基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统及方法
【专利摘要】本发明涉及基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统及方法，该系统包括数据获取单元、案例推理单元、案例存储单元和案例库维护单元。基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策方法，从选矿现场中采集当前选矿全流程的工况条件，设定当前选矿全流程的运行指标的边界条件，利用案例库中历史选矿生产过程案例的工况条件和运行指标值、当前选矿全流程的工况条件和运行指标的边界条件，运用案例推理方法确定选矿全流程运行指标值，将当前选矿全流程的工况条件和选矿全流程运行指标值作为案例加入案例库中，根据案例记录的时间，定期更新案例记录。
【专利说明】基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于选矿生产过程【技术领域】，具体涉及一种基于案例推理的选矿全流程运 行指标智能决策系统及方法。
【背景技术】
[0002] 矿产资源是经济发展需求的一种重要基础原料，在国民经济发展、国防科技建设 等方面，在冶金、建筑、交通、化工等多个领域中起着举足轻重的作用，同时矿产资源又是难 以再生的自然资源，所以各国都在积极地倡导可持续发展战略。在这种形势下，选矿工业企 业已经不能像过去那样单纯地追求经济效益，而应该更加注重产品的质量，降低生产成本， 节约资源消耗，降低环境污染，只有这样才能满足企业越来越高的质量要求，才能使企业更 好地生存发展。
[0003] 选矿过程就是将从地下开采出来的原矿石经过物理\化学变化使得有用矿物进 行富集的过程。富集后有用矿物称为精矿，无用成分称为尾矿，并用品位来描述富集程度。 精矿品位越商，矿物中的杂质就越少，越有利于后续的冶炼加工。但过分追求商品位精矿， 会使大量有用矿物随尾矿抛弃，金属回收率过低，导致资源的浪费。因此，衡量原矿运行系 统的指标有两个，分别是精矿品位和精矿产量，在运行的过程当中，影响这两个目标的指标 主要由七个，分别是坚炉的一次溢流回收率、磨矿的强磨粒度、弱磨粒度、磁选的强精品位、 弱精品位、强尾品位、弱尾品位。
[0004] 目前对选矿过程运行指标的决策方法方面仅有少量的专利，如 "201310647027. 5 ( -种选矿过程运行指标优化方法）"通过建立质量指标和常量指标的模 型，对各运行指标进行预报，得到质量指标预报值和产量指标预报值，根据质量指标预报值 与质量指标目标值之差、产量指标预报值与产量指标目标值之差，通过校正规则来对运行 指标目标值与设定值进行校正，得到选矿过程运行指标优化值。"200910187863. 3基于多 变量解耦MC技术的磨矿过程运行控制方法"包括底层回路控制系统，通过网络与上位机 通信，在上位机中嵌入上层回路设定系统，回路设定系统包括回路设定控制器、磨矿过程运 行指标模型以及切换机制，用于对回路设定值进行调整和修正，实现期望的工艺指标。以往 的方法主要针对的是对选矿生产指标设定值如何进行优化，而没有研究如何通过研究各种 生产指标之间的相互影响关系来对企业最关心的重要生产指标进行有效的设定，多采用智 能优化方法或者是人工设定的方法，而忽视了以往的生产过程中成功实施的案例经验等知 识，造成了以往经验的浪费。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，提供一种基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系 统及方法，利用以往的成功运行的经验案例对坚炉的一次溢流回收率、磨矿的强磨粒度、弱 磨粒度、磁选的强精品位、弱精品位、强尾品位、弱尾品位运行指标进行智能决策和优化。
[0006] 基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统，包括数据获取单元、案例推 理单元、案例存储单元和案例库维护单元。
[0007] 数据获取单元：用于获取当前选矿全流程的工况条件和当前选矿全流程的运行指 标的边界条件，工况条件共有七个，包括弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机处理量、 弱磁球磨机处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球磨机运时；运行指标的边界条件包 括一次溢流回收率的范围、磨矿的强磨粒度的范围、弱磨粒度的范围、磁选的强精品位的范 围、弱精品位的范围、强尾品位的范围、弱尾品位的范围。
[0008] 案例推理单元：利用案例库中历史选矿生产过程案例的工况条件和运行指标值、 当前选矿全流程的工况条件和运行指标的边界条件，运用案例推理方法确定选矿全流程运 行指标值。
[0009] 案例存储单元：用于将历史选矿生产过程案例和当前选矿生产过程案例存储至案 例库中，各案例中包括其工况条件和运行指标的值。
[0010] 案例库维护单元：用于对案例库进行维护，包括添加案例、删除案例和查看案例。
[0011] 采用基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统进行选矿全流程运行指 标智能决策的方法，包括以下步骤：
[0012] 步骤1 :从选矿现场中采集当前选矿全流程的工况条件，包括：弱磁入磨品位、强 磁入磨品位、强磁球磨机处理量、弱磁球磨机处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球 磨机运时；
