【正文】 ................................................................... 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 人機界面設計 ..................................................................................................... 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)實驗驗證 .............................................................................63 課題背景.............................................................................................................................63 組織機構(gòu).............................................................................................................................63 設備條件..................................................................................................................64 工藝流程..................................................................................................................65 系統(tǒng)運行環(huán)境與網(wǎng)絡結(jié)構(gòu).................................................................................................65 實驗驗證.............................................................................................................................65 實驗驗證效果.....................................................................................................................68總結(jié)與展望 ...............................................................................................................................70東北大學碩士學位論文 第一章 緒 論 1 第一章 緒 論 課題來源及意義隨著社會進步和生活水平的提高，市場更加需要具有特色、更高品質(zhì)、符合顧客個人要求樣式和功能千差萬別的產(chǎn)品。關(guān)鍵詞: 煉鋼；連鑄；模鑄；混合生產(chǎn)；分批調(diào)度策略；計劃編制；調(diào)度系統(tǒng)東北大學碩士學位論文 Abstract－III－The design and development of steelmaking continuous casting and mould casting scheduling system AbstractSteelmaking industry supports our nation. The steelmaking continuous casting and mould casting make the key roll in steelmaking, which is the kernel of the manufacture and management in steel enterprise. The steelmaking continuous casting and mould casting is a procedure which is in high temperature, high anding for real time, with significant time effect and plexity for schedule. For mould casting cannont be replaced by continuous casting in some area, the study in mould casting schedule has significant engineering value.1. According to the flow of actual procduct procedure, the process of schedule policy is describled. On the base of analyzing the plexity, the steelmaking continuous casting and mould casting policy is summed up。 學位論文作者簽名 ： 簽 字 日 期 ： 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者和指導教師完全了解東北大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定：即學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流。2. It is brought out that the batch splitting scheduling policy of steelmaking continuous casting and mould casting, including the heuristic schedule method of the whole and half continuous casting charge, half continuous casting charge and mixed deadline mould casting charge, the whole continuous casting charge and mixed deadline mould casting charge, and the prehensive method of the steelmaking continuous casting and mould casting batch，on the basis of summing the schedule policy of steelmaking continuous casting and mould casting。激烈的市場競爭也迫使鋼鐵企業(yè)進行轉(zhuǎn)變，批量生產(chǎn)時代正逐漸被適應市場動態(tài)變化的生產(chǎn)所替換。煉鋼－連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度應屬于多機并行機問題，也是調(diào)度中最難解決的問題之一。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。