烧结矿配料优化软件的开发(本科生毕业设计论文).doc

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在10年解密后适用本授权书2、不保密囗。（请在以上相应方框内打“”）作者签名：年 月 日导师签名：年 月 日 武汉理工大学本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名 专业班级 指导教师 工作单位 设计(论文)题目: 烧结矿配料优化软件的开发 设计（论文）主要内容：钢铁行业烧结矿的合成含量直接影响到炼钢质量，要将不同产地不同成分的含铁矿石进行科学配比是获得高品质烧结矿的前提。传统配比采用手工计算，计算工作量大而且要复杂。本文开发出配料优化软件，实现烧结矿配比的最优化，要求分别使用Microsoft Excel和MATLAB来进行优化软件的开发。要求完成的主要任务: 1) 生产实习两周，包括参观单位，查阅相关资料及完成实习报告及总结。2) 完成与本论文相关的15篇文献资料（不少于2篇英文资料）的查阅。 3) 完成不少于2万印刷符，与选题相关的外文翻译工作。4) 查阅相关资料，了解MATLAB和Microsoft Excel有关优化模型的求解。5) 完成系统软件设计。6) 撰写论文。7）准备答辩。必读参考资料：（1）林万明，宋秀安.高炉炼铁生产工艺.北京：化学工业出版社，2010（2）周博.MATLAB科学计算.北京：机械工业出版社，2010（3）李洋.Excel函数、图表与数据分析应用案例.北京：清华大学出版社，2007指导教师签名 系主任签名 院长签名(章)_ 武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）随着科学技术的飞速发展，各种工业都随着人类经济的增长而崛起，其中就包括了冶金工业，冶金工业从开始发展一直持续到今天都保持着基础工业的地位，在冶金工业的持续发展过程中，降低成本一直是冶金工业这个领域里备受关注的话题。钢铁工业需要大量的铁矿石，经长时间开采，天然富矿越来越少，高炉不得不使用大量贫矿，但贫矿直接入炉，无论经济上还是操作上都是不合适的，由此铁矿石必须经过选矿才能被使用。但贫矿富选后得到的精矿粉以及富矿加工过程中生产的富矿粉不能直接入炉冶炼，必须将其重新造成块。常用造块方法有烧结和球团，烧结是最重要的造块方法。所谓烧结就是在粉状铁物料中配入适当数量的溶剂和燃料，在烧结机上点火燃烧，借助燃料燃烧的高温作用产生一定数量的液相，把其他未熔化的烧结料颗粒黏结起来，冷却后成为多孔块矿。自20世纪70年代中期以来，除北美外，烧结矿一直是国内外高炉的主要原料。尤其在我国，烧结矿已占高炉炉料的90%以上，因此，烧结生产在我国钢铁企业中有着更重要得地位。既然要求高炉用料中有足够的烧结矿用量和良好的烧结矿质量，那烧结矿配料这一道工序则是非常重要的。烧结矿配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一。为了使烧结矿的化学成分和物理性质稳定，符合高炉冶炼的要求，并使烧结料具有足够的透气性以获得较高的烧结生产率，必须把各种不同成分的含铁原料、溶剂和燃料根据烧结过程的要求和烧结质量的要求进行精确地配料。本文将要讨论的就是烧结矿配料优化软件的开发问题。为了使烧结矿的化学成分和物理性质稳定，符合高炉冶炼的要求，并使烧结料具有足够的透气性以获得较高的烧结生产率，必须把各种不同成分的含铁原料、熔剂和燃料根据烧结过程的要求和烧结矿质量的要求进行精确的配料。配料的精确性在很大的程度上决定于所采用的配料方法。这个生产过程涉及到的原料种类非常多而且成份复杂，原料成本占生产成本的很大一部分，因此研究各种原料之间的合理搭配，既要满足生产产品成份要求又要降低混合料成本，具有很重要的现实意义，它的意义就在于可以解决之前提到的冶金工业生产链中生产效率的问题，这个问题一旦解决好了，不但可以很有效地降低生产成本，更重要的就是对自然资源的有效以及合理的利用。人类文明的发展脚步是不可能停止不前的，但是我们也不能奢侈地挥霍这些宝贵的自然资源，我们能做到的就只有在我们力所能及的范围内充分利用我们的智慧来开发出各种计算机软件来帮助我们解决了生产效率的同时也保护了自然的资源。2、基本内容和技术方案本文的主要研究内容：本文主要的任务是完成开发配料优化软件实现，实现烧结矿配比的最优化，要求使用MATLAB和Microsoft Excel来完成优化软件的开发。（1）MATLAB实现的优化模型根据设计要求可以将烧结矿配料系统的优化简单的解读为线性规划中的优化问题，在线性规划中的优化问题就是求解最优值，当然之前已经说过，本文计算所使用的是MATLAB软件中的linprog函数来进行规划求解。