【正文】 ..... 20 連鑄/模鑄混合調(diào)度生產(chǎn)模式分析 ............................................................................... 20 連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度策略 ....................................................................................... 26 基于分批調(diào)度的連鑄/模鑄混合計(jì)劃策略 ........................................................ 28 連鑄/模鑄混合計(jì)劃分批次調(diào)度策略實(shí)現(xiàn) ........................................................ 29 整半爐次連鑄計(jì)劃調(diào)度方法 ........................................................................................ 33 半爐次連鑄計(jì)劃啟發(fā)式編制方法 ..................................................................... 34 整爐次連鑄計(jì)劃啟發(fā)式編制方法 ..................................................................... 37 整半爐次連鑄與混合澆期模鑄計(jì)劃調(diào)度方法 ............................................................ 38 半次連鑄計(jì)劃與混合澆期模鑄計(jì)劃啟發(fā)式編制方法 ..................................... 40 整爐次連鑄與混合澆期模鑄計(jì)劃啟發(fā)式編制方法 ......................................... 42 連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度批次綜合策略 ............................................................ 43 第四章 混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度系統(tǒng) ........................................................................................ 46 軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) .................................................................................................................. 46 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目 錄－V － 混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度軟件結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 46 靜態(tài)調(diào)度子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................ 47 靜態(tài)調(diào)度子系統(tǒng)類設(shè)計(jì) ................................................................................................ 48 靜態(tài)調(diào)度子系統(tǒng)模塊處理流程 .................................................................................... 50 初始化模塊處理流程 ......................................................................................... 50 數(shù)據(jù)輸入模塊處理流程 .................................................................................... 50 數(shù)據(jù)輸出模塊處理流程 ..................................................................................... 51 主體算法模塊處理流程 ..................................................................................... 52 靜態(tài)調(diào)度子系統(tǒng)開發(fā) .................................................................................................... 54 人機(jī)界面設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 54 主要的數(shù)據(jù)表及字段 ......................................................................................... 60 第 5 章 混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 .............................................................................63 課題背景.............................................................................................................................63 組織機(jī)構(gòu).............................................................................................................................63 設(shè)備條件..................................................................................................................64 工藝流程..................................................................................................................65 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).................................................................................................65 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.............................................................................................................................65 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證效果.....................................................................................................................68總結(jié)與展望 ...............................................................................................................................70東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒 論 1 第一章 緒 論 課題來(lái)源及意義隨著社會(huì)進(jìn)步和生活水平的提高，市場(chǎng)更加需要具有特色、更高品質(zhì)、符合顧客個(gè)人要求樣式和功能千差萬(wàn)別的產(chǎn)品。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也迫使鋼鐵企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，批量生產(chǎn)時(shí)代正逐漸被適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)所替換。在煉鋼區(qū)域，連鑄、模鑄前的煉鋼精練工序從過(guò)去的 1 重發(fā)展到現(xiàn)在有 23 重甚至更多來(lái)滿足市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)產(chǎn)品的需要，并且采用柔性設(shè)備和工藝，以滿足柔性的市場(chǎng)需求。