热轧卷板柔性订单轧制计划优化方法

制定具有柔性的热轧批量计划是钢铁企业实现敏捷制造的关键环节。针对轧制计划的编制问题,结合企业生产管理特点和热轧工艺要求,在考虑订单重量柔性的基础上,建立了基于多目标的热轧批量计划模型,并采用改进的遗传禁忌智能算法对模型进行了求解,最后通过实例仿真证明了模型与算法的有效性和可行性。     

车轮智能排程系统的研发与应用

车轮生产计划编制是交材生产计划管理的核心任务之一,合理的生产计划有利于调控各订单的生产节奏,使车轮生产平稳有序进行。以交材车轮生产计划排产为背景,考虑轧制、热处理、委外粗加工、精加工、检测的生产能力以及保温罩、磨具切换、上下工序间的物流周期等因素,通过建立数学模型,建立多目标组合优化算法(multi-objective combinatorial optimization algorithm, MOCOA)实现车轮计划的智能排产,解决了马钢交材车轮计划排产订单批量小、多规格、个性化背景下的生产计划排程问题。系统运行结果表明,本系统通过对整个工厂范围内的车轮订单的合同交期、机组产能、物料库存、工艺路径、物流周期、设备利用率、产线可用时间、外委单位的生产能力等进行反复平衡,形成各工序的机组联动的车轮生产计划,实现了单一计划编制由原来的2天缩短至2 h以内,有效提升了车轮排产计划的编制效率,缩短了20%的车轮产品制造周期,降低了20%的库存占用,实现了降本增效的智慧工厂生产要求。     

单一尺寸圆坯的无缝钢管坯料设计模型与算法

无缝钢管坯料设计是在满足生产工艺要求下,将客户订单钢管合理地分配到生产原料圆坯的过程.实际生产中的批量原则使得每个钢管订单在圆坯中有最小分配重量要求;由于无缝钢管分配支数必须取整,导致钢管订单在圆坯中的分配重量并非连续取值.因此,比起相关的板坯设计问题和装箱问题,无缝钢管坯料设计的求解更为复杂.本文给出了无缝钢管坯料设计问题的一般性描述,并建立了混合整数规划模型.针对库存中只有单一尺寸圆坯的情况,简化了问题模型并且求得了问题的下界.结合问题特点,提出了基于贪婪策略的两阶段启发式算法,并用实际生产数据和仿真数据验证了算法求解此类问题具有很好的有效性和稳定性.      

基于APS的钢铁企业生产计划体系研究

大规模定制是实现钢铁智能制造的重要组成部分,制定具有柔性的生产计划是钢铁企业实现大规模定制的核心和关键。本文针对钢铁企业生产计划和调度问题,建立了能力计划-订单计划-批量计划-生产调度四级计划体系,并设计了基于智能优化算法的高级计划与排程系统,为企业实现大规模定制提供有效支撑。     

汽车板连续退火机组工艺布置与设备配置探讨

介绍了带钢连续退火机组的发展概况和普冷汽车板连退机组的特点,并在此基础上探讨了汽车板连续退火机组的工艺布置和设备配置,确保在实际生产中机组生产出优良的并满足下游工序要求的产品。     

以客户需求为核心的订单计划管控网络系统

客户是上帝,以客户为中心,为客户创造价值,满足下游用户的需求,才能赢得市场。分析了构建以客户需求为核心的订单计划管控网络的必要性。通过梳理内部流程,找差距;根据特钢流程,明确分工,创新建立调度生产日报、订单计划日报、成品发运日报三大生产报表,实现了订单从计划排产、生产组织到发运的无缝管控。提高了企业订单的保障能力,增强了客户的满意度和忠诚度,提升了企业竞争力。     

