿生产计划问题求解

随着露天矿生产计划问题规模的扩大,生产计划求解的难度急剧增加,传统求解方法难以在合理时间范围内获得高质量的解。针对以上问题,根据矿床开采过程中的特点,设计了一种具有惩罚的凝聚层次聚类算法(agglomerative hierarchical clustering algorithm with penalties,AHCP)与二进制入侵式杂草算法(binary intrusive weed algorithm,BIWO)相结合的方法来求解大规模露天矿生产计划问题。首先采用AHCP算法对块状矿床模型进行块体聚类处理,然后将聚合体作为对象建立0-1整数规划模型,并使用BIWO算法对其进行求解。实验结果表明,AHCP算法可以显著地提高BIWO算法求解大规模露天矿生产计划问题的能力。在保证解的质量的前提下,可将问题的整体求解时间缩短近90%。     

汽车涂装中虚拟重排序问题建模与求解

针对汽车涂装中的虚拟重排序问题,建立了关于颜色转换次数最少的0-1二次整数规划模型.根据0-1变量的特点,把该0-1二次整数规划转化为以相邻颜色个数最大为目标的0-1线性整数规划,从而使得所建立的虚拟重排序模型可直接用现有优化软件求解,无须设计专门解法.所建模型在任何虚拟重排序场合均可采用或借鉴.     

地下金属矿山采掘作业计划优化模型

为了实现地下金属矿山采掘作业计划编制的实时准确与科学有效性,针对矿山作业地点分散、生产组织复杂、矿石质量难以控制等特征,构建了基于0-1整数规划的作业计划优化模型.通过分析开采技术经济指标及空间逻辑关系,以最小品位偏差为目标,将产量均衡、出矿能力以及品位高低结合开采等转化为约束条件,考虑各采场作业工序、回采顺序、生产能力以及其他生产要素等,运用计算机技术和整数规划方法,得出地下矿山采掘作业计划最优方案.以国内某大型金矿为案例进行了模型的有效性验证,解算出矿山最优的采掘作业计划,并得出作业计划甘特图.结果表明,模型能够指导完成生产作业任务,且满足作业计划连续性和均衡性要求.     

通过卡车调度实现露天矿矿石质量控制

矿石质量控制是露天矿生产的一个重要方面,是露天矿提高经济效益的有效途径.本文讨论了通过计算机控制卡车调度来实现露天矿矿石质量控制的方法,建立了实现矿石质量控制的调度模型,包括剥采计划的质量控制模型,多目标综合优化的车流规划模型,实时调度控制模型等,并以实际矿山为例,进行了应用研究分析.     

一类特殊整数规划问题的DNA计算

通过22种荧光标记DNA链的办法,在基于表面方式的实验环境中,将变量用变异的二进制变量组来表示,提出一种基于DNA计算的特殊整数规划问题的求解算法.算法通过将上述问题转化为特殊的-1-0-1规划问题,解决了运筹学中特殊的整数规划问题,并为最终解决一般的整数规划问题奠定了基础.     

露天矿生产的车辆安排

运用运筹学中的目标规划决策,建立露天矿生产车辆安排问题的一个多目标和一个单目标的数学模型,并运用目标规划模型的思想,将复杂的多目标问题转化为单目标线性规划问题,得出了露天矿生产的车辆安排计划.     

整数规划模型的Matlab程序实现

整数规划是线性规划的基础上,对部分或全部决策变量为整数的最优化问题的模型、算法及应用等研究,是运筹学和管理科学中应用最基本的模型之一。大多数整数规划问题的计算求解存在实际的困难,求解一般线性规划的方法无法求解整数规划。为加深学生的理解,提高动手能力,本文介绍了一般整数规划和0-1整数规划的Matlab命令,并给出具体的实例。     

基于0-1整数规划模型的水坝选址问题

针对赞比西河卡里巴大坝存在的问题,提出了一种应用于大坝选址的新方法,用于求解出大坝的具体位置和数量.该新方法运用了0-1整数规划,以低成本、高安全系数为目标,建立多目标0-1整数规划模型,并运用lingo软件求解出在赞比西河流域建立水坝的具体位置与数量.所建立的新多坝系统不仅可以满足赞比西河流域基本的水利用情况,而且还可应对一些突发的自然灾害.此法不仅克服了其他选址方法中数量单一、位置不明确等缺点,且具有原理简单、计算量小等优点.另外,还可将此模型用于其他选址问题上.     

解二次背包问题的一个线性化方法

讨论了二次背包问题(QKP)的一种线性化方法.利用文献中的相关结论,通过增加变量和线性约束,将(QKP)的二次0-1规划模型等价转化为一个线性混合整数规划模型,再利用计算线性混合整数规划的软件(如Ilog-cplex或Lingo)求解,从而解决原问题.对所构造问题实例的计算,验证了求解(QKP)方法的有效性.     

