炼钢连铸调度的启发式和线性规划两步优化算法

有效的连铸调度系统对钢铁企业提高产品质量和生产率具有重要意义。本文针对某大型钢铁企业炼钢连铸生产调度问题，提出了一系列启发式算法，分别用于解决作业排序、设备分配及时间安排问题以获得高质量的粗调度，提出了总流程时间的下界值计算方法用于评价调度结果。开发的调度软件可在生成粗调度之后自动导出其线性规划数学模型并求解。最后通过对实际生产数据的仿真分析，说明了算法的有效性和调度软件的实用性。     

基于机器学习的炼钢-连铸生产调度方法

近年来,机器学习作为人工智能最活跃的分支得到突飞猛进的发展。炼钢-连铸作为钢铁制造全流程中的关键环节,其生产调度问题具有约束复杂和强不确定性等难点。在回顾数据驱动的生产调度方法的基础上,探讨了基于机器学习计算的炼钢-连铸调度方法涉及的主要研究内容,并提出了一种集成算法框架。该框架基于机器学习算法,通过期望指标预测器、调度规则挖掘器、滚动优化算法等模块实现调度过程智能化寻优。最后,对本文工作进行了总结,针对炼钢-连铸调度特点,对强化学习方法的应用提出展望。     

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。     

炼钢-连铸区段多工序运行协同控制

针对炼钢厂车间平面布置不合理、生产订单多样化导致多工序运行协同性不佳的问题,阐述了炼钢厂多工序运行协同控制的技术架构,通过开展物质流运行规律的解析,生产调度规则库、基于炉-机对应原则的生产调度模型、多工序运行仿真模型的构建,以及多工序协同运行水平量化评价方法的研发,形成了一种具有较高普适性的多工序运行协同控制技术.该技...     

炼钢-连铸动态调度中基于规则的时间调整方法(待续)

为了保证炼钢-连铸生产在动态扰动情况下的稳定性,针对生产调度中频繁发生的时间偏差类动态事件,提出了基于规则的时间调整方法。首先,结合炼钢-连铸生产工艺技术,定义了多个柔性可调的缓冲时间;然后,建立了减少过程等待时间、缩短工序处理时间和相邻工序间运输时间、延长紧前炉次浇注时间、推迟浇次或浇次中部分炉次开浇时刻等规则及相应的数学模型。根据偏差时间的长短,通过调用规则,可以有效消除时间偏差引起的扰动,生成优化的动态调度时间调整方案。仿真算例表明了该方法的有效性。     

炼钢-连铸动态调度中基于规则的时间调整方法(续完)

为了保证炼钢-连铸生产在动态扰动情况下的稳定性,针对生产调度中频繁发生的时间偏差类动态事件,提出了基于规则的时间调整方法。首先,结合炼钢-连铸生产工艺技术,定义了多个柔性可调的缓冲时间;然后,建立了减少过程等待时间、缩短工序处理时间和相邻工序间运输时间、延长紧前炉次浇注时间、推迟浇次或浇次中部分炉次开浇时刻等规则及相应的数学模型。根据偏差时间的长短,通过调用规则,可以有效消除时间偏差引起的扰动,生成优化的动态调度时间调整方案。仿真算例表明了该方法的有效性。     

炼钢-连铸生产智能调度的二层规划方法(上)

炼钢-连铸生产计划分为生产批量计划和生产时间计划两类。传统的方法是将原本密切相关的两类计划单独编制,导致编制炼钢-连铸生产计划时,在优化目标的设置和优化变量的选取等方面出现缺乏全局性考量的问题。作者分析了炼钢-连铸生产调度的层次性特点,将求取两类计划的问题描述为一种具有二层递阶结构的决策优化问题,在同一模型中针对两类计划展开研究,建立了基于二层规划的智能调度模型。其中,上层规划解决浇次组合、排序和分配问题;下层规划解决在浇次计划已知的前提下寻求优化的生产时间计划问题。应用遗传算法分别求解二层规划中的上、下层子问题。仿真算例表明了该智能调度二层规划方法的有效性。     