镀锌和退火两用热镀锌机组

热镀锌和连续退火两用生产机组是一种新的机组型式,可以更好地适应市场对于热镀锌产品和连续退火产品的不同需求。针对不同的现有热镀锌机组,给出了实现热镀锌和连续退火两用生产的合理、完善的工艺方案和设备配置,这不仅完全保留了现有热镀锌产品的生产,而且能够生产出全工艺的连续退火产品。通过工程实践证明,在现有热镀锌机组上实现镀锌和连续退火两用生产是可行的,是提高现有热镀锌机组适应市场能力的快捷有效的途径。     

冷轧多机组合同优化排产模型及算法(上)

为解决钢铁冷轧多机组的排产问题,建立了一个实现合同生产计划和作业调度的整体优化模型。模型以最小化各机组合同延期惩罚和生产类型切换虚拟成本为优化目标。首先,针对上下游机组的物流平衡及保证交货期问题,根据合同钢卷在生产流程各机组间的传递构造基于时间窗的推理算法,确定钢卷的合理加工范围。在传递时间窗下各机组生产调度可以不必考虑机组的前驱约束。然后,根据合同交货期、产品种类以及工艺约束等将合同钢卷在各机组划分为不同的粗计划类型。同一类型粗计划合同钢卷的批次作业调度可以归结为多约束无返回多旅行商问题,通过一种启发式分组蚁群算法优化求解。最后,将机组的粗计划合同调度抽象为带时间窗旅行商问题,采用一种改进的自适应蚁群算法求解。通过现场实际数据试运行,结果表明所建模型与算法是有效可行的,为冷轧企业多机组的合同计划和调度提供了合理指导。     

竖模在金锭浇铸工艺中的试验应用

针对某黄金冶炼厂原铸锭工艺的不足,提出竖模连续浇铸工艺,并对模具尺寸、温度、坩埚等影响因素进行了试验研究。通过批量试验结果表明:采用竖模连续浇铸工艺生产的金锭符合上海黄金交易所的质量要求,且有效提高了生产效率,降低了生产成本,改善了工人作业环境。     

钢铁生产批量计划软件系统

本文实现了一个以钢铁生产为背景的批量计划的软件系统。系统通过采用单旅行商、多旅行商问题，装箱问题，遗传算法等数学模型和算法，对钢铁生产中炼钢－连铸调度计划、热轧板带轧制计划和热轧钢管轧制与切割计划的安排在微机上作了实现。     

钢坯热轧加热炉区生产调度模型与算法

钢坯热轧加热炉区生产调度属于组合优化中的NP-complete问题.本文根据加热炉区生产特点建立了分别以生产能耗最小化和加热质量最优化为主次目标的钢坯加热炉区调度数学模型,将其归结为布尔可满足性问题,构造了采用二进制编码方式的遗传禁忌搜索算法进行求解.基于实际生产数据的模拟优化结果表明,该模型和求解方法充分满足了现场加热炉区生产调度的需求,在满足生产工艺约束的前提下,缩短了生产时间,提高了钢坯入炉温度和加热质量,与传统人工调度方法的结果相比具有更好的节能、高产效果.      

基于变邻域搜索的热轧圆钢批量调度多目标优化方法

针对热轧圆钢的批量调度问题,考虑实际生产中工艺规程和交货期对轧制单元连续加工的影响,建立了以最小化设备调整时间、拖期生产惩罚和钢种跳跃惩罚为优化目标的数学模型,并设计了一种嵌入EDD规则的变邻域搜索算法.算法首先结合模型的约束特征,采用约束满足技术生成初始解;根据实际生产需求,将最小化设备调整时间作为主要目标,设计变邻域搜索算法实现目标优化,其中,运用混合算子构造邻域结构和局部搜索,并引入模拟退火接受准则来控制迭代过程中产生的新解;同时,为了最小化拖期惩罚和钢种跳跃惩罚,在求解过程中嵌入了EDD规则以及钢种排序规则.实验结果表明,模型和算法是可行且有效的.      

