加工时间不确定的炼钢-连铸鲁棒优化调度方法

炼钢-连铸生产存在着复杂的物理和化学变化,加工时间在实际生产中呈现出较强的波动性,基于标准加工时间建立的调度方案难以满足实际生产需求.针对加工时间不确定的炼钢-连铸调度问题,采用鲁棒优化方法,构造“盒子+多面体”型不确定集处理加工时间信息,建立以总等待时间最小为目标的炼钢-连铸鲁棒优化调度模型.针对模型中存在两种不同类型决策变量的情况,即离散型的指派变量和连续型的鲁棒对等转换变量,结合两类变量特征提出一种混合编码遗传算法,并针对染色体的混合编码特征提出并行进化策略.算法中引入精英策略和自适应的调节参数方法,以提高搜索能力.最后基于不同规模的实际生产数据进行仿真实验,验证了鲁棒优化调度模型和算法的有效性.     

基于多代理的炼钢-连铸生产调度方法

多代理机制的分布式结构和实时处理能力为炼钢-连铸生产动态调度系统的实现提供了可行的技术方法。本文通过对炼钢-连铸生产调度问题的简单分析,提出炼钢-连铸生产调度的多代理体系框架、各个代理的功能及主要代理的详细设计,探讨了基于多代理的炼钢-连铸生产调度机制,并给出了一个简单的炼钢。连铸生产调度的实例分析结果。     

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.     

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．     

炼钢-连铸生产计划调度系统开发

针对炼钢-连铸生产以及钢厂现有信息化系统的特点,开发了面向钢厂MES的炼钢-连铸生产计划调度系统。系统通过与MES的数据接口收集生产作业计划、调度和生产运行实绩相关信息;设计和构建系统关系数据库,将通过MES接收的自ERP系统下达的生产批量计划和来自过程信息系统的实时生产状态信息分类集成并显示;设计基于生产过程信息的扰动自动识别和人工扰动自主设置的调度触发机制,按分类扰动处理机制进行重计划和重调度,调用智能优化算法编制生产作业计划,确定可行的生产调度方案,实现对调度方案的物流和工位的多种可视化表达方式;重计划和重调度信息可反馈至MES信息系统,为调度人员提供决策参考。通过在钢厂的在线测试表明,该系统可以满足实际生产需要,通过辅助调度决策可提高调度员决策的科学性和调度水平,提升和充分发挥MES的性能。     

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.     

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.     

拉氏框架下不确定环境炼钢-连铸批量计划调度一体化方法综述

炼钢-连铸批量计划与生产调度是实现钢铁生产降本增效的重要途径,传统\"分而治之\"的编制方法由于多种不确定因素的影响难以保证大规模钢铁生产物流资源与时间的动态平衡.鉴于此,从数学建模和优化方法两个角度对国内研究状况进行综述,针对不确定环境下大规模炼钢-连铸批量计划与生产调度问题,论述基于拉氏松弛框架的一体化调度方法的研究现...     

逆向物流多产品两阶段再生产网络鲁棒优化

考虑不同周期内逆向物流回收数量的不确定性和再生产设备的生产能力约束,将逆向物流回收数量、再生产成本和市场需求作为不确定参数,以成本最小为目标,建立了包含生产成本、设备运作成本、库存成本在内的多周期多产品两阶段逆向物流网络鲁棒优化模型。通过算例验证了模型的有效性。     

炼钢-连铸-热轧一体化生产计划编制方法研究

为解决炼钢一连铸一热轧一体化生产计划编制问题,建立了一种一体化生产计划模型体系,将一体化生产计划编制这个复杂优化问题分解为5个局部优化问题。每一个局部优化问题采用多模型协作方式来编制各自范围内的生产计划,5个部分之间采用多系统协作方式完成一体化生产计划的编制。通过实际一体化生产计划软件系统的开发与应用,表明这种模型体系可以很好解决一体化计划编制问题。     