（2）Microsoft Excel实现的优化模型Microsoft Excel是微软公司的办公软件Microsoft office的组件之一，在Microsoft Excel中同样可以进行线性规划的最优化求解，因为在Microsoft Excel中有一项“规划求解”选项，在组织好数据后，通过对“规划求解”进行一定的设定就可以求解线性规划。3、进度安排上学期：最后两周：毕业实习；下学期：第12周：了解课题，查阅相关资料，英文文献翻译；第3周：完成开题报告；第4周：设计总体方案；第56周：了解有关冶金工业中烧结工序； 第78周：完成基于MATLAB的优化软件的模型；第911周：完成基于Microsoft Excel的优化软件的模型；第1214周：撰写毕业设计论文；第15周：打印论文，准备答辩；第16周：论文答辩4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日武汉理工大学毕业设计（论文）目录摘要IAbstractII绪论11 配料优化数学模型的建立21.1 烧结矿工艺简介21.2 建立数学模型31.3 线性规划最优化31.4 线性规划问题的数学模型42 基于Microsoft Excel的配料优化系统72.1 Microsoft Excel介绍72.1.1 Excel发展历史72.1.2Excel在管理中的应用82.2在电子表格中实施模型建立的一般步骤92.3配料优化问题的Excel模型102.3.1组织数据102.3.2 决策变量的表示122.3.3 目标函数的表示122.3.4 约束的表示132.3.5 模型的外观设置142.4 规划求解的使用142.4.1定义目标单元格162.4.2 定义变量单元格172.4.3 定义约束单元格172.5 Excel求解配料优化问题的调试结果182.5.1 初次调试结果192.5.2 两个问题及解决办法203 基于MATLAB的配料优化系统223.1 MATLAB介绍223.2 optimset函数243.3 linprog函数243.4 MATLAB实现配料优化的程序代码253.5 两个问题及其解决办法254 两种方法的比较294.1 Microsoft Excel设计的优化软件的特点294.2 MATLAB设计的优化软件的特点29结束语30致谢31参考文献32摘要烧结是将粉状物料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的方法。铁矿石烧结是钢铁工业的基础，烧结矿质量的好坏直接影响高炉生产的质量。因此，提高烧结过程计算机控制的水平已成为烧结技术发展的主要方向之一。本文首先阐述了烧结工序在冶金工业中的地位。随着烧结设备的大型化和高炉对烧结矿质量要求的提高，烧结过程计算机技术成效日益显著。在我国，烧结矿已占高炉炉料的90%以上。天然铁矿石，无论从数量上还是从质量上来说都不能够直接入炉，常需经过整粒或者选矿、造块等工序的处理，才能入炉。烧结法生产烧结矿是主要的造块方法。在进行烧结工序之前，需要对矿料进行合理的配料。烧结矿配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一。尤其对于铁前系统的生产，这个生产过程涉及到的原料种类非常多而且复杂。为了使烧结矿的化学成分和物理性质稳定，符合高炉冶炼的要求，并使烧结料具有足够的透气性以获得较高的烧结生产率，必须把各种不同成分的含铁原料、溶剂和燃料根据烧结过程的要求和烧结质量的要求进行精确地配料。本文的主体就是讲述烧结矿配料优化软件的开发。所用到的应用软件有Microsoft Excel和MATLAB。接着本文介绍了如何分别运用了高级数学运算工具MATLAB7.0和微软公司的办公软件Microsoft office的组件之一的Microsoft Excel来解决烧结矿配料系统的优化问题。烧结矿配料的优化的实质就是线性规划问题。MATLAB软件中有一个优化工具箱，这个优化工具箱提供了linprog函数来解决线性规划问题，而Microsoft Excel办公软件的“工具”选项中有着“规划求解”这样一个选项，这个选项则可以用来解决线性规划问题。最后本文将总结运用MATLAB7.0和Microsoft Excel来进行优化设计时各自拥有怎样的特点。