基于UML炼钢-连铸车间生产调度系统建模

为了适应炼钢-连铸生产调度系统对实时性和动态性的要求,用Unifled Modeling Language(UML)对该问题建立了需求模型、静态模型和动态模型,探讨了使用UML建模的特点及关键技术。结果表明,UML能够将系统的结构与数据良好的结合起来,精确体现系统的需求。

     

炼钢—精炼—连铸生产过程优化调度方法研究

钢铁企业生产的过程中,炼钢-精炼-连铸生产发挥着重要的作用.钢水需经过多个生产环节的处理,包括电弧炉、精炼设备等,在各个炉次生产的过程中,要确保协调性和连续性.简单来说,在炼钢-精炼-连铸生产的过程中,需要控制成本、保障质量,所以要对调度方法进行优化,文章就此进行了相关的阐述和分析.     

炼钢连铸调度系统的优化

对天津钢铁集团有限公司炼钢厂工艺流程进行介绍并对现场各重要工艺参数进行分析,针对生产实际情况及特点,根据启发式规则,对生产计划粗调度生成后的设备冲突问题建立设备冲突消解优化模型,以保证及时交货并提高产品产量.经过变换将非线性规划方程转化为标准线性规划模型问题,并通过单纯形法进行求解.利用现场实际采集数据对模型进行验证,经过实际应用,证明了模型的正确性及可行性,优化了生产节奏,提高了产量.     

基于一体化生产的炼钢-连铸-热轧动态调度仿真系统

根据炼钢-连铸-热轧一体化生产计划与调度的特点,提出了一体化生产下炼钢-连铸-热轧的动态调度问题,并在此基础上分析了炼钢-连铸过程中的生产扰动。基于生产扰动问题,提出了炼钢-连铸-热轧一体化动态调度策略,并依此建立了炼钢-连铸-热轧一体化动态调度仿真系统。最后对实际生产中常见的"追加计划"进行了仿真,系统分别对炼钢-连铸计划、轧制和加热炉计划进行了动态调度。结果表明,该系统能够依据扰动,动态调整生产计划,保证生产稳定顺行。     

炼钢—连铸区段多工序运行协同控制分析

结合我国发展的新形势,钢厂呈现智能化需求。在炼钢-连铸区段多工序运行协调控制分析上,此技术不仅解决了以往工序的问题,同时还可以更好地达到全新的优化效果,如：工序功能结合解析—优化流程工序集合重构等。因此,需要就钢包运行控制以及钢包运行过程热状态监测实现研究,找出炼钢厂多工序协同运行水平量化评价方法,完成相应模式的匹配设计。指出工序界面技术协同的必要性以及特征,并对相应的协同方案和机制进行简单阐述。     

特殊钢厂炼钢-连铸调度模型

针对特殊钢厂的炼钢-连铸调度问题,建立了多目标调度模型.在模型求解过程中,对静态调度策略和动态调度策略进行了探讨.在静态调度部分,结合炼钢厂运行原则,并根据炼钢炉和连铸机作业周期的不同对应关系,对生产模式进行了分类,给出了相应的求解方法.在动态调度部分,给出了基于规则的动态调度策略以及具体的时间调整方法.最后,根据某转炉特殊钢厂的实际生产状况,在三台连铸机同时生产的情形下,对三个浇次的调度计划进行了仿真计算.通过与实际生产数据的比较,表明所采用方法的有效性.     

面向节能降耗的炼钢-连铸生产调度模型及求解

炼钢-连铸生产是等待时间受限的混合流水车间生产过程。当前,产能已不是瓶颈,所以笔者不以计划的总完工时间最小和产量最大为目标,而以节能降耗、质量可靠、生产有序为优化目标,设计出炼钢-连铸生产过程调度模型,并用基于2-opt的邻域搜索策略进行迭代求解,解决实际生产调度问题,制定出转炉和连铸机的时刻表计划。通过实例仿真,验证了该解决方案具有求解迅速、适于动态调度的特点。     

基于遗传算法的炼钢-连铸重计划方法

针对多约束的炼钢-连铸重计划问题,提出了一种按扰动时炉次的状态进行炉次分类求解的重计划方法.将重计划问题中的约束分成强制约束和柔性约束两类,针对正在作业炉次设计了基于时间顺推和遗传算法的混合算法,针对未作业炉次设计了基于时间倒推和遗传算法的混合算法,通过强制约束结合混合算法搜寻可行解,然后在可行解中利用柔性约束搜寻最优解.采用钢厂的生产实绩数据进行仿真实验验证了该方法的可行性和有效性.     

