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摘要：介绍了动态配煤的相关概念，并指出各煤质指标的线性可加性；通过对港口现有的配煤方案进行实地考察调研，找出其存在的不足之处；根据实际需求，运用运筹学lingo编程语言设计出了动态优化配煤系统，并应用线性规划根据港口煤炭指标进行了初步的可靠性验证。
关键词：Lingo；配煤；线性规划
一、动态配煤相关理论
1、动态配煤的概念
动态配煤是在配煤的基础上衍生的概念，所谓动态，是较之于静态而言的，运动变化状态的或从运动变化状态考察的，即在非静止的，各个数据都在随时变化的状态下进行研究。由此可知，动态配煤即在动态的情况下，根据用户对煤质的不同要求，将若干不同种类不同性质的煤按照一定比例掺配加工而成的混合煤[1]。
2、动态配煤的煤质指标
煤炭的主要项指标分别是水分、灰分、挥发份、固定碳、全硫和发热量。北京煤化学研究所于1999年在20种原料煤中任意选取了10种原料煤和10种动力配煤，试验煤种包括气煤、1/3 焦煤、不粘煤、弱粘煤和无烟煤。在原料煤和动力配煤制备完毕后同时测定了它们的硫分、灰分、发热量、挥发分、水分等煤质指标。根据试验结果，按符合科学规律的新方法进行计算，发现各种煤质指标几乎都有较好的线性关系[2]。
二、中煤秦皇岛港配煤现状
秦港与客户之间一般都是长期合作关系，签有长期购煤合同。客户会按照自己需要指定几种煤为备选煤，当客户有购买需求时直接装船发货。如果客户需求的煤种出现库存不足时，就要以其他煤种的两种或三种进行选配，以满足客户需求。煤种的选择以及配比由工作人员根据多年配煤经验进行简单计算完成。
三、动态配煤系统的设计及应用
1、优化模型的建立
线性模型配煤的煤质特性与单种煤之间存在线性关系。根据秦皇岛中煤集团的实际情况，选择以下几个指标作为优化目标：
(1) 成本。企业经营的最终目的就是追求利益最大化，煤炭企业中同样满足客户需求情况下的配煤方案，成本最低的方案才能给企业带来最大的效益，因此才是最优的方案。
(2) 发热量。煤炭的价格和发热量成正比关系，这就从另一个方面限制了配煤的成本，也就是说同样满足客户需求情况下的配煤方案，其中发热量低的煤种优先选配。
(3) 煤的库存量。秦皇岛中煤集团虽然位于港口，有良好的仓储设备，但是保证各煤种的良性循环才能确保港口进出口煤炭的顺利进行。因此库存量大的煤种应优先考虑选择配煤方案中。
需要特别指出的是港口配煤量大，取料机运行功率大，频繁启动会消耗很大，因此煤种选择个数尽量控制在2-3个，比例以最低20%，10%的增加。另外取料机一次取煤量设定为不低于1000吨。
2、程序编写及运作
某公司与中煤签订的合同包括：平一、平二、平三、、平六、南梁这五种煤，现要求热量大于等于5500卡，含硫量小于等于1.0%。现考虑到库存问题和实际问题，选择平一、平三和南梁这三种煤以配出客户需要的混煤。现已知中煤秦皇岛港的各煤炭指标参数，其中平一、平三和南梁这三种煤的热量分别为5808卡、4830卡和5429卡；含硫量分别为1.19%、1.11%和0.33%；成本分别为每吨890、700和830。现建立模型如下：
运行lingo软件，将模型代码输入最后得到结果窗口，见图3-1。
图3-1 运行报告图
结果窗口中，左上半部分的Solver Status是求解器（求解程序）状态框，Model指当前的数学模型的类型：LP表示线性模型；State是指当前解的状态：Global Opt为全局最优解；Objective是解的目标函数值：该模型的目标函数值为832.89；Asibility指当前约束不满足的总量，一般为0；iterations为目前为止的迭代次数，即系统内部运算次数，该模型为2。右半部分Variables是变量数量，其中包括变量总数（Total）、非线性变量数（Nonlinear）、整数变量数（Integer），该结果中的变量总数为5，非线性变量和整数变量均为0；Constraints指的是约束变量，其中包括约束总数（Total）和非线性约束个数（Nonlinear），该结果中的约束变量总数为9，非线性约束变量为0；Nonzeros为非零系数变量，其中包括总数（Total）和非线性项系数个数（Nonlinear），该结果中的约束变量总数为23，非线性约束变量为0；Generator Memory Used为内存是用量；Elapsed Runtime为求解花费的时间。