关键词：烧结矿 配料系统 优化 MATLAB Microsoft Excel AbstractSintering is a method which is used to heat powder material, before this powder material is not completely melt, then make it a block. Iron ore sintering is the base of Iron and steel industry, the quality of the production of the process directly affect the quality of blast furnace production. Therefore, raising the level of computer-controlled sintering process of sintering technology has become one of the main directions of development.This paper describes the position of sintering process in the metallurgical industry. As the sintering equipment is becoming larger and the requirement of blast furnace for sintering quality is higher, the improvement of the effectiveness of the sintering process of computer technology is increasingly significant. In China, the sintering ore has account blast furnace for 90% or more. Natural iron ore, in terms of quantity and quality can not be directly threw into the furnace, which require the whole or after processing, manufacturing processes, such as processing blocks in order into the furnace. Production of sinter sintering is the main method of making the block. Before sintering, there is need for resonable mixing. Sintering mixing is the most basic and important process. Before the system especially for the production of iron, the production process involves many types of raw materials and it is complex. In order to make the sintering ore chemical composition and physical properties stable, in line with the requirements of blast furnace, sintering ore should have sufficient ventilation to achieve higher productivity of sintering, we must mix the various components, such asferrous raw materials, solvents and fuels, resonablely according to the requirement of sintering.This paper is about the development of software of sintering mixing. The applicational softwares used in this development are Microsoft Excel and MATLAB. Then this article describes how to use advanced mathematical operations, respectively MATLAB7.0 tools and Microsofts office software, one of Microsoft office components of Microsoft Excel to solve the sinter burden system optimization problem. Sintering mixing problem is essential linear programming optimization problem. There is a MATLAB Optimization Toolbox software, it