進(jìn)口鐵礦石取樣優(yōu)化技術(shù)研究

趙家梁 岑仲迪 楊東彪

摘? 要：文章提出對每家進(jìn)口鐵礦石供應(yīng)商的歷史到港鐵礦石品質(zhì)波動率數(shù)據(jù)和裝卸兩港品質(zhì)偏差率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立品質(zhì)波動率的加權(quán)移動平均線，作為推斷即將到港檢驗(yàn)鐵礦石的品質(zhì)波動率的依據(jù);然后根據(jù)判定的品質(zhì)波動率大小來分配份樣個(gè)數(shù)和份樣重量;結(jié)合鐵礦石粒度實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)和該供應(yīng)商歷史到港鐵礦石的粒度波動率數(shù)據(jù)，建立份樣個(gè)數(shù)和份樣重量的動態(tài)調(diào)整機(jī)制。該進(jìn)口鐵礦石取樣優(yōu)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不增加港口整體檢驗(yàn)次數(shù)的前提下降低抽樣誤差，以更好地整體把握港口卸載的鐵礦石品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：鐵礦石;品質(zhì)檢驗(yàn);取制樣;波動率;加權(quán)移動平均線

中圖分類號：TF521? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）11-0056-02

Abstract： This paper puts forward the statistical analysis of the historical quality fluctuation rate and the quality deviation rate of the loading and unloading ports for each imported iron ore supplier， establishes the weighted moving average of the quality fluctuation rate as the basis for inferring the quality fluctuation rate of the incoming iron ore， and then distributes the number and weight of samples according to the predicted quality fluctuation rate. The dynamic adjustment mechanism of sample number and sample weight is established based on the real-time particle size detection data of the iron ore and the particle size fluctuation rate of the supplier's historical iron ore. The imported iron ore sampling optimization technology can reduce the sampling error without increasing the overall inspection times of the port， so as to better grasp the quality of iron ore in the port.

Keywords： iron ore; quality inspection; sampling; volatility; weighted moving average

1 概述

我國是全球最主要的鐵礦石消費(fèi)國，鐵礦石進(jìn)口量占全球鐵礦石貿(mào)易量的近70%。2017年我國鐵礦石進(jìn)口量為10.75億噸，達(dá)到歷史最高值;2018年我國鐵礦石進(jìn)口量為10.38億噸，保持在歷史高位。浙江口岸是我國主要的鐵礦石進(jìn)口基地之一，2018年寧波舟山港全年累計(jì)到港鐵礦石1.85億噸，占全國進(jìn)口鐵礦石總到港量的18.1%，是鐵礦石到港量最大的港口。

進(jìn)口鐵礦石的品質(zhì)波動直接關(guān)系到貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，涉及到巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。進(jìn)口鐵礦石品質(zhì)方面目前尚無統(tǒng)一的評定標(biāo)準(zhǔn)，僅以貿(mào)易合同相關(guān)約束條款作為評定依據(jù)。秘魯、智利、伊朗等國由于開采水平有限，礦山采選設(shè)備落后，經(jīng)常出現(xiàn)不同礦區(qū)、不同港口混裝的現(xiàn)象，整船貨物顏色、粒度、含鐵量經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的情況，鐵礦石品質(zhì)波動大，部分地區(qū)的進(jìn)口鐵礦品質(zhì)不合格檢出率甚至高達(dá)100%。澳大利亞鐵礦石的粒度不合格情況較多，阿聯(lián)酋和印度尼西亞鐵礦石的鐵含量不合格情況較多，馬來西亞鐵礦石的有害元素含量較高情況較多，秘魯、伊朗和阿根廷鐵礦的硫、磷等雜質(zhì)元素不合格情況嚴(yán)重。2016-2018年，我國年均檢出不合格鐵礦石占比高達(dá)30%，檢出不合格鐵礦石年均涉及金額高達(dá)150億美金。

為掌握各個(gè)批次進(jìn)口鐵礦石的品質(zhì)，需要對每批次到港鐵礦石進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。要從大批量進(jìn)口鐵礦石中取出具有代表性的樣品來進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，鐵礦石的取制樣技術(shù)就處于非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