炼钢—连铸生产调度专家系统

结合济南钢铁厂的生产实际，采用专家系统技术，建立了在线炼钢连铸计算机生产调度系统，大大提高了调度作业计划编制的效率，缩短了钢水等待时间，并提高了设备利用率。     

Optimal Repetitive Scheduling Model with Shareable Resource Constraint

An optimal repetitive scheduling model for precast production with the consideration of resource constraints and resource sharing is proposed in this paper. A repetitive schedule, like precast production, needs to take into consideration the impact of limited resources, including equipment (such as cranes, forms, and steaming curing facilities) and skilled labor, on production makespan. Moreover, to economically and effectively utilize these valuable resources (such as cranes and work crews), it is worth taking resource sharing into consideration in precast production. A genetic algorithm-based searching technique is adopted to establish an optimal resource-constrained repetitive precast production scheduling system with the consideration of resource sharing. The system can effectively provide the optimal or near-optimal combination of production durations, resource amounts, and minimum makespan under the constraint of limited resources and with the consideration of resource sharing.     

基于MAS的分布式棒线材轧制在线生产调度系统

针对棒线材生产的不确定性和复杂性,提出了基于多智能体分布式在线生产调度系统（MDOPS）方案,给出了系统总体结构,建立了精轧工序轧制批量调度的数学模型,其中考虑了轧机的维护约束等实际应用约束,采用混合局部搜索的自适应遗传算法进行求解,描述了进化计算、专家系统、启发式规则和人机交互相结合的生产调度计划集成化实现方法,并应用到实际棒线材实时调度中。现场实际运行结果表明,该系统可快速准确收集生产实绩数据,完成生产过程在线监视,编制出符合现场情况、满足工艺要求的高效生产调度计划。     

冶铸轧一体化生产调度方法的探讨

提出了综合采用启发式搜索方法和离散事件仿真方法来解决冶铸轧一体化生产调度问题。启发式搜索方法可以根据工艺约束将用户合同编制成生产计划,而离散事件仿真方法可以评价编制出的生产计划,从而选择较优的调度方案。     

运用微机管理优化连铸连轧生产调度计划方法的探讨

针对连铸连轧生产调度计划受到限制因素多的状况，提出用微机排序法解决调度计划的困难，对调度计划方法进行改进。     

Optimal Routing for Infectious Waste Collection

Most small to medium-sized hospitals and clinics in Taiwan do not have on-site treatment facilities for their medical and infectious wastes and must rely on outside agencies for its collection and treatment. The problem of optimally planning and scheduling the collection of medical wastes from a disperse group of facilities is formulated as a periodic vehicle routing problem. Special attention is paid to the requirement that waste pickup be made on at least a weekly basis. A two-phased approach is used to solve the resulting optimization model. The first phase solves a standard vehicle routing problem to determine a set of individual routes for the collection vehicles. The second phase uses mixed-integer programming to assign routes to particular days of the week. An illustrative example for 38 hospitals in the Taipei city area demonstrates the effectiveness of the approach.     

多目标多约束混合流水车间插单重调度问题研究

研究了多目标多阶段混合流水车间的紧急订单插单重调度问题，综合考虑工件批量、刀具换装时间、运输能力等约束。先以最小化订单完工时间和最小化总运输时间为双目标建立静态初始订单调度模型，再针对紧急订单插单干扰，增加最小化总加工机器偏差值目标，建立三目标重调度优化模型，并分别用NSGA-II算法与融合基于事件驱动的重调度策略和重排插单策略的NSGA-III算法对两个模型进行求解。最后，以某实际船用管类零件生产企业为案例，先对NSGA-II算法和NSGA-III算法的性能进行评估，得到NSGA-II算法更适用于解决双目标优化问题而NSGA-III算法在解决三目标优化问题时表现更优的结论，再将所建模型与所提算法应用于该企业的十组插单案例中，所得优化率接近三分之一，验证了实用性和有效性。