大型煤炭企业生产决策模型及支持系统研究

发布时间：2018-02-13 23:17

  本文关键词： 煤矿生产系统 生产决策模型 情景模拟 多煤矿多产品生产组合决策 同煤集团 决策支持系统　出处：《中国矿业大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：进入2015年以来,我国煤炭行业开始进入需求增速放缓、环境约束强化、超前产能建设且库存高位运行、行业结构调整“四期并存”的新常态。在该时期,煤炭企业传统的“以量补价”生产决策成功经验逐渐变得不再适用,煤炭企业生产决策正面临着前所未有的经营困局,市场需求疲软倒逼着煤炭企业进行生产决策模式转变。鉴于此,本文在前人研究的基础上,运用情景分析法、遗传算法等方法,科学构建出多个煤矿多种产品的最优生产组合决策。此外,本文还针对同煤集团开发出生产决策支持系统,将构建的生产决策模型转化为信息化工具,极大提升研究成果的应用性和推广性。本文贡献主要体现在以下几个方面:在多煤矿多产品生产组合决策模型优化阶段,本文首先将多个煤矿纳入同一煤矿生产系统,构建出具有交叉网状性、集成性、动态性和市场导向性的煤矿生产系统,并根据价值链相关理论将其划分为原煤开采、洗选加工和运输销售三个阶段;其次,按照产量和成本的维度,梳理出上述三个阶段的产量决策和成本决策的影响因素及传导方向,并推导出成本决策理论模型和利润决策理论模型;第三,按照输入变量、决策变量和约束条件对模型中的变量参数等进行模型设定,分别开发出多煤矿多产品的利润最大化、既定利润下的利润-产量和成本最小化模型,并对其模型求解进行编程开发,实现生产组合矩阵式决策。决策支持系统起到了利用决策支持相关理论简单化决策实施、规范化决策过程、准确高效决策的作用。本文分析设计的生产决策支持系统的特点为:(1)系统具有生产前预测、生产中控制、生产后评估的完整体系,帮助企业准确高效制定生产决策;(2)系统采用三部件架构,模型与数据关系明确;(3)采用matlab、C#多种语言混合编程,利用matlab编程简单、函数丰富的特点,节省大量编写自定义函数的工作量和难度,以及C#语言安全、稳定、简单、优雅的特点,使得系统开发成本低、效率高、适用性强;(4)模型的模拟功能使生产计划具有灵活性。决策者一方面可以根据系统决策结合经验判断调整决策计划,把经验和理论结合制定出合理的方案;另一方面通过模拟改变生产投入观察模拟生产计划,有助于决策者掌握重点生产环节和要素。在应用研究中,本文选择大型煤炭企业同煤集团下属的塔山矿、同忻矿、四台矿、马脊梁矿、煤峪口矿和忻州窑矿6个煤矿作为研究对象,对其2010-2014年的实际生产决策进行优化,并应用上述构建的多煤矿多产品成本决策模型对其2015年生产决策进行模拟分析,主要研究发现:(1)对2010-2014年的实际生产决策分别运用利润最大化和成本最小化模型进行优化,结果显示部分煤矿原煤开采阶段的生产变动成本与原煤产量存在非线性关系;(2)2010-2012年的最优解显示公路运量增加对马脊梁、煤峪口和忻州窑的利润有显著的正向提升作用,同煤集团可考虑有针对性地挖掘公路运输潜力,积极拓展周边范围的客户需求;(3)成本决策模型最优解显示2014年优化前后库存成本对6个煤矿总利润的贡献度68%,为应对当前市场下行趋势,同煤集团亟需通过内部结构调整来合理安排生产计划,科学有序消化煤炭库存;(4)按照研究目标划分出需求萎缩、煤矿产能变动和成本管控三种情景,其中需求量变动对预期利润的平均作用弹性最大,在成本管控情境下原煤开采阶段的人工成本变动对预期利润影响较大;(5)为应对当前煤炭市场新常态,本文开发出了同煤集团生产决策支持系统,并通过不同的情景模拟为其提供生产决策方案,辅助其制定科学有效的生产组合决策。
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【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：F224;F426.21
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本文编号：1509330