加工时间不确定的炼钢连铸生产调度串级交叉熵算法

针对加工时间不确定的炼钢连铸生产调度问题, 一方面考虑炉次精炼时间是运输时间和等待时间的线性增函数, 并考虑分时电价, 提出基于关键炉次的左右混合调整方法对各炉次精炼时间进行调整; 另一方面, 考虑炉次在各阶段的基本加工时间和连铸机最早开浇时间可在一定范围内选择, 提出一种串级交叉熵算法进行求解. 设计了不同的仿真实例, 并将串级交叉熵算法与改进自适应遗传算法进行比较, 验证了所提出算法的优越性.

     

加工时间不确定的炼钢连铸生产调度问题研究

针对炼钢连铸生产过程中存在的加工时间不确定性问题,采用三角模糊数表示不确定性加工时间信息,引入４种模糊运算,建立了问题的模糊规划调度模型．采用“中间值最大隶属度”的算法,将模糊规划调度模型转化为非线性规划模型,并在多重精炼工序、多机并行条件下,应用遗传算法求解最小完成时间．最后,利用实际生产数据的仿真实验表明了模型与算法的有效性．

     

基于文化算法的多agent 联盟在网络舆情监测中的应用

对网络舆情监测监控云平台上集聚的海量技术agent, 如果只是逐一agent 搜寻使联盟的利益最大化, 将耗费大量的时间和费用. 为解决该问题, 提出了基于“能力群”的动态联盟机制, 通过动态增加或删除“能力群”中的agent 来增加联盟完成复杂任务的能力; 并提出一种基于文化算法的“能力群”agent 联盟算法, 详细讨论了算法的流程、编码、选择、交叉和变异操作的规则, 以及基于“能力群”特征的交叉算法. 仿真结果表明, 所提出的算法是可行和有效的.

     

开工时间延迟下的炼钢-连铸生产重调度方法

在炼钢-连铸生产过程中, 因铁水或废钢供应不及时经常发生钢水在转炉设备上开工延迟, 导致相邻炉次在同一设备上产生作业冲突或同一浇次内的相邻炉次在连铸机上断浇, 使原调度计划失效.由于炼钢-连铸生产存在多台转炉、多台精炼炉和多台连铸机, 以及多重精炼方式且存在着可重入生产情况, 加上要保证已开工和完工炉次按原调度计划执行, 使得已有炼钢-连铸生产重调度方法难以适用.本文建立了开工时间延迟下的炼钢-连铸生产重调度模型, 将模型分解和启发式方法相结合, 提出了由炉次加工设备指派和作业时间决策组成的启发式重调度方法.通过实际工业数据仿真实验和在某大型钢铁企业的炼钢-连铸生产重调度的工业应用表明所提出的重调度方法显著减少了炉次加工冗余等待时间.     

基于广义“灰度不减”公理的区间灰数预测模型

区间灰数是灰色预测的基本研究对象之一, 针对其中蕴含的灰度信息, 在充分挖掘和拓展“灰度不减”公理的基础上, 建立基于广义“灰度不减”公理的区间灰数预测模型. 通过准灰度因子对区间灰数上下界进行灰度最大化处理, 保证建模过程中的灰度不减, 并根据区间灰数序列灰度走势得到的灰度因子进一步修正模型, 提高预测的可靠性. 最后通过实例验证了模型的有效性和实用性.

     

基于Fisher 判别分析的过程运行状态在线评价

为了实时掌握生产过程运行状态, 提出一种基于Fisher 判别分析(FDA) 的过程运行状态在线评价方法. 提出 离线数据分类与识别算法, 以识别不同稳定运行状态的建模数据及其对应的状态等级; 利用FDA提取各个稳定运行 状态的特征属性, 建立评价模型; 在线评价时, 通过“时间窗口”数据特征与各个状态等级的相似度, 实时评价过程运行状态. 将所提出的方法应用于某湿法冶金过程的仿真结果验证了该方法的有效性.

     

基于关键资源优先的三级装卸搬运分时协调策略

研究基于关键资源优先的单元化“装卸、搬运、装卸” 三级作业链的调度问题. 在已知关键资源调度方案的条件下, 将两个非关键各作业级的调度问题分别转化为最小单位流问题, 并建立相应的0/1 整数规划模型求解. 为求解大规模问题, 提出三级装卸搬运的分时协调策略. 参照宁波港码头数据, 设计面向集装箱码头的仿真算例, 实验结果验证了所提出模型和策略的有效性.