provides a linprog function optimization toolbox to solve linear programming problems, and Microsoft Excel office software toolsoption has a Solversuch an option, this option can be used to solve linear programming problems.Finally, we will summarize the characteristics of using MATLAB7.0 and Microsoft Excel to solve the design of the optimization software.Keywords: Sintering ore Ingredient system Optimization MATLAB Microsoft Excel朗读显示对应的拉丁字符的拼音II字典1. 动词 1. match2. fit3. mix4. mate5. join6. dose7. make up朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典1. 动词 1. match2. fit3. mix4. mate5. join6. dose7. make up朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典绪论烧结生产在我国钢铁企业中有着重要的地位。随着市场经济体制在我国的确立和发展，集约化经营思想的提出和规模经济等原则的被确认，意味着炼铁原料工业经济的增长必须建立在提高劳动生产率和降低消耗的基础上，其意义对于我国的烧结生产自动化而言，显得尤为重要。烧结过程计算机控制的目的就是为了提高劳动生产率，实现优质高产和降低能源消耗。随着烧结设备的大型化和高炉对烧结矿质量要求的提高，烧结过程计算机技术成效日益显著。正因如此，提高烧结过程计算机控制水平已成为烧结技术发展的主要方向之一。本次设计的主要课题就是烧结过程中配料这一环节的计算机优化。钢铁工业需要大量的铁矿石，经长时间开采，天然富矿越来越少，高炉不得不使用大量贫矿，但贫矿直接入炉，无论经济上还是操作上都是不合适的，由此铁矿石必须经过选矿才能被使用。但贫矿富选后得到的精矿粉以及富矿加工过程中生产的富矿粉不能直接入炉冶炼，必须将其重新造成块。常用造块方法有烧结和球团，烧结是最重要的造块方法。所谓烧结就是在粉状铁物料中配入适当数量的溶剂和燃料，在烧结机上点火燃烧，借助燃料燃烧的高温作用产生一定数量的液相，把其他未熔化的烧结料颗粒黏结起来，冷却后成为多孔块矿。自20世纪70年代中期以来，除北美外，烧结矿一直是国内外高炉的主要原料1。尤其在我国，烧结矿已占高炉炉料的90%以上，因此，烧结生产在我国钢铁企业中有着更重要得地位。目前，钢铁企业的竞争日益激烈，高炉炼铁生产技术经济指标的改善和技术进步，主要是依靠入炉原料性质的改善。我国炼铁界将高炉精料的要求概括为“高、熟、净、匀、小、稳”六个字，其含义是铁矿石入炉品位高，使用烧结矿或球团矿等熟料，尽可能筛除小于5mm的细粉，粒度均匀、粒度小，化学成分稳定。烧结矿是我国高炉炉料的主要组成部分，可以说，我国钢铁工业的发展在很大程度上与烧结矿的用量和质量紧密相关，所以必须保证在高炉用料中有足够的烧结矿用量和良好的烧结矿质量。既然要求高炉用料中有足够的烧结矿用量和良好的烧结矿质量，那烧结矿配料这一道工序则是非常重要的。烧结矿配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一。尤其对于铁前系统的生产，这个生产过程涉及到的原料种类非常多而且复杂。为了使烧结矿的化学成分和物理性质稳定，符合高炉冶炼的要求，并使烧结料具有足够的透气性以获得较高的烧结生产率，必须把各种不同成分的含铁原料、溶剂和燃料根据烧结过程的要求和烧结质量的要求进行精确地配料。除了获得足够的烧结矿用量和良好的烧结矿质量这两个目的之外，烧结矿配料系统的优化也是为了经济和环境利益。在任何工业领域中，降低成本和环境保护一直都是一个永恒的话题，对烧结矿配料系统进行优化设计就可以以最少的配料比例来达到要求的烧结矿质量和用量，这样既降低了生产投入的成本，也对环境保护做出了贡献。1 配料优化数学模型的建立1.1 烧结矿工艺简介高炉冶炼需要大量使用含铁量高、强度大、还原性能好、具有一定块度的矿石2。天然铁矿石，无论从数量上还是从质量上都难以满足上述要求，常需经过整粒或者选矿、造块等工序的处理，才能入炉。选矿的目的是提高矿石品位，去除杂质。选矿得到的产品，根据原矿的性质和采用的选矿工艺的不同，可能是010mm的精矿，也可能是小于74um的精矿粉。