左下半部分Extended Solver Status是扩展的求解器（求解程序状态框），包括使用的特殊求解程序（Solver）、目前为止找到的可行解的最佳目标函数值（Best）、目标函数值的界（Obj bound）、特殊求解程序当前运行步骤（Steps）、有效步数（Active）。该报告中扩展求解器均无数据，表示没有用到特殊求解程序。
根据运行报告和结果窗口可知这是一个标准的线性模型，程序很快找到了全局最优解：z=832.89,x1=0.56,x2=0.24,x3=0.20
平一、平三、南梁这三种煤的比例分别为56%、24%和20%，得到的最有成本为832.89元。同理，也可以选择两种、四种以及其他多种形式的煤进行配比，客户需求也可以是一种、三种甚至五种。另外Lingo通过@OLE函数可以实现与Excel文件传递数据，中煤可以根据不同客户签订的不同煤种的相关资料，分别存入EXCELL中，当进行配比计算时，可由程序自动调出，减少了多次输入数据的复杂性。同时，计算结果也可以输出到Excel或Word文档中，以便备份和查阅。
四、结论
港口动力配煤是將若干不同种类不同性质的煤种按照一定的要求进行掺配，使配制出的煤在性能指标上达到或接近客户对煤种的要求，它关系到的不同客户对煤种的安全经济运行，关系到港口企业的盈亏效益。尤其是当前煤炭紧张，煤炭价格不断上扬的形势下，大力开展动力配煤在港口中的应用研究，对于合理利用有效资源，拓宽用煤渠道，解决用煤紧张局面、舒缓社会上紧张的局面具有积极、重要的现实意义。
参考文献：
[1]涂华,姜英.动力配煤专家系统设计与开发[J].煤质技术,2009:1
[2]王挺.煤炭企业动力配煤方案优化方法的创新研究[D].焦作工学院硕士论文,2002:6
[3]张放民.线性规划优化配煤[J].煤气与热力,2001:138
作者简介：王妍（1986-），女，河北邯郸人，燕山大学经济管理学院2009级管理科学与工程专业硕士研究生，从事资源优化管理研究。
关键词：Lingo；配煤；线性规划
一、动态配煤相关理论
1、动态配煤的概念
动态配煤是在配煤的基础上衍生的概念，所谓动态，是较之于静态而言的，运动变化状态的或从运动变化状态考察的，即在非静止的，各个数据都在随时变化的状态下进行研究。由此可知，动态配煤即在动态的情况下，根据用户对煤质的不同要求，将若干不同种类不同性质的煤按照一定比例掺配加工而成的混合煤[1]。
2、动态配煤的煤质指标
煤炭的主要项指标分别是水分、灰分、挥发份、固定碳、全硫和发热量。北京煤化学研究所于1999年在20种原料煤中任意选取了10种原料煤和10种动力配煤，试验煤种包括气煤、1/3 焦煤、不粘煤、弱粘煤和无烟煤。在原料煤和动力配煤制备完毕后同时测定了它们的硫分、灰分、发热量、挥发分、水分等煤质指标。根据试验结果，按符合科学规律的新方法进行计算，发现各种煤质指标几乎都有较好的线性关系[2]。
二、中煤秦皇岛港配煤现状
秦港与客户之间一般都是长期合作关系，签有长期购煤合同。客户会按照自己需要指定几种煤为备选煤，当客户有购买需求时直接装船发货。如果客户需求的煤种出现库存不足时，就要以其他煤种的两种或三种进行选配，以满足客户需求。煤种的选择以及配比由工作人员根据多年配煤经验进行简单计算完成。
三、动态配煤系统的设计及应用
1、优化模型的建立
线性模型配煤的煤质特性与单种煤之间存在线性关系。根据秦皇岛中煤集团的实际情况，选择以下几个指标作为优化目标：
(1) 成本。企业经营的最终目的就是追求利益最大化，煤炭企业中同样满足客户需求情况下的配煤方案，成本最低的方案才能给企业带来最大的效益，因此才是最优的方案。
(2) 发热量。煤炭的价格和发热量成正比关系，这就从另一个方面限制了配煤的成本，也就是说同样满足客户需求情况下的配煤方案，其中发热量低的煤种优先选配。