     

基于控制系统直接方法的非线性系统预见控制器设计

针对一类非线性离散时间系统给出最优预见控制器设计方法. 首先运用非线性控制系统直接控制方法的思想, 将非线性反馈部分作为形式输入, 使得系统成为“形式上”的线性系统; 然后, 针对该线性系统, 利用最优预见控制的基本方法设计最优预见控制器; 最后, 利用形式输入与实际输入的关系得到非线性离散时间系统的最优预见控制器. 证明了如果形式线性系统满足一定的可镇定和可检测条件, 则闭环系统是渐近稳定的. 数值仿真结果表明了控制器的有效性.

     

基于并行Kleinman 迭代算法的Markov 跳变系统优化??∞ 控制

基于Kleinman 迭代算法的框架, 提出两种数值迭代算法, 用于解决连续时间Markov 跳变系统的优化??_∞ 控制器设计问题. 首先, 给出“ 直接并行Kleinman 迭代算法”, 并从正实算子的收敛性证明该算法的收敛性; 然后, 基于直接并行Kleinman 迭代算法, 提出一种更加广义的迭代算法结构, 即“ 广义并行Kleinman 迭代算法”, 并论述其包含的4 种情形; 最后, 通过数值示例验证了所提出算法的有效性.

     

基于“功能驱动”和“差异驱动”原理的灰关联贴近度决策方法

针对决策过程中指标权重确定问题, 在分析基于“功能驱动”原理和“差异驱动”原理的主客观赋权方法优缺点的基础上, 利用灰色关联度和逼近理想解方法(TOPSIS) 的思想, 考虑各指标间可能产生相互影响, 以数据包络分析(DEA) 和层次分析法(AHP) 为辅助模型, 构造一种基于面积的度量方法, 并以两个方案相邻指标之间构成的多边形面积为关联系数的灰色关联贴近度决策模型, 分别计算各方案的灰色关联贴近度, 使得权重的确定能够同时反映主客观要求与变换趋势的一致性. 最后通过实例分析表明了所提出方法的科学性和实用性.

     

加热炉作业计划优化方法的研究与应用

加热炉的作业效率直接影响企业的最终效益.由于加热炉的复杂性,其作业计划仍然处于手动操作状态.针对加热炉这样一个复杂工业过程,提出一个优化作业计划与调度的编排方法,用于加热炉在正常和异常生产的优化排产.利用最短时间和最早缴期算法进行加热炉正常作业排序.采用蚁群算法搜索异常情况下的最优解,通过跟踪形成作业计划闭环控制,从而实现加热炉作业优化的实时控制.该方法在某钢铁公司进行了实际应用,效果良好.     

基于一体化生产的炼钢一连铸批量计划与调度

基于钢铁企业一体化生产,建立了炼钢—连铸区段炉次和浇次批量计划模型,并通过禁忌搜索算法对模型进行了求解.之后,归纳出了A钢厂3座转炉、6台精炼设备(双工位RH设备3台,CAS设备2台,双环LF设备1台)、3台连铸机流程配置下静态调度的基本原则.最后,提出了一体化生产下炼钢—连铸区段动态调度的策略,并采用规则、算法、数学模型与人机交互相结合的方法解决炼钢一连铸动态调度问题,仿真实验结果表明了此方法的可行性.     

面向炼钢—连铸调度过程的两阶段优化模型与算法

以某钢厂多台转炉及多台精炼炉对多台连铸机的复杂生产线为研究对象,针对其调度过程涉及多设备、多目标、多约束等调度要素,且离散和连续变量混杂,采用常规建模方法难以满足现场对调度的精度及排产速度的需求问题,提出一种新型的两阶段优化建模方法.首先,证明了炉次从炼钢到连铸总等待时间最小的调度目标与该炉次在转炉开始作业时间最大是等价的事实,并以离散型的设备变量为决策变量,以转炉开始作业时间最大为动态规划最优指标,建立设备指派多阶段动态规划基本方程和设备指派优化模型;然后,以炉次在设备开始作业时间的连续型变量为决策变量,并将准时开浇的非线性调度指标转化成与之等价的线性优化目标,以在同一台连铸机上浇铸的炉次之间断浇的时间间隔最小、钢包在设备之间的冗余等待时间最小、提前与滞后理想开浇时间的时间间隔最小为目标,建立线性规划冲突解消模型.工业实验表明所提出两阶段优化建模方法在求解速度与求解精度均满足现场要求.     