块矿整粒是将大块铁矿石破碎成50nm以下块度并筛除5mm以下的矿粉。选矿得到的精矿和整粒生产的粉矿，不能直接入炉，必须进行造块处理。高炉使用粉料量多的矿石，将会使料柱透气性变坏，影响炉内热交换和化学反应的顺利进行，并频繁发生悬料、崩料事故，轻则使生产指标变坏，重则操作困难。矿粉造块的方法，有烧结法、压块法、焙烧球团法、冷固球团法。烧结法生产烧结矿是主要的造块方法。本设计的主题则是烧结矿配料的优化，所以其他几种方法这里不予介绍。烧结法是将各种010mm粉状含铁料，配入一定数量的燃料和溶剂，利用燃料燃烧产生的高温，使部分原料熔化并将矿粉黏结在一起的造块方法。烧结生产过程通常包括以下几个部分：含铁原料、燃料和溶剂的接受和贮存；原料、燃料和溶剂的破碎筛分；烧结料的配料、混合制粒、布料、点火和烧结；烧结矿的破碎、筛分、冷却和整粒。烧结过程具有如下特性3：（1）烧结过程的大滞后性。烧结原料经过配料、混合制粒和布料点火，然后烧结形成烧结饼，这个过程大约需要一个小时；成品烧结矿的获得则还要经过烧结后的热破碎、热筛分、冷却和整粒等工序，这个过程也需要一个小时。所以，烧结原料从配料到形成烧结矿约需两个小时。上述过程决定了烧结过程的大滞后性。（2）烧结过程的复杂性。烧结原料经过布料点火后，由于下部风箱强制抽风，通过料层的空气和烧结料中焦炭燃烧所产生的热量，使烧结混合料经受各种物理化学变化，才形成烧结矿。（3）烧结过程的动态时变性。烧结过程是一个复杂的工业过程，除具有复杂性、时滞性以外，还具有连续性、非线性、时变性和不确定性。烧结生产所用原料品种较多，为了使生产过程顺利进行，并且保证烧结矿的产量和质量，对所用原燃料有如下4个方面的要求4：（1）含铁原料。铁矿粉和铁精矿是烧结的主要含铁原料。含铁量高的块矿经过破碎和筛分后，将其合格矿直接送入高炉炼铁，它的筛下物小于5mm的矿粉，作为烧结的原料。当铁矿石的含铁量较低时，需经过选矿得到品位较高的矿粉，成为铁精矿。烧结生产对含铁原料的要求是品位高、成分稳定和杂质少。除铁矿粉和铁精矿外，还有一些工业副产品，如高炉炉尘、轧钢皮、黄铁矿烧渣和钢渣等也可作为烧结原料。（2）溶剂。烧结使用的溶剂主要是石灰石，溶剂要求有效CaO含量高、杂质少、成分稳定、含水3%左右、粒度小于3mm的占90%以上。随着精矿粒度细化，溶剂粒度也要相对缩小。有的工厂使用细精矿烧结时，将溶剂粒度控制在2mm一下，已收到了良好的效果。在烧结料中加入一定量的白云石，使烧结矿含有适当的MgO，对烧结过程有良好的作用，可以提高烧结矿的质量。（3）燃料。烧结所用燃料主要为焦粉和无烟煤。对燃料的要求是固定碳含量高、灰分低、挥发分低、含硫低、成分稳定、含水量小于10%、粒度小于3mm的占95%以上。联合企业内，焦粉是首选的燃料，它能满足上述要求，同时也利用了高炉焦炭筛分后的粉末。但有些厂家采用无烟煤作燃料的生产实践证明，无烟煤除满足上述要求外，还具有易于破碎、着火点低、易燃等优点，也是可取的燃料。（4）点火用燃料。要求点燃方便，发热值高。本次设计的主题是烧结过程中的配料环节。目前，国内外大部分烧结厂主要是通过控制原料场和配料系统来实现对烧结矿化学成分的前馈控制。配料精度在很大程度上取决于所采用的配料方法，20世纪60年代以前，国内烧结厂大多采用容积配料法，60年代以后，开始采用重量配料方法。目前大多数厂是按重量配料进行的。配料系统中的铁精矿是从集料胶带机上的电子皮带秤得出流量信号与设定配料量进行比较的，通过控制器改变圆盘给料机的转速以保持精矿配料量不变，而辅助原料则是通过定量胶带给料机实现定量配料的。系统设有各种原料的配比设定和总给料的设定，可以根据各原料情况按烧结矿的要求灵活改变配比。1.2 建立数学模型烧结矿配料的根本要求就是配比各原料的用量，使烧结矿的品位达到最高，其中有害元素在国家标准之下，通过这样以最少的成本来获得足够用量的烧结矿和质量良好的烧结矿5。烧结矿品位各元素含量要求见表1-1。如表1中数据所示，矿料名称这一列一共有10种矿料，分别设为X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9和X10；后面的第二列到第七列是各种矿料中各种元素的含量，其中Tfe这种元素是最重要的，它在配料完成后含量要求达到52.5%以上，而S、P、SiO2、As和Al2O3这几种元素的含量要求分别小于0.9%、0.3%、9%、0.08%和2%；最后一列是各种矿料的价格，都以“元/吨”来计算。得到表1-1中的各种数据要求后，现在要开始建立数学模型。矿料配料系统优化的实质是线性规划问题，所以要建立数学模型，就要按照解决线性规划问题的方法来进行。1.3 线性规划最优化工程师的目标就是找出问题的最佳解。这个思想非常重要，这表明，工程师不仅要找出问题的答案，而且这个答案根据某些客观标准是最佳答案。