(3) 煤的库存量。秦皇岛中煤集团虽然位于港口，有良好的仓储设备，但是保证各煤种的良性循环才能确保港口进出口煤炭的顺利进行。因此库存量大的煤种应优先考虑选择配煤方案中。
需要特别指出的是港口配煤量大，取料机运行功率大，频繁启动会消耗很大，因此煤种选择个数尽量控制在2-3个，比例以最低20%，10%的增加。另外取料机一次取煤量设定为不低于1000吨。
2、程序编写及运作
某公司与中煤签订的合同包括：平一、平二、平三、、平六、南梁这五种煤，现要求热量大于等于5500卡，含硫量小于等于1.0%。现考虑到库存问题和实际问题，选择平一、平三和南梁这三种煤以配出客户需要的混煤。现已知中煤秦皇岛港的各煤炭指标参数，其中平一、平三和南梁这三种煤的热量分别为5808卡、4830卡和5429卡；含硫量分别为1.19%、1.11%和0.33%；成本分别为每吨890、700和830。现建立模型如下：
运行lingo软件，将模型代码输入最后得到结果窗口，见图3-1。
图3-1 运行报告图
结果窗口中，左上半部分的Solver Status是求解器（求解程序）状态框，Model指当前的数学模型的类型：LP表示线性模型；State是指当前解的状态：Global Opt为全局最优解；Objective是解的目标函数值：该模型的目标函数值为832.89；Asibility指当前约束不满足的总量，一般为0；iterations为目前为止的迭代次数，即系统内部运算次数，该模型为2。右半部分Variables是变量数量，其中包括变量总数（Total）、非线性变量数（Nonlinear）、整数变量数（Integer），该结果中的变量总数为5，非线性变量和整数变量均为0；Constraints指的是约束变量，其中包括约束总数（Total）和非线性约束个数（Nonlinear），该结果中的约束变量总数为9，非线性约束变量为0；Nonzeros为非零系数变量，其中包括总数（Total）和非线性项系数个数（Nonlinear），该结果中的约束变量总数为23，非线性约束变量为0；Generator Memory Used为内存是用量；Elapsed Runtime为求解花费的时间。左下半部分Extended Solver Status是扩展的求解器（求解程序状态框），包括使用的特殊求解程序（Solver）、目前为止找到的可行解的最佳目标函数值（Best）、目标函数值的界（Obj bound）、特殊求解程序当前运行步骤（Steps）、有效步数（Active）。该报告中扩展求解器均无数据，表示没有用到特殊求解程序。
根据运行报告和结果窗口可知这是一个标准的线性模型，程序很快找到了全局最优解：z=832.89,x1=0.56,x2=0.24,x3=0.20
平一、平三、南梁这三种煤的比例分别为56%、24%和20%，得到的最有成本为832.89元。同理，也可以选择两种、四种以及其他多种形式的煤进行配比，客户需求也可以是一种、三种甚至五种。另外Lingo通过@OLE函数可以实现与Excel文件传递数据，中煤可以根据不同客户签订的不同煤种的相关资料，分别存入EXCELL中，当进行配比计算时，可由程序自动调出，减少了多次输入数据的复杂性。同时，计算结果也可以输出到Excel或Word文档中，以便备份和查阅。
四、结论
港口动力配煤是將若干不同种类不同性质的煤种按照一定的要求进行掺配，使配制出的煤在性能指标上达到或接近客户对煤种的要求，它关系到的不同客户对煤种的安全经济运行，关系到港口企业的盈亏效益。尤其是当前煤炭紧张，煤炭价格不断上扬的形势下，大力开展动力配煤在港口中的应用研究，对于合理利用有效资源，拓宽用煤渠道，解决用煤紧张局面、舒缓社会上紧张的局面具有积极、重要的现实意义。
参考文献：
[1]涂华,姜英.动力配煤专家系统设计与开发[J].煤质技术,2009:1
[2]王挺.煤炭企业动力配煤方案优化方法的创新研究[D].焦作工学院硕士论文,2002:6
[3]张放民.线性规划优化配煤[J].煤气与热力,2001:138
作者简介：王妍（1986-），女，河北邯郸人，燕山大学经济管理学院2009级管理科学与工程专业硕士研究生，从事资源优化管理研究。