炼钢连铸生产调度的优先级策略混合遗传算法

针对炼钢连铸生产调度计划的可执行性要求, 考虑到生产中的设备选择及作业时间的不确定性问题, 提出一种利用任务可执行设备的加工权重赋值方法来量化描述现实生产中加工设备间的匹配关系, 并以设备选择优先级策略的形式引入遗传算法的交叉、变异过程, 按照生成可行解、再进行种群优化的分步决策方式形成混合遗传算法. 以某炼钢厂的实际生产调度数据为例进行仿真实验, 其结果表明了所提出算法的有效性.

     

基于损益云模型的制造车间重调度决策方法

针对制造车间重调度触发机制问题,建立了制造车间重调度损益函数,揭示了生产车间重调度过程损失及增益的变化规律.引入云理论测度重调度损益的不确定性,使用逆向云算法计算重调度增益云和损失云的数字特征,根据云形态预测重调度损益变化趋势.提出一种基于损益云模型的重调度决策方法以判断是否需要重调度,并利用最佳损益比甄选预调度方案以兼顾生产系统的稳定性和有效性.最后,通过实例验证了该方法的合理性和实用性.     

炼钢-连铸生产启发式调度方法

实际炼钢–连铸生产存在着多阶段、多并行机,以及在精炼阶段具有多重精炼方式,从而大大增加了炼钢–连铸生产调度难度.目前已有的炼钢–连铸生产调度研究由于仅仅针对简单生产方式而难以应用于目前大型炼钢–连铸生产调度.而实际生产过程中的以人工为主的调度方法速度慢、优化程度低,极易造成炉次在设备间的冗余等待时间过长,导致钢水温度下降,甚至造成连铸断浇事故.本文针对中国宝钢某大型炼钢厂的多重精炼方式且存在着可重入调度下的炼钢–连铸生产调度问题进行研究,提出了多种调度顺序方法和设备指派方法,通过仿真实验对多种调度顺序方法和多种设备指派方法组合而成的各种启发式方法进行了研究.最后将本文提出的性能最好的启发式方法应用于该大型炼钢厂的炼钢–连铸生产调度,钢水平均日冗余等待时间得到显著降低.     

准时制下炼钢生产计划时间并行顺推编制方法

为提高炼钢连铸生产计划编制质量,实现“连浇”生产,提出一种基于准时制思想的炼钢生产作业计划时间并行顺推编制方法。该方法将由连浇约束计算出各炉次的开始浇注时间视为交货期,以逆生产流程时间倒推各炉次在各工序上的开始作业时间作为计划编制的参考目标时间点;时间并行顺推算法将当前工序上所有炉次的开始作业时间沿生产工艺路径顺推到紧后工序后,再将后道工序上炉次以先到先加工原则分配到合适的工位加工,最后通过时间调整策略来缩小炉次的开始作业时间与参考目标时间点的偏差。利用钢厂实际生产作业计划数据进行算法验证,结果表明模型及算法能快速生成没有作业时间冲突且实现连浇的可执行炼钢生产作业计划。     

一种炼钢–连铸生产计划一体化编制方法

炼钢和连铸生产调度是钢铁企业生产调度的重要内容而且二者密切相关.目前采用的调度方法多是分别编制炼钢炉次计划和连铸浇次计划,还没有协调处理二者的有效办法.提出了一种炼钢-连铸生产计划的一体化编制方法.首先通过求解炼钢炉次计划编制的多目标优化模型得到炉次计划的多个候选方案,在此基础上通过求解以最小化计划数为目标的连铸浇次计划数学模型得到浇次计划,最后根据浇次计划从炉次计划的候选方案中确定炉次计划.求解过程中使用了多目标模拟退火算法和改进变邻域搜索算法.基于实际生产数据的仿真试验表明了所提方法的有效性.