在一些工程问题中，最佳可能意味着成本最低，或者最可靠、体积最小、重量最轻等。在另一些问题中，可能是其他一些准则，或者是几个准则的组合。在设计过程中，工程师们努力寻求使某个属性最大或最小化的解决方案。因此，最优化理论是工程师们设计的一个重要工具。表1-1 烧结矿品位各元素含量要求及价格矿料名称TfeSPSiO2AsAl2O3价格（元/吨）宏 扬1(X1)47.560.1420.0387.850.0131.393690宏 扬2(X2)62.180.380.0234.570.0320.554700宏 扬3(X3)56.641.5420.0386.410.0420.194580华 康(X4)50.740.4880.0458.260.0331.083900展 翼(X5)51.940.2380.10113.290.0592.064100鑫 明(X6)48.510.6010.40614.720.061.473775天 佑(X7)51.920.0370.89011.680.0164.924090东 泰(X8)45.030.4240.0974.880.0191.473500倒 渣 粉(X9)51.851.3760.07310.670.1382.043970中钢恒信1 (X10)54.720.0830.7017.000.0044.324390含量要求(%)=49.2=0.9=0.3=9.00=0.08=2.00最优化是确定一个数学函数的最大值或最小值的数学过程，或者确定使函数达到最大值或者最小值的自变量的值。线性规划最优化是将实际问题进行抽象化，并且加以简化，提取问题的核心，建立数学模型，此时这样一个过程涉及以下几个步骤6。（1）选取决策变量问题中需要求解的那些未知量，就是决策变量，一般用n维向量表示。本设计的决策变量的选取并不复杂，就以表1中的10种矿料（X1X10）作为决策变量（2）确定决策目标决策目标即是目标函数，通常是问题中需要优化的那个目标的数学表达式，它是决策变量x的线性函数。本设计的决策目标就以配料的总价钱，也就是成本作为决策目标，设决策目标总成本为MON。（3）确定约束条件约束条件即是对决策变量的限制条件，即x的允许取值范围，它通常是x的一组线性不等式或线性等式。本设计的约束条件即是表1中最后一行“含量要求”，各种矿料经过配料之后，各种元素的含量必需符合各自的要求。1.4 线性规划问题的数学模型在上文中已经确定了本设题目的决策变量、目标函数和约束条件，现在可以将建立的数学模型表示如下7。目标函数为： （1-1）约束条件为： （1-2） 这里MON是目标函数，、（i=1,2,n）是常数，式（1-1）成为目标函数，式（1-2）成为约束条件，简记为s.t.。通常称满足约束条件（1-2）的解为线性规划问题的可行解，而使目标函数式（1-1）达到最小值的可行解叫最优解。代入表1中的数据后可得目标函数式为：minMON=3690X1+4700X2+4580X3+3900X4 +4100X5+3775X6+4090X7+3500X8+3970X9+4390X10 （1-3） 上式（1-3）是模型的目标函数，它表示选取了十种矿料后的总价必需在可行域内达到最小，也就是成本最小问题。约束条件式为：X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10=1 （1-4）0.4756X1+0.6218X2+0.5664X3+0.5074X4+0.5194X5+0.4851X6+0.5192X7+0.4503X8+0.5185X9+0.5472X100.492 （1-5）0.00142X1+0.0038X2+0.01542X3+0.00488X4+0.00238X5+0.00601X6+0.00037X7+0.00424X8+0.01376X9+0.00083X100.009 （1-6）0.00038X1+0.00023X2+0.00038X3+0.00045X4+0.00101X5+0.00406X6+0.0089X7+0.00097X8+0.00073X9+0.00701X100.003 （1-7）0.0785X1+0.0457X2+0.0641X3+0.0862X4+0.1329X5+0.1472X6+0.1168X7+0.0488X8+0.1067X9+0.07X100.009 （1-8）0.00013X1+0.00032X2+0.00042X3+0.00033X4+0.00059X5+0.0006X6+0.00016X7+0.00019X8+0.00138X9+0.00004X100.0008 （1-9）0.0139X1+0.0055X2+0.0019X3+0.0108X4+0.0206X5+0.0147X6+0.0492X7+0.0147X8+0.0204X9+0.0432X100.02 （1-10）从式（1-4）开始一直到式（1-10）统称为约束条件式，它限制了决策变量X的取值范围。