鐵礦石取制樣的現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)為《Iron ores. Sampling and sample preparation procedures》（ISO 3082-2009）[1]。我國的國家標(biāo)準(zhǔn)《鐵礦石 取樣和制樣方法》（GB/T 10322.1-2014）[2]等同于ISO標(biāo)準(zhǔn)。按照鐵礦石取制樣的ISO標(biāo)準(zhǔn)，需要先對鐵礦石進(jìn)行試驗(yàn)，以判斷該批次鐵礦石的質(zhì)量波動屬“大”“中”“小”哪個(gè)類別，然后確定該批次鐵礦石檢驗(yàn)的份樣個(gè)數(shù)和份樣重量。但是在檢驗(yàn)實(shí)踐中，對鐵礦石進(jìn)行快速試驗(yàn)以判斷鐵礦石品質(zhì)波動大小有比較大的難度。

已有兩篇文獻(xiàn)探討了如何利用歷年積累的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)來分析鐵礦石的品位波動。應(yīng)海松等人[3]基于歷史檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測鐵礦石品位波動，為鐵礦石取制樣提供品位波動校核依據(jù)，但該文獻(xiàn)沒有將其作為品質(zhì)波動大小的判斷依據(jù)。劉四海等人[4]搜集整理了2011 年以來進(jìn)口鐵礦石舟山港與裝貨港的檢測數(shù)據(jù)，并對檢測結(jié)果的偏差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，把裝卸兩港含鐵量偏差率大小也作為品質(zhì)波動大小的依據(jù)，但該文獻(xiàn)判斷鐵礦石品質(zhì)波動大小的依據(jù)不夠全面具體。其它文獻(xiàn)，例如袁曉鷹[5]、張恒瑞[6]、李雪蓮[7]等，主要探討鐵礦石取制樣設(shè)施的自動化程度、操作規(guī)程等，都沒有考慮如何確定份樣個(gè)數(shù)和份樣重量。也有一些文獻(xiàn)研究進(jìn)口鐵礦石中有毒有害元素對環(huán)境的影響。鐘瑩等人[8]對從深圳口岸進(jìn)口的132批次鐵礦石中所含有毒有害元素含量進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)地的鐵礦石中Cd和As的含量較高，存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，需要采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?。張鳥飛等人[9]對浙江嵊泗馬跡山口岸229批次進(jìn)口鐵礦石進(jìn)行有害元素分析，結(jié)果表明部分國別的進(jìn)口鐵礦石中S、Cl、As、Cd 的含量超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的上限值，存在污染風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，還沒有文獻(xiàn)利用歷史檢驗(yàn)數(shù)據(jù)作為進(jìn)口鐵礦石品質(zhì)波動大小的推斷依據(jù)，從而優(yōu)化取樣機(jī)制以降低抽樣誤差。

3 鐵礦石取制樣優(yōu)化技術(shù)

由于主要國際鐵礦石供應(yīng)商的數(shù)量是有限的幾家，因此可以對每家供應(yīng)商的歷史到港鐵礦石品質(zhì)波動率數(shù)據(jù)和裝卸兩港品質(zhì)偏差率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立鐵礦石品質(zhì)波動率的加權(quán)移動平均線，作為推斷即將到港檢驗(yàn)的鐵礦石品質(zhì)波動率的依據(jù)，據(jù)此來判斷該批次鐵礦石的品質(zhì)波動屬“大”“中”“小”哪個(gè)類別。對于判定為品質(zhì)波動率“大”的鐵礦石批次，則分配較多的份樣個(gè)數(shù)和份樣重量;對于判定為品質(zhì)波動率“小”的鐵礦石批次，則分配較少的份樣個(gè)數(shù)和份樣重量。同時(shí)，對比鐵礦石粒度實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)和該供應(yīng)商歷史到港鐵礦石的粒度波動率平均值，建立份樣個(gè)數(shù)和份樣重量的動態(tài)調(diào)整機(jī)制。因此，通過優(yōu)化取樣機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)在不增加港口整體檢驗(yàn)次數(shù)的前提下降低抽樣誤差，更好地整體把握港口卸載的鐵礦石品質(zhì)。具體包括如下三個(gè)方面：

3.1 單批次鐵礦石品質(zhì)波動率的綜合評價(jià)

鐵礦石的品質(zhì)波動率評價(jià)，既需要考慮卸貨港取樣檢驗(yàn)得到的品質(zhì)波動率數(shù)據(jù)（顏色、粒度、含鐵量、有害元素），也需要考慮裝卸兩港品質(zhì)檢驗(yàn)偏差率數(shù)據(jù)。在檢驗(yàn)實(shí)踐中，采用專家打分法來確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，建立綜合評價(jià)模型，以最終確定該批次鐵礦石品質(zhì)波動率的綜合評定值。