宝钢炼钢连铸调度系统的动态调整集成技术

炼钢连铸生产计划调度系统是钢铁企业制造执行系统的重要组成部分,在企业的生产管理中起着承上启下的作用.介绍了宝钢炼钢连铸调度计划系统的基本功能,着重阐述了宝钢炼钢连铸调度的动态编辑器和动态调度的集成功能.实践表明,该系统可以极大地提高计划编制和计划调整的效率.     

炼钢?连铸生产调度的研究进展

针对炼钢?连铸过程的生产调度问题,首先,对生产调度问题的研究方法进行了总结和评述,梳理了各类方法的特点及适用范围;其次,介绍了当前国内外钢厂典型计算机辅助调度系统的一些案例,并讨论分析其特点;最后,在以往研究的基础上,对未来炼钢?连铸过程生产调度问题的研究思路和方法提出了建议,针对静态调度提出了“规则+算法”的研究思路,以国内某特钢厂为例,提出了基于钢厂生产模式优化的调度模型构建方法;针对动态调度提出“多工序协同”的研究思路,提出了基于多智能体的炼钢?连铸过程多工序工艺、质量与调度的协同控制的研究方法。优化高效的建模及求解方法是解决生产调度问题的重要手段之一,旨在改善当前钢厂生产计划编制水平、提高生产计划的可执行性、加强现场实时调控,对实现炼钢?连铸过程稳定化、有序化、连续化运行具有重要意义。      

基于冶炼设备故障的炼钢-连铸重调度

针对炼钢-连铸生产过程中某一冶炼设备发生故障之后的重调度问题,为保证生产的稳定性,减少重调度方案相对于初始调度方案的变化程度,以开始作业时间、作业周期和设备指派的加权差异度最小化为目标,采用数学规划方法建立了重调度模型。通过分析炼钢厂生产运行模式和生产工艺过程,提出了由基于“炉-机对应”调度策略的设备指派算法和基于工序柔性缓冲调控策略的时间调整算法两部分组成的重调度算法。以国内某中大型炼钢厂炼钢-连铸实际生产中经常发生的转炉设备故障或精炼炉设备故障问题为仿真案例进行研究,结果表明,调度前/后开始作业时间、作业周期与设备指派的总加权差异度分别为0.29、1.43和1.21,可有效保持重调度方案与初始调度方案的一致性,保证生产的稳定性,且求解时间均小于0.6 s,能够针对冶炼设备发生故障后的重调度问题快速给出较优的解决方案,在冶炼设备故障频发的实际生产过程中能够保证炼钢-连铸有序、稳定、高效运行。     

基于“炉机对应”原则的炼钢—连铸调度模型

针对某特殊钢厂炼钢-连铸生产调度问题,首先,构建以炉机匹配度、连浇炉数以及过程等待时间等为主要评价指标的多目标优化调度数学模型.进而,对工艺流程结构以及炼钢、精炼和连铸三个工序的运行时间进行解析,分析合理的产品结构范围及不同产品结构下的生产组织模式.根据炼钢厂运行的\     

基于免疫多Agent系统求解炼钢连铸动态调度问题(续完)

正3.2 EA内部运算EA模拟免疫系统中巨噬细胞的功能,负责提呈抗原和消除抗原等工作,EA分为NEA和CEA,NEA和CEA提呈抗原和消除抗原的工作有所不同。车间中的每台非连铸机设备具有一个NEA,NEA识别所有CA向其释放的抗原,并将识别结果EFTi,j,k提呈给相应CA的T细胞,令EFTi,j,k=ESTk+pi,j,k式中,ESTk为设备k在动态事件发生时的最早开工时间,即动态事件发生时,设备k正在进行操作的完工时间,如果没有正在进行的操作,ESTk即是动态事件发生时刻,ESTk在计算过程中不断更新。NEA接收各CA向其发送的B细胞活化值,选取B细胞活化值最大的抗原进行消除,