調(diào)度問(wèn)題的分類方法有許多種，如：(1)根據(jù)加工系統(tǒng)的復(fù)雜度分為單機(jī)和多機(jī)并行調(diào)度。(2)根據(jù)加工路線的一致性分為 Flow Shop(所有工件都在同樣的設(shè)備上加工，并有一致的加工操作和加工順序)和 Job Shop(允許工件加工具有不同的加工路徑)調(diào)度。(3)根據(jù)作業(yè)加工在線特點(diǎn)分為靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度。靜態(tài)調(diào)度是指所有待安排加工的作業(yè)均處于待加工狀態(tài)，因而進(jìn)行 1 次調(diào)度后、各作業(yè)的加工時(shí)序被確定、在以后的加工過(guò)程中就不再改變。動(dòng)態(tài)調(diào)度是作業(yè)依次進(jìn)入待加工狀態(tài)、各種作業(yè)不斷進(jìn)入系統(tǒng)接受加工，完成加工的作業(yè)又不斷地離開，同時(shí)還要考慮作業(yè)環(huán)境中不斷出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)、如作業(yè)的加工超時(shí)、設(shè)備的損壞等。因此動(dòng)態(tài)調(diào)度要根據(jù)系統(tǒng)中作業(yè)、設(shè)備等的狀況，不斷地進(jìn)行調(diào)度。煉鋼－連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度應(yīng)屬于多機(jī)并行機(jī)問(wèn)題，也是調(diào)度中最難解決的問(wèn)題之一。鑒于當(dāng)前煉鋼廠的已經(jīng)有多臺(tái)連鑄機(jī)和模鑄，精煉設(shè)備眾多，精煉重?cái)?shù)多且復(fù)雜，再加上煉鋼擾動(dòng)眾，依賴人工經(jīng)驗(yàn)編制煉鋼調(diào)度計(jì)劃已經(jīng)幾乎不可能，勉強(qiáng)人工調(diào)度，其結(jié)果只能是效率低下。所以，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的鋼鐵企業(yè) MES 實(shí)施方案流程中，煉鋼 MES中，包含功能強(qiáng)大且具有實(shí)用價(jià)值的動(dòng)態(tài)煉鋼調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)成為 MES 產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)不可缺少的關(guān)鍵點(diǎn)之一。模鑄工藝在國(guó)內(nèi)很多鋼廠都已經(jīng)沒有了模鑄生產(chǎn)線，由于一些鋼種只能有模鑄工藝進(jìn)行加工，所以模鑄工藝存在是很有意義的，因此煉鋼連鑄/模鑄混合調(diào)度問(wèn)題研究的意義也是不可小視的。模鑄存在的意義和作用如下：? 現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在特殊鋼生產(chǎn)領(lǐng)域。中國(guó)軍標(biāo)和美國(guó)軍標(biāo)規(guī)定若干場(chǎng)合不得采用連鑄鋼材，而只能采用模鑄鋼材，連鑄剛才不能取代 [1]。 ? 模鑄的增加可以實(shí)現(xiàn)銷售計(jì)劃，物流平衡和增加設(shè)備利用率。? 由于銷售計(jì)劃的需要，一些鋼種只能有模鑄工藝生產(chǎn)。例如：可澆注成份質(zhì)量要求很高鎮(zhèn)靜鋼，最高可以澆注 900mm 厚度的鋼板，3~5 壓縮比，滿足特種鋼材的要求，比如軍工用鋼。這是連鑄不可能實(shí)現(xiàn)的，連鑄的理論最高澆注厚度為 450mm，現(xiàn)在可東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒 論 2 以實(shí)現(xiàn)的澆注厚度為 300mm，這樣厚度的鋼板無(wú)法實(shí)現(xiàn)高壓縮比。? 物流平衡，處理成分不行的鋼水，可以澆注成份質(zhì)量不是很高要求的壓蓋鋼；處理一些連鑄不能澆注的鋼水，進(jìn)行模鑄澆注處理，以后再進(jìn)行切割后再處理；在連鑄生產(chǎn)節(jié)奏相對(duì)于轉(zhuǎn)爐精煉工序慢很多的時(shí)候，會(huì)有一些鋼水不能進(jìn)行合理的連鑄澆注生產(chǎn)，這個(gè)時(shí)候要分配給模鑄生產(chǎn)，調(diào)節(jié)整體加工生產(chǎn)的節(jié)奏。由上述可以看出，模鑄的存在不僅僅從提高設(shè)備利用率，提高企業(yè)效益和增加產(chǎn)品種類有著很重要的意義，同時(shí)在保護(hù)國(guó)家安全方面也有著不可或缺的作用。 生產(chǎn)調(diào)度策略生產(chǎn)調(diào)度，即對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行作業(yè)計(jì)劃，作為一個(gè)關(guān)鍵模塊，是整個(gè)先進(jìn)生產(chǎn)制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理技術(shù)、運(yùn)籌技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心。有效的調(diào)度方法和優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造和提高生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。改善生產(chǎn)調(diào)度方案，可以大大提高生產(chǎn)效益和資源利用率，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。生產(chǎn)調(diào)度的研究主要可分為建模和調(diào)度算法設(shè)計(jì)兩方面，它是一個(gè)交叉性研究領(lǐng)域，涉及運(yùn)籌學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、控制工程、工業(yè)工程等多個(gè)學(xué)科。利用科學(xué)的生產(chǎn)調(diào)度方法是集成制造系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，是面向過(guò)程的生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)營(yíng)活動(dòng)橋梁和紐帶，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵。鋼鐵生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)設(shè)備多、物流縱橫交錯(cuò)。不僅要考慮鋼水到達(dá)時(shí)間偏差，設(shè)備故障，而且還需考慮鋼水成分不合格、鋼水溫度補(bǔ)償?shù)葎?dòng)態(tài)擾動(dòng)事件。顯然，為了提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)調(diào)度是企業(yè)系統(tǒng)集成的重中之重 [2,3,4]。由于現(xiàn)代生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題的高度復(fù)雜性，當(dāng)單一調(diào)度算法難以得到滿意的求解質(zhì)量和求解速度時(shí)，往往通過(guò)一定的調(diào)度策略將多種算法進(jìn)行結(jié)合，調(diào)度策略是生產(chǎn)調(diào)度高層次的決策部分，成為調(diào)度問(wèn)題研究方法的一種趨勢(shì)，目前主要的研究策略可分為以下幾種 [5,6,7]：(1)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度集成策略:生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的集成研究具有全局優(yōu)化的特征，也符合先進(jìn)制造模式的思想，同時(shí)能夠提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性。(2)人機(jī)協(xié)同策略:現(xiàn)有研究方法的缺陷以及人類獨(dú)特的思維能力決定了人機(jī)協(xié)同策略的生命力，大量研究表明人機(jī)協(xié)同交互策略可以減小系統(tǒng)的搜索時(shí)間，能夠在有限的時(shí)間、背景知識(shí)條件下解決一些困難的調(diào)度問(wèn)題。(3)動(dòng)態(tài)重調(diào)度策略:車間制造過(guò)程的隨時(shí)性和不確定性需要不斷的進(jìn)行重調(diào)度，以處理突發(fā)的事件?；谀壳暗难芯?，對(duì)于動(dòng)態(tài)調(diào)度的具體策略有周期調(diào)度、連續(xù)調(diào)度、事件驅(qū)動(dòng)調(diào)度、周期與事件驅(qū)動(dòng)混合調(diào)度，周期與連續(xù)調(diào)度混合等。(4)分解與成組策略:利用分解生產(chǎn)計(jì)劃或CT(Cmup Technology)的調(diào)度策略可以大東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒 論 3 大降低問(wèn)題的復(fù)雜性和規(guī)模，求得調(diào)度問(wèn)題的較優(yōu)解，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)的一些性能指標(biāo)。(5)并行或分布策略:為適合不同車間控制結(jié)構(gòu)與高度復(fù)雜問(wèn)