3.2 品質(zhì)波動率的加權(quán)移動平均線

移動平均線（Moving Average，簡稱MA）是用統(tǒng)計(jì)分析的方法，將一定時(shí)期內(nèi)的觀察值加以平均，并把不同時(shí)間的平均值連接起來，形成一根移動平均線，以觀察序列變動的趨勢。加權(quán)移動平均線是指在計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)觀察值的移動平均值時(shí)，對最近的觀察值賦予較大權(quán)重，對較早的觀察值賦予較小權(quán)重，并把不同時(shí)間的加權(quán)平均值連接起來，形成一根加權(quán)移動平均線。移動平均線是證券投資領(lǐng)域常用的技術(shù)指標(biāo)之一。本文將移動平均線技術(shù)推廣應(yīng)用于預(yù)測鐵礦石的品質(zhì)波動率，對每家供應(yīng)商建立鐵礦石品質(zhì)波動率的移動平均線?？紤]到最近批次鐵礦石品質(zhì)波動率對未來到港鐵礦石品質(zhì)波動評價(jià)的影響大，因此對最近批次鐵礦石品質(zhì)波動率賦予較大的權(quán)重，對較早批次鐵礦石品質(zhì)波動率賦予較小的權(quán)重，以構(gòu)造鐵礦石品質(zhì)波動率的加權(quán)移動平均線，據(jù)此來預(yù)測即將到港檢驗(yàn)鐵礦石的品質(zhì)波動率。根據(jù)推斷得到的即將到港鐵礦石的品質(zhì)波動率大小來分配檢驗(yàn)的份樣個(gè)數(shù)和份樣重量。

3.3 動態(tài)調(diào)整機(jī)制

基于粒度波動率可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測的有利條件，可以實(shí)時(shí)對比鐵礦石粒度實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)和該供應(yīng)商歷史到港鐵礦石的粒度波動率平均值，建立份樣個(gè)數(shù)和份樣重量的動態(tài)調(diào)整機(jī)制：當(dāng)鐵礦石粒度實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)和該供應(yīng)商歷史到港鐵礦石的粒度波動率平均值偏差較大時(shí)，可以實(shí)時(shí)增加該批次鐵礦石檢驗(yàn)的份樣個(gè)數(shù)和份樣重量，以更好地把握該批次鐵礦石品質(zhì)波動情況;當(dāng)鐵礦石粒度實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)和該供應(yīng)商歷史到港鐵礦石的粒度波動率平均值沒有較大差異時(shí)，就按照加權(quán)移動平均線預(yù)測的波動率數(shù)據(jù)來確定份樣個(gè)數(shù)和份樣重量，不采取動態(tài)調(diào)整。

該取樣優(yōu)化技術(shù)在寧波港口岸的進(jìn)口鐵礦石檢驗(yàn)實(shí)踐中加以應(yīng)用，取得很好的效果，在不增加港口整體檢驗(yàn)次數(shù)的前提下降低了抽樣誤差，可以更好地整體把握港口卸載的鐵礦石品質(zhì)。

4 結(jié)束語

由于原礦環(huán)境、采礦工藝、混礦模式等各方面的差異，常常會導(dǎo)致鐵礦石品質(zhì)的較大差異，直接關(guān)系到貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。不同于快速試驗(yàn)以判斷鐵礦石品質(zhì)波動大小的傳統(tǒng)方法，本文提出對每家供應(yīng)商的歷史到港鐵礦石品質(zhì)波動率數(shù)據(jù)和裝卸兩港品質(zhì)偏差率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立品質(zhì)波動率的加權(quán)移動平均線，作為推斷即將到港檢驗(yàn)鐵礦石品質(zhì)波動率的依據(jù)，據(jù)此來判斷該批次鐵礦石的品質(zhì)波動屬“大”“中”“小”哪個(gè)類別;然后根據(jù)判定的品質(zhì)波動率大小來分配份樣個(gè)數(shù)和份樣重量;基于粒度波動率可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測的有利條件，對比鐵礦石粒度實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)和該供應(yīng)商歷史到港鐵礦石的粒度波動率平均值，建立份樣個(gè)數(shù)和份樣重量的動態(tài)調(diào)整機(jī)制。

寧波港口岸進(jìn)口鐵礦石檢驗(yàn)實(shí)踐表明，該進(jìn)口鐵礦石取樣優(yōu)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不增加港口整體檢驗(yàn)次數(shù)的前提下降低抽樣誤差，以更好地整體把握港口卸載的鐵礦石品質(zhì)，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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