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摘 要

最优配方计算模型（Optimal formula calculation model）是解决现有的生产工艺当中存在的不合理的，复杂的现象的最有效的研究手段。本文深入分析制砂工艺国内外研究现状，对工艺当中存在的投资大，成本高，系统复杂等问题进行研究，在此基础上完成SCM制砂工艺最优配合比计算模型的建立，针对具体的工艺和数据，细化模型，利用遗传学算法设计出平衡多指标的最优配合比计算体系。

关键词：最优配方计算模型，遗传学算法，制砂工艺

Study on optimal formula calculation model of SCM sand making technology

ABSTRACT

The calculation model of optimal formula (Optimal formula calculation model) is to solve the existing production process which is not reasonable, the most effective means of research complex phenomenon.This in-depth analysis of sand process at home and abroad research status and existing in process of large investment, high cost, complex system and so on were studied. Based on complete SCM sand process optimal coordination than the establishment of calculation model, according to the process and specific data to refine the model, using genetic algorithm to design a balance and multi-objective optimal mixture ratio calculation system.

Key words : Optimal formula calculation model, genetics algorithm, sand craft

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景和依据 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 国内典型的两种制砂工艺 3

第二章 遗传算法和SCM制砂生产工艺 12

2.1 遗传算法的定义和特点 12

2.2机制砂现存的质量问题及影响 13

2.3 机制砂生产工艺 15

第三章SCM制砂工艺最优配方优化目标函数和GA模型的建立 16

3.1 建立目标方程 16

3.2 建立遗传算法模型（GA模型） 17

3.3总结 24

第四章 总结与展望 25

4.1 论文总结 25

4.2 研究展望 25

参考文献 26

致 谢 28

第一章 绪论

1.1 选题背景和依据

第二十世纪是全球工业化的世纪，特别是世界各国在二战以后为了弥补战争的损失，已经投入了大量资金来建设和重建各行各业。工业当中基础设施的建设离不开砂石的运用，砂石已经慢慢成为建筑行业当中最为重要的原材料，它的质量的好坏，关乎到工程的好坏。可以说砂石的发展，直接关系到经济的全面发展和社会的稳定团结。在现代的社会产业当中，几乎所有的行业都离不开砂石不管是企业的建立还是项目的创造，而国家的基础设施的建设更离不开砂石。这些都从侧面表现了一个国家的整体实力。

如今整体实力遭到了挑战，是因为我们对自然资源的过度开发，以及对资源现状的不重视以致于环境受到严重破坏，砂石资源也变得溃泛的起来^[1]。经过了儿二十多年的改革开放，中国经济建设飞速发展，已经成为全球最大的建造市场，石砂用量逐年增加。经过对目前中国的建筑行业的调查，发现我国的建筑用砂已经存在很大的缺口，而且，天然砂的生产具有挺强的地域限制，无论是通过汽车，火车还是轮船长距离的运输都会大大的增加天然砂本身的成本，不利于工程的发展。我国2011年砂石产量已接近100亿吨，其中机制砂石约占55%，居所有开采矿种的首位，预测2016年总量将达到160亿吨^[2]。因为我国的工业化程度不高，存在这许多生产跟使用上的浪费，这样使的本身就已经不多的天然砂越来越少，市面上产生了许多供不应求的现象，供需矛盾急剧加重，使有的地方的砂石价格飞速上涨，有的地方价格达到了100元/吨，高峰期时依然无法满足，影响了工程建设的进展和可持续发展。其次在大环境都倡导绿色生活需要我们去保护环境，由于天然砂资源在当前环境下利益的暴涨到时我们国家许多地区都开始滥采滥挖，因为他们只注重眼前的利益，没有科学生产，不仅破坏了自然环境还发生了许多本不该发生的事故^[3]，令人叹息。

随着国家对环保跟绿色生活的宣传，民众的环保理念得到提升，政府跟地方也对天然砂的开采制定了规定，例如长江中下游地区就已经全面禁止采砂行为。于是如何解决天然砂日渐稀少的问题就成了关键，最终发现用人工制砂来代替天然砂是个不错的选择。相对于天然砂开采时对环境产生的破坏性，机制砂的制造就没有这方面的担心，反而有很多的好处：①遗弃的采矿区可以重新使用，还具有恢复功能，平均恢复期为5年左右^[4]；②根本上有效解决我国数量巨大的尾矿资源再利用问题，提高了资源可利用率^[5]；③将建筑产生的垃圾变为可使用资源，为工程发展提供建设所需的砂石^[6]。所以，大力研究能够替代天然砂的机制砂工艺技术对我国整体大环境的和谐可持续发展具有极其重要的意义。目前，由于许多生产地都是小型的加工点，他们掌握的技术可能不达标，会导致购买天然砂质量无法从源头得到保证。砂石质量的检测方法有又比较单一，如果砂石质量全靠混凝土搅拌站对进站砂石进行调试检测的话，这样做即浪费水泥，增加成本负担，又可能导致混凝土前期裂开^[7]。相比之下，机制砂是拥有固定的生产基地，生产过程严格按照国家出台的规定，使得质量一直处于相对高品质状态中。另外，机制砂可在生产过程中按照要求进行砂石的颗粒级配约束整合，这是天然砂无法相比的优势。所以机制砂也成了天然砂替代品的主要研究方向，我国的许多部门在这方面很早就进行了研究。

人工砂（又称机制砂）的定义：通过不同的制砂设备生产出来的砂石，拥有不同种类的规格跟大小以及性能，能基本满足建筑工程中的日常施工需求。

机制砂整体表现为以下3个特点：

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