宁夏矿渣微粉，全称粒化高炉矿渣粉，是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣干磨而成。矿渣微粉可以用20%~70%的比例代替水泥，混凝土可以以矿物掺合料的形式制备，大大提高了水泥混凝土的力学性能。

随着我国钢铁量的增加，生产过程中产生的矿渣和废渣也在增加。矿渣不仅占用大量土地，对环境造成重大污染，而且运输成本高，给钢铁生产企业增加了巨大的经济负担。据统计，中国每年产生约2×108t矿渣。在如此高的产量下，能够高效处理矿渣、变废为宝的矿渣研磨技术已成为一个重要的研究课题。自20世纪80年代以来，我国引进了立磨生产线，生产线不断改进和改造，矿渣研磨技术得到了很大改进。

宁夏矿渣微粉研磨是一个高能耗、不稳定的生产过程。目前，矿渣微粉生产的研究主要集中在提高产品质量、成本、能耗和经济效益方面。因此，如何采取有效的方法降低生产成本，能耗和经济效益已成为矿渣微粉行业亟待研究的问题。

宁夏矿渣微粉生产线由多个控制系统控制，每个子控制系统都是闭环反馈控制系统。闭环反馈控制系统主要通过调整控制器的形式或参数，使被控变量接近系统的输入设定值。因此，控制系统的理想运行状态是被控变量与设定值一致。但设定值是技术人员凭借理论知识和工作经验直观给出的，没有严格的客观推理计算，主观性强，精度低。即使控制达到理想状态，也只能保证被控制系统在技术人员的主观决策下运行，不能保证技术人员的决策能够大限度地提高生产效率和经济效益。因此，在生产过程中，控制系统输入设定值的决策变得非常重要，优化算法是解决这个问题的有效途径之一。

然而，在复杂的工业生产中，存在物流分配、能量平衡、指标耦合等一系列问题。因此，生产设备不应局限于优化对象，而应考虑整条生产线的优化，从原材料成本到产品销售，以及中间的每一个过程和指标，实现工业过程运行的优化和控制，达到全过程优化的目的。复杂系统的全过程优化是工业生产的重要命题，是许多工业制造领域和大学研究所的重点研究方向。全过程优化可以大大提高生产效率，降低成本和能耗，提高企业的经济效益。

随着矿渣研磨技术的发展，对矿渣微粉生产自动化水平的要求越来越高。目前，自动控制技术在大多数微粉厂的应用仍然是局部的，缺乏整个生产过程的优化应用，限制了企业经济效益的提高。整个过程优化不能单独追求某一指标的优化，需要一个生产稳定、能耗低、利润大的综合评价指标。分析矿渣微粉生产过程的工艺流程，考虑实际生产设备的物理约束，建立终产品质量、产量、成本、能耗等生产指标的综合工艺指标模型，进行综合优化设计，确保在低成本、低能耗、安全生产的条件下获得优质产品，从而获得更高的经济效益。

目前，国内外专 家学者对矿渣微粉的生产过程进行了深入研究:郁士忠等人研究了矿渣微粉的质量优化;Chai等人研究了复杂行业的过程优化;Young阐述了石油精炼过程的控制和实时优化;Skogestad研究了化工厂的全过程控制;王晓红等人采用专 家系统和模糊控制设计了立磨优化控制方案;侯忠生研究了数据驱动控制的理论和方法。

与现有研究相比，本文主要研究矿渣微粉生产过程的全过程优化:以经济效益为优化性能指标;基于大量现场数据，建立经济效益、生产指标和控制指标之间的非线性关系，挖掘其内在本质和联系;矿渣微粉生产过程的全过程优化分为两层，建立数学描述，简化优化问题的计算和复杂性，为实际应用奠定基础。