利用科學的生產(chǎn)調(diào)度方法是集成制造系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，是面向過程的生產(chǎn)活動與經(jīng)營活動橋梁和紐帶，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵。(4)分解與成組策略:利用分解生產(chǎn)計劃或CT(Cmup Technology)的調(diào)度策略可以大東北大學碩士學位論文 第一章 緒 論 3 大降低問題的復雜性和規(guī)模，求得調(diào)度問題的較優(yōu)解，同時優(yōu)化系統(tǒng)的一些性能指標。由于調(diào)度問題固有的組合特征，搜索過程中通常引起“組合爆炸”，帶來求解計算的困難性和復雜性，精確最優(yōu)化方法為追求問題求解的最優(yōu)性而要付出極大(甚至是不可實現(xiàn))的計算代價,這類方法一般僅可處理小規(guī)模問題或某類特定問題，應用局限性較大。智能方法：(1)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是人工智能從數(shù)值信息處理轉(zhuǎn)向非數(shù)值(知識)信息處理的轉(zhuǎn)折里程碑，鋼鐵調(diào)度專家系統(tǒng)是一個能在鋼鐵調(diào)度領(lǐng)域內(nèi)，以專家的水平去解決該領(lǐng)域中困難問題的計算機程序，通常將鋼鐵調(diào)度領(lǐng)域知識和現(xiàn)場的各種約束表示成知識庫，然后根據(jù)現(xiàn)場實際情況從知識庫中產(chǎn)生調(diào)度方案，并能對意外情況采取相應的對策 [16,17]。交互的作用主要體現(xiàn)在人對過程操作的監(jiān)控方面，如判斷以外事件的發(fā)生，估計動態(tài)變化對調(diào)度性能的影響，以采取適當?shù)牟呗?。文獻 [48]對于在安排煉鋼 連鑄中的時間調(diào)度問題，建立了基于準時制調(diào)度思想的數(shù)學模型(連續(xù)變量)，經(jīng)過變換, 將非線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題，用標準線性規(guī)劃程序進行求解。(3)作業(yè)實績的高度可視化，同期作業(yè)的實現(xiàn)，統(tǒng)一管制中心的設立，一體化最優(yōu)性的實際繪圖機能。主要研究工作包括：1) 在調(diào)研煉鋼調(diào)度現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程、進行調(diào)度過程描述、分析復雜性基礎(chǔ)上，總結(jié)了多生產(chǎn)模式煉鋼連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度策略；2) 以多生產(chǎn)模式煉鋼連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度策略為依據(jù)，提出了連鑄/模鑄混合計劃分批次調(diào)度策略、整半爐次連鑄計劃調(diào)度方法，以及整半爐次連鑄與混合澆期模鑄計劃調(diào)度方法，包括半爐次連鑄計劃啟發(fā)式編制方法、整爐次連鑄計劃啟發(fā)式編制方法、半次連鑄計劃與混合澆期模鑄計劃啟發(fā)式編制方法、整爐次連鑄與混合澆期模鑄計劃啟發(fā)式編制方法和連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度批次綜合方法；3) 在總結(jié)多生產(chǎn)模式連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度策略基礎(chǔ)上，進行了系統(tǒng)軟件設計與開發(fā)，包括靜態(tài)調(diào)度子系統(tǒng)設計思想、初始化、數(shù)據(jù)輸入/輸出、人機界面、數(shù)據(jù)處理以及主體算法模塊；4) 應用現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)進行測試，驗證了調(diào)度整體解決方案、連鑄/模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度策略和調(diào)度方法的有效性。(4)路徑：一般情況下與爐次對應，指一個爐次中各個單元工位的順序集合。(11)半爐次計劃：已經(jīng)開始生產(chǎn)，但在澆鑄工位還未開始生產(chǎn)的爐次計劃；(12)整爐次計劃：沒有開始生產(chǎn)的爐次計劃。表格形式可以按不同的字段標識進行瀏覽和編輯，其中每一行都是一條爐次計劃，其中包含內(nèi)容如下圖 所示。 煉鋼生產(chǎn)工藝流程煉鋼連鑄/模鑄混合生產(chǎn)過程是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的核心工序, 其基本生產(chǎn)流程是轉(zhuǎn)爐將高爐生產(chǎn)的鐵水進一步冶煉為鋼水，經(jīng)過精煉爐進行精煉后，以保證鋼水的化學成分和溫度等工藝指標滿足制造工藝的要求, 然后在連鑄機或者模鑄機上澆注成一定尺寸外形的板坯，供給下游生產(chǎn)工序或用戶。煉鋼包括轉(zhuǎn)爐/電弧爐煉鋼和精煉兩個階段，基本任務包括以下 3 個方面：東北大學碩士學位論文 第二章連鑄模鑄混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度過程描述 6 (1)脫碳并將其含量調(diào)整到一定范圍。主煉鋼區(qū)域包括圖 中的煉鋼、連鑄和熱軋，是鋼鐵生產(chǎn)中的主要工序。而在煉鋼爐的輸出方面，每一爐生產(chǎn)的鋼水都具有一個特定的鋼級，煉鋼爐每次加工的鋼水都是一個滿容量。每個爐次生產(chǎn)的鋼水重量都是固定的，一個爐次的鋼水在連鑄機上澆注出來的板坯一般為 1020 塊左右。煉鋼連鑄/模鑄混合生產(chǎn)過程是一個對加工時間、鋼水溫度和質(zhì)量成份都有極高要求的一個多模式、多工序、多設備、多擾動下的多目標生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化問題。它以客戶訂單和市場需求為計劃源頭，充分利用企業(yè)內(nèi)的各種資源，合理安排生產(chǎn)，降低庫存，提高企業(yè)效益。L3 層主要是我們的研究對象，而煉鋼連鑄/模鑄混合調(diào)度管理是 L3 層的一個重要的實時工作項。(3)計算復雜性東北大學碩士學位論文 第二章連鑄模鑄混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度過程描述 12 由于調(diào)度問題是在等式或不等式約束下求性能指標的優(yōu)化，多數(shù)為NP難的組合優(yōu)化問題，即不存在多項式時間的最優(yōu)算法，而且隨著問題規(guī)模增大，求解最優(yōu)化結(jié)果的計算量呈指數(shù)增長，使常規(guī)最優(yōu)化方法無能為力，只能使用近似算法或者啟發(fā)式算法。這些構(gòu)成了調(diào)度問題的種種約束。 存在問題由于現(xiàn)在現(xiàn)場的煉鋼連鑄/模鑄混合生產(chǎn)計劃是由人工排定的，對計劃在以后的執(zhí)行效果沒有一個直觀的、明確的認識，所以很難判斷編制出的調(diào)度計劃是否是最優(yōu)或是較優(yōu)，也難以判斷計劃的問題具體會出現(xiàn)在哪里；而且煉鋼連鑄/ 模鑄混合生產(chǎn)過東北大學碩士學位論文 第二章連鑄模鑄混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度過程描述 13 程要考慮同時考慮連鑄與模鑄混合調(diào)度計劃的路徑和時間的選擇，也要考慮有澆期模鑄計劃的開澆時間帶來的約束以及考慮無澆期模鑄計劃安排開澆時間不確定性帶來的調(diào)度結(jié)果的不同，由于這些原因到現(xiàn)在沒有一套完整的煉鋼連