式（1-4）表示十种矿料的总量为1吨；式（1-5）表示十种矿料混合后，Tfe这个元素的含量必需占总量的至少50%以上；式（1-6）表示十种矿料混合后，S这个元素的含量不得超过总量的0.9%；式（1-7）表示十种矿料混合后，P这个元素的含量不得超过总量的0.3%；式（1-8）表示十种矿料混合后，SiO2这个元素的含量不得超过总量的0.9%；式（1-9）表示十种矿料混合后，As这个元素的含量不得超过总量的0.08%；式（1-10）表示十种矿料混合后，Al2O3这个元素的含量不得超过总量的2%。以上就是这个矿料配料系统优化的数学模型的建立过程。2 基于Microsoft Excel的配料优化系统2.1 Microsoft Excel介绍Microsoft Excel是微软公司的办公软件Microsoft office的组件之一，是由Microsoft为Windows和Apple Macintosh操作系统的电脑而编写和运行的一款试算表软件8。Excel 是微软办公套装软件的一个重要的组成部分，它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作，广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。Excel中大量的公式函数可以应用选择，可以实现许多方便的功能，给使用者方便。 与其配套组合有：word、PowerPoint、Access及Outlook。 现在Excel2003、和老一点的Excel2000较为多见，Excel2002版本好像用的不是很多。2000以前的版本很少见了。最新的版本增添了许多功能。使Excel功能更为强大。 Excel2003支持VBA编程，VBA是Visual Basic For Application的简写形式。VBA的使用可以达成执行特定功能或是重复性高的操作。2.1.1 Excel发展历史1982年Microsoft推出了它的第一款电子制表软件-Multiplan，并在CP/M系统上大获成功，但在MS-DOS系统上，Multiplan败给了Lotus1-2-3（一款较早的电子表格软件）。这个事件促使了Excel的诞生，正如Excel研发代号DougKlunder：做Lotus1-2-3能做的，并且做的更好8。1983年9月比尔盖茨召集了微软最高的软件专家在西雅图的红狮宾馆召开了3天的“头脑风暴会议”。盖茨宣布此次会议的宗旨就是尽快推出世界上最高速的电子表格软件。1985年第一款Excel诞生，它只用于Mac系统，中文译名为“超越”。1987年第一款适用于Windows系统的Excel也产生了（与Windows环境直接捆绑，在Mac中的版本号为2.0）。Lotus1-2-3迟迟不能适用于Windows系统，到了1988年，Excel的销量超过了1-2-3，使得Microsoft站在了PC软件商的领先位置。这次的事件，促成了软件王国霸主的更替，Microsoft巩固了它强有力的竞争者地位，并从中找到了发展图形软件的方向。此后大约每两年，Microsoft就会推出新的版本来扩大自身的优势，目前Excel的最新版本为11，也被称作Microsofot Office Excel2003。早期，由于和另一家公司出售的名为Excel的软件同名，Excel曾成为了商标法的目标，经过审判，Microsoft被要求在它的正式文件和法律文档中以MicrosoftExcel来命名这个软件。但是，随着时间的过去，这个惯例也就逐渐消逝了。Excel虽然提供了大量的用户界面特性，但它仍然保留了第一款电子制表软件VisiCalc的特性：行、列组成单元格，数据、与数据相关的公式或者对其他单元格的绝对引用保存在单元格中。Excel是第一款允许用户自定义界面的电子制表软件（包括字体、文字属性和单元格格式）。它还引进了智能重算的功能，当单元格数据变动时，只有与之相关的数据才会更新，而原先的制表软件只能重算全部数据或者等待下一个指令。同时，Excel还有强大的图形功能。1993年Excel第一次被捆绑进Microsoft Office中时，Microsoft就对Microsoft Word和Microsoft Powerpoint的界面进行了重新设计，以适应这款当时极为流行的应用程序。从1993年，Excel就开始支持Visual Basic for Applications（VBA）.VBA是一款功能强大的工具，它使Excel形成了独立的编程环境。使用VBA和宏，可以把手工步骤自动化，VBA也允许创建窗体来获得用户输入的信息。但是，VBA的自动化功能也导致Excel成为宏病毒的攻击目标。 1995年Excel被设计为给您所需要的工具。