多排土场间土岩物料流向流量动态规划模型

为进一步优化露天矿山排土场土岩堆置结构,降低排土运输成本,针对现阶段尚未有效解决的多排土场间物料堆置问题展开研究,提出一种面向多排土场的、考虑其内部自身发展建设的物料块体堆置次序优化算法。首先以阶段间物料流运输功最小化为目标函数建模,将排土场设计参数、空间形态以及位置关系作为约束条件,构建堆置次序规划模型;然后以排土程序设计为基本空间约束构建先验条件,提出一种多排土场间决策阶段动态生成算法;最后采用0 1整数规划对整个规划问题进行阶段性求解,得出多排土场内块体模型的最优化堆置次序,并给出排土场内部详细的土岩流向流量规划方案。针对神华新疆黑山露天煤矿随着开采深度加大、卡车排土场运距过大等现实排土运输问题,以运输功最小化为优化目标,运用所提出的算法对该矿排土场内部堆置结构进行了优化。确定了该矿未来11年南、北两外排土场内部结构最优的堆置方案;相比原设计有效的控制了运输能耗,可节省该矿每年1~2亿元的排土运输成本。     

大型复杂露天矿山境界优化方法

 为提高露天矿山的设计效率和经济效益,针对传统手工方法圈定露天境界时存在的准确度低、工作量大等缺点,提出在价值块段模型(Economic Block Value Model,EBVM)基础上运用Lerchs-Grossmann算法求解大型复杂露天矿山境界优化问题的方法。详细阐述了EBVM的构建途径,构造了求解境界优化问题的线性规划数学模型,并从图论学的角度介绍了Lerchs-Grossmann算法的求解步骤。该方法已在DIMINE数字采矿三维平台中得到实现,并应用于实际露天矿山的境界优化和设计中。结果表明,该方法能够快速准确地求解出不同参数条件下的最优开采方案,克服了传统手工方法的弊端,为矿山的设计生产和资源的优化利用提供了依据和保证。     

露天矿点云数据中台阶线提取

台阶线信息对于露天开采具有重要价值，现有获取台阶线的方法工作量大、效率低、精度差，降低了矿山的生产效率和验收精度.因此，本文基于序列无人机影像生成的露天矿密集点云数据，研究并提出了一种自动提取露天矿台阶线的方法.该方法利用渐进形态学滤波算法对点云进行预处理，提出一种顾及邻域几何属性的三维边缘检测与曲率指数加权方法提取出台阶线特征点，并使用移动最小二乘法精确拟合出台阶线.实验结果表明该算法可以自动、高效、精确地提取出露天矿台阶线，生成露天开采现状图，对于露天矿生产和安全具有重要的应用价值.     

一种新的用于编制露天矿生产计划开采模型

用混合整数规划法求解露天矿生产计划编制问题(OMPSP),其算法的时间复杂度为指数阶。提出一种基于成本流的露天矿开采锥模型(CFCM)。采用图论的方法将矿床块段模型抽象为节点的集合,用有向边表示成本流,将所有正价值节点与其开采锥内负价值节点相连形成初始CFCM。研究采用线性规划的方法对成本流进行合理分配而形成最终CFCM的方法,并应用于实际露天矿山的计划编制工程中。研究结果表明:CFCM能极大地减少用混合整数规划法求解OMPSP时的整数变量个数,适应于复杂的实际OMPSP,其计算结果与工程实际结果较吻合,为解决实际OMPSP提供了一种新的有效方法。     

基于交替迭代遗传算法的多级车间生产计划与调度的集成优化

为了提高多级生产系统的运作效率,研究了一类多周期的多级车间生产计划与调度的集成优化问题,该生产系统由一级混批Job-shop车间和一级混流装配车间串联而成.首先建立了该类集成优化问题的混合整数规划模型,该模型从上下游生产车间的需求关系出发,综合考虑上下游车间的物料平衡、设备负荷以及开工位置等约束条件,同时满足优化上下游生产线的费用目标.然后提出了一种交替式混合遗传协调优化算法求解该集成优化问题,其主要思想是给定计划用一种混合遗传算法求调度,反过来给定已求调度用另一种混合遗传算法求取新计划,如此不断交替使用2种混合遗传算法实现计划与调度的同时优化.仿真结果证明了该方法的可行性和有效性.     

基于PGA-ANFIS的露天矿山生产成本优化控制研究

根据露天矿山生产工艺流程及生产成本影响因素,运用自适应模糊推理系统建立矿山生产成本系统模型,应用并行遗传算法优化模型参数,实现露天矿山生产成本最小化．并以水泥原料矿山为例,成功实现了露天矿山生产成本与技术经济参数的优化问题,这不仅有效地降低了矿山生产成本,而且为制造企业生产成本控制提供了重要参考价值．     

炼钢─连铸最优浇次（CAST）计划

研究钢铁厂ＣＩＭＳ中炼钢－连铸计划与调度中的浇次计划编制方法，建立了最优浇次计划的０－１整数规划模型，提出了求解这一带约束的０－１规划模型的遗传算法的构造和求解方法，用实际数据仿真计算结果表明，所建立的模型和求解方法是有效的     

基于免疫遗传算法的炼钢最优炉次计划研究

针对炼钢最优炉次计划问题难以准确求解的实际情况,建立了一种含有0-1变量的整数规划模型,为了求解该优化模型,提出了一种新的免疫遗传算法.该算法通过将免疫算法和遗传算法相结合,在传统遗传算法中加入免疫算子,并且引入了新的个体选择概率模型,有效防止了算法过早收敛的现象.针对该类优化问题的特性,设计了自适应的交叉率和变异率准则,动态调整交叉率和变异率,提高了该算法的精度.基于工厂的实际数据,进行了仿真实验,实验结果表明该免疫遗传算法比普通遗传算法有着更高的搜索精度,证明了该算法在实际炼钢最优炉次计划问题中的有效性和准确性.