[0013]步骤2:设定当前选矿全流程的运行指标的边界条件，包括：一次溢流回收率的范 围、磨矿的强磨粒度的范围、弱磨粒度的范围、磁选的强精品位的范围、弱精品位的范围、强 尾品位的范围、弱尾品位的范围；
[0014] 步骤3 :利用案例库中历史选矿生产过程案例的工况条件和运行指标值、当前选 矿全流程的工况条件和运行指标的边界条件，运用案例推理方法确定选矿全流程运行指标 值；
[0015] 步骤3. 1 :案例库中历史选矿生产过程案例Dk的工况条件Fk = {fik}，其中，fik表 示第k个案例的第i个工况条件，i= 1…7,k= 1…N，N为案例库中案例数，运行指标Ck ={Cjk}，其中，Cjk表示第k个案例的第j个运行指标，j= ]_--? 7 ;
[0016] 步骤3. 2 :确定每个工况条件的权值《i;
[0017] 步骤3.3:采用K阶最邻近方法从案例库中选出备选案例：设当前选矿生 产过程案例D的工况条件为F= {fj，利用相似度函数计算当前选矿生产过程案例 D与案例库中历史选矿生产过程案例Dk的相似度
【权利要求】
1. 基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统，其特征在于，包括数据获取单 元、案例推理单元和案例存储单元； 所述的数据获取单元：用于获取当前选矿全流程的工况条件和当前选矿全流程的运行 指标的边界条件，工况条件共有七个，包括弱磁入磨品位、强磁入磨品位、强磁球磨机处理 量、弱磁球磨机处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球磨机运时；运行指标的边界条 件包括一次溢流回收率的范围、磨矿的强磨粒度的范围、弱磨粒度的范围、磁选的强精品位 的范围、弱精品位的范围、强尾品位的范围、弱尾品位的范围； 所述的案例推理单元：利用案例库中历史选矿生产过程案例的工况条件和运行指标 值、当前选矿全流程的工况条件和运行指标的边界条件，运用案例推理方法确定选矿全流 程运行指标值； 所述的案例存储单元：用于将历史选矿生产过程案例和当前选矿生产过程案例存储至 案例库中，各案例中包括其工况条件和运行指标的值。
2. 根据权利要求1所述的基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统，其特征 在于，还包括案例库维护单元：用于对案例库进行维护，包括添加案例、删除案例和查看案 例。
3. 采用权利要求1所述基于案例推理的选矿全流程运行指标智能决策系统进行选矿 全流程运行指标智能决策的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :从选矿现场中采集当前选矿全流程的工况条件，包括：弱磁入磨品位、强磁入 磨品位、强磁球磨机处理量、弱磁球磨机处理量、废石品位、强磁球磨机运时和弱磁球磨机 运时； 步骤2 :设定当前选矿全流程的运行指标的边界条件，包括：一次溢流回收率的范围、 磨矿的强磨粒度的范围、弱磨粒度的范围、磁选的强精品位的范围、弱精品位的范围、强尾 品位的范围、弱尾品位的范围； 步骤3 :利用案例库中历史选矿生产过程案例的工况条件和运行指标值、当前选矿全 流程的工况条件和运行指标的边界条件，运用案例推理方法确定选矿全流程运行指标值； 步骤3. 1 :案例库中历史选矿生产过程案例Dk的工况条件Fk= {fik}，其中，fik表示第k 个案例的第i个工况条件，i= 1…7，k= 1…N，N为案例库中案例数，运行指标Ck= {cjk}， 其中，(?表示第k个案例的第j个运行指标，j= 1···7; 步骤3. 2 :确定每个工况条件的权值Coi ; 步骤3.3 :采用K阶最邻近方法从案例库中选出备选案例：设当前选矿生产过 程案例D的工况条件为F= {fj，利用相似度函数计算当前选矿生产过程案例D与 T1OJ1 ·Λ7/；/(Γ·Γν,) 案例库中历史选矿生产过程案例Dk的相似度.v/_m(D, Di) ~~-?-，其中 /=1 λ'//?(Γ,._ Γ,,;) =I I1'.二4、，从案例库中选出K个相似度最大的历史选矿生产过程案例作为 备选案例； 步骤3. 4 :对备选案例进行修正； 步骤3. 4. 1 :利用当前选矿全流程的运行指标的边界条件对备选案例进行修正：若某 备选案例的运行指标超出当前选矿全流程的运行指标的边界条件，则将该备选案例删除， 若当前备选案例全部超出当前选矿全流程的运行指标的边界条件，则返回步骤3. 3 ; 步骤3. 4. 2 :设定容忍度p，计算K个备选案例的每个运行指标的平均值得到备选案 例运行指标的平均值则用€替换当前的cjk， 其中，Pe(0，1]; 步骤3. 5 :采用基于知识密集型案例重用方法，计算选矿全流程运行指标值:利用公 K Di).cM 式& = -计算出选矿全流程运行指标值Cj，实现选矿全流程运行指标的智 YjSimiO^Oi) Jt二 1 能决策，将决策的选矿全流程运行指标值下发到选矿生产过程中； 步骤4:将当前选矿全流程的工况条件和选矿全流程运行指标值作为案例加入案例库 中； 步骤5:根据案例记录的时间，定期更新案例记录。
【文档编号】G06Q50/02GK104318313SQ201410482971
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】丁进良, 刘长鑫, 刘昊, 柴天佑, 郑秀萍 申请人:东北大学