求解炼钢连铸生产调度问题的改进算法

将炼钢连铸生产调度问题抽象为混和流水车间调度,建立了0-1型混合整数线性规划模型,并提出了一种遗传和线性规划相结合的求解方法。该模型通过优化钢水传搁时间来满足钢水的温度要求,通过最小化浇次开浇提前/拖期惩罚来协调连铸与热轧间的生产节奏。在算法设计中,给出了一种染色体编码来表示炉次设备指派与炉次在设备上的加工顺序方案,并探讨了相应的遗传操作。最后,仿真实验的结果表明了该算法的有效性。     

改进的差分进化算法求解炼钢-连铸动态调度问题

为了求解炼钢-连铸动态调度问题,提出了一种将拉格朗日插值算法与差分进化算法相融合得到的改进的差分进化算法。改进后的差分进化算法通过自适应调整进化参数,动态的调整差分进化的方向,并结合拉格朗日插值来优化差分进化算法的局部搜索能力,引入权重系数对全局搜索和局部搜索加以平衡。针对国内某大型钢厂的实际生产数据建立实验模型,以最小化总完工时间、最小化总断浇时间、最小化炉次间总等待时间和最小化总偏差量时间为目标,将改进的差分进化算法应用于求解炼钢-连铸转炉出现故障的动态扰动事件调度问题,实验结果表明,改进的差分进化算法应用在炼钢-连铸动态调度问题上,有效的缩短了炉次加工总完工时间、炉次间总等待时间和总断浇时间,在合理范围内,有效控制了新生产的调度计划与原始调度计划的时间偏差量,避免了因扰动事件的发生而引起连铸机断浇。     

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.     

炼钢-连铸生产作业计划编制及仿真检验方法研究

结合炼钢-连铸生产流程,分析了其生产作业计划编制的特点,在炼钢-连铸生产计划的基础上,通过建立简化了的保证等待时间最少且不断浇的线性规划模型,求出合理的作业计划;将所求结果导入Flexsim实体模型中,作为炼钢-连铸仿真模型的仿真输入条件,驱动仿真模型运行.统计分析设备状态设备状态和使用率,优化生产计划及设备参数,从而优化生产作业计划.     

炼钢连铸作业计划的混合遗传优化与仿真分析

为提高炼钢连铸作业计划制定的效率和质量,面向生产工艺流程网络图,建立了一种基于遗传算法与蚁群算法相结合的混合智能优化方法,进行炼钢连铸生产作业计划的编制,并可实现常见扰动情况下的重计划制定;利用基于元胞自动机思想建立的炼钢连铸流程仿真模型,进行生产作业计划的仿真分析和评价。将计划编制模型与仿真模型有机结合,为作业计划的在线动态评价和自动调整提供了一种有效手段。针对某钢厂的仿真实验研究表明：提出的智能优化方法能较好地解决炼钢-连铸生产作业计划的时间不确定性优化问题,可快速生成炉次间作业无冲突的优化生产作业计划。     

炼钢机器故障下炼钢-连铸调度DCSP建模与算法

针对机器故障下的炼钢-连铸动态调度问题,基于动态约束满足技术开发了能够灵活反映各种动态因素的建模机制。从变量、值域和约束三个角度将生产过程中的机器故障的影响映射为约束满足模型的动态变化;提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法,以满足不同炉次对时间和机器一致性的不同要求;将机器故障扰动按影响程度分为3个层级,建立了故障扰动与约束满足调度模型间的映射关系。根据炼钢、精炼阶段的机器故障扰动程度,制定不同的求解策略,并为机器指派变量赋值;基于约束传播技术,通过调整开工时间和柔性加工时间分步消解时间约束冲突。仿真实验表明,提出的模型和算法是可行和有效的。     

基于准时制思想的炼钢—连铸生产动态调度算法

通过对炼钢—连铸生产动态调度问题的分析,建立了基于准时制思想的炼钢—连铸生产动态调度模型．提出了一种基于多个邻域结构和种群进化策略的进化迭代局部搜索算法,用于求解该模型．基于实际生产数据的仿真试验证明了所提出模型和算法的有效性．