无论您是做一个简单的摘要、制作销售趋势图，还是执行高级分析，无论您正在做什么工作，Microsoft Excel能按照您希望的方式帮助您完成您的工作。1997年Excel97是Office97中一个重要程序，Excel一经问世，就被认为是当前功能强大、使用方便的电子表格软件。它可完成表格输入、统计、分析等多项工作，可生成精美直观的表格、图表。为日常生活中处理各式各样的表格提供了良好的工具。此外，因为Excel和Word同属于Office套件，所以它们在窗口组成、格式设定、编辑操作等方面有很多相似之处，因此，在学习Excel时要注意应用以前Word中已学过的知识。2001年利用Office XP中的电子表格程序Microsoft Excel2002版，您可以快速创建、分析和共享重要的数据。诸如智能标记和任务窗格的新功能简化了常见的任务。协作方面的增强则进一步精简了信息审阅过程。新增的数据恢复功能确保您不会丢失自己的劳动成果。可刷新查询功能使您可以集成来自Web及任意其他数据源的活动数据。2003年Excel2003使您能够通过功能强大的工具将杂乱的数据组织成有用的信息，然后分析、交流和共享所得到的结果。它能帮助您在团队中工作的更为出色，并能保护和控制对您工作的访问。另外，您还可以使用符合行业标准的扩展标记语言（XML），更方便地连接到业务程序。2.1.2 Excel在管理中的应用学会使用 Excel 的各种自定义功能，充分挖掘Excel的潜能，实现各种操作目标和个性化管理 。学会综合运用各种Excel公式、函数解决复杂的管理问题和用 Excel处理及分析不同来源、不同类型的各种数据，以及灵活运用Excel的各种功能进行财务数据分析和管理。Excel在管理中的应用有如下4个方面8。（1）轻松创建专业级的报表 高效率的报表制作；导入非Excel格式的外部数据；快速完成数据输入的技巧；数据验证。（2）公式与函数在Excel中的运用 公式的类型； 单元格引用类型； 基本函数的运用；各种函数轻松搞定所有计算问题。（3）制作满意的图表让您的数据看上去很清晰 图表的制作；图表的美化和高级美化；本量利图表的制作；以不变应万变动态图表的制作。（4）Excel在报告中的应用 Excel数据查询技巧；Excel数据分析技巧；Excel数据展现。2.2在电子表格中实施模型建立的一般步骤每一个可解线性规划问题都有一个可行域，且问题的最优解都可以在可行域的极点得到（假设问题不是无界的）。不论决策变量个数，这对所有问题都是正确的。虽然画出两个变量线性规划问题的可行域相当容易，但是想象或画出三个变量的可行域很困难，因为这个图是三维的。如果多于三个变量，想象或者画出线性规划的可行域实际是不可能的，因为这个图是多于三维的。幸运的是，有几种数学技术可以求解涉及几乎任何个数的变量的线性规划问题，而不必想象或者画出它的可行域。这些技术现在已经编入了电子表格，可以使求解线性规划问题变得相当简单。所以，使用合适的计算机软件，可以很容易地求解几乎任何线性规划问题。主要的挑战是保证所建立的线性规划模型正确且准确地将这个模型输入计算机。本小节将展示如何使用电子表格Microsoft Excel来解决配料优化问题。下列4步9概括出在电子表格中实施任何线性规划问题所必需的工作。（1）为在电子表格中建立模型而组织数据。建立模型所需的数据包括目标函数中的系数、约束中的各种系数、约束的右侧值。通常有多种方法对电子表格中的具体问题组织数据，但是一般有如下几个原则。第一，组织数据的目的是尽量使其目的和含义清楚。将电子表格看做需要清楚表达正在求解问题的重要因素的管理报告。为此应该在向电子表格中录入数值前花些时间在你的思想中组织问题的数据观察数据怎样合理布局。描述性标签应该置于电子表格中以清除指明不同的数据元素。通常，模型中数据的行和列结构可以用在电子表格中来辅助模型的建立。（2）在电子表格中分开预留单元格来表示代数模型中的每一个决策变量。虽然可以在电子表格中使用任何空单元格来表示决策变量，但通常最好将代表决策变量的单元格按照与数据的排列结构平行的方式排列，这样常常有助于设定目标函数和约束的公式。在可能的时候，将代表决策变量的单元格保持在电子表格中的相同区域也是一个好主意。此外，应该使用描述性标签清晰指明这些单元格的含义。（3）在电子表格的单元格中建立对应代数模型中目标函数的表达式。对应目标函数的电子表格中的表达式的建立，通过引用已经录入的目标函数系数的单元格和代表决策变量相应的单元格。（4）对于每一个约束，在电子表格不同的单元格中建立对应约束左侧表达式的公式。对应每一个约束约束的左侧表达式的公式的建立，是通过引用已经录入的这些约束的系数单元格和相应的决策变量单元格来完成的。许多约束的表达式用类似的结构。因此，当可能时，建立的约束表达式可以被复制建立其他约束的表达式。这不仅减少了建立模型所需的精力，而且有助于避免难以查出的录入以