【正文】 開澆時(shí)間 ，連鑄的銜接和 物流流量因素進(jìn)行綜合考慮，而有的因素之間存在著相互的關(guān)聯(lián)性，給因素的精確分析帶來了一定的很大的困難性。 (6)主體設(shè)備與輔助設(shè)備綜合協(xié)調(diào)調(diào)度的 復(fù)雜 性 從國內(nèi)外研究資料表明，對煉鋼 連鑄生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)研究均局限在主體設(shè)備 (轉(zhuǎn)爐，精煉爐，連鑄機(jī) /模鑄機(jī) )上，很少有人關(guān)注輔助設(shè)備 (鋼包、天車 、 臺車 ，模鑄澆注工位等 )調(diào)度問題。 雖然 有關(guān)煉鋼連鑄的調(diào)度文獻(xiàn)不少， 但是由于煉鋼模鑄生產(chǎn)的特殊性和存在模鑄工藝的鋼廠在國內(nèi)本來就是很少，所以關(guān)于存在模鑄生產(chǎn)這個(gè)方面的文獻(xiàn)少之又少 ， 而且 目前大多數(shù)的煉鋼 連鑄 /模鑄混合生產(chǎn)調(diào)度都停留在交互式調(diào)度和經(jīng)驗(yàn)式調(diào)度的水平上。而且，在實(shí)際煉鋼生產(chǎn)過程中， 由于冶金過程的復(fù)雜性和生產(chǎn)實(shí)踐諸多的不確定性，加上人為干 擾因素， 調(diào)度人員在編制 煉鋼 連鑄調(diào)度 計(jì)劃時(shí)不愿意多排 入計(jì)劃 ，對計(jì)劃采取走一步看一步的做法， 這樣不僅降低了優(yōu)化性而且生產(chǎn)效率也不高。這些構(gòu)成了調(diào)度問題的種種約束。 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(gè)重要的實(shí)時(shí)工作項(xiàng)。 煉鋼 連鑄 /模鑄混合 生產(chǎn)過程是一個(gè)對 加工 時(shí)間、 鋼水 溫度和質(zhì)量成份都有極高要求的一個(gè)多模式、多工序、多設(shè)備、多擾動(dòng)下的多目標(biāo)生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化問題。而在煉鋼爐的輸出方面，每一爐生產(chǎn)的鋼水都具有一個(gè)特定的鋼級，煉鋼爐每次加工的鋼水都是一個(gè)滿容量。 煉鋼包括轉(zhuǎn)爐 /電弧爐煉鋼和精煉兩個(gè)階段，基本任務(wù)包括以下 3 個(gè)方面 ： (1)脫碳并將其含量調(diào)整到一定范圍。 表格形式可以按不同的字段標(biāo)識進(jìn)行瀏覽和編輯，其中每一行都是一條爐次計(jì)劃，其中包含內(nèi)容 如下圖 所示 。 (4)路徑：一般情況下與爐次對應(yīng)，指一個(gè)爐次中各個(gè)單元工位的順序集合。 (3)作業(yè)實(shí)績的高度可視化，同期作業(yè)的實(shí)現(xiàn)，統(tǒng)一管制中心的設(shè)立，一體化最優(yōu)性的實(shí)際繪圖機(jī)能。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(jì)動(dòng)態(tài)變化對調(diào)度性能的影響，以采取適當(dāng)?shù)牟呗?。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(jì)算的困難 性和復(fù)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(shí)現(xiàn) )的計(jì)算代價(jià) ,這類方法一般僅可處理小規(guī)模問題或某類特定問題，應(yīng)用局限性較大。利用科學(xué)的生產(chǎn)調(diào)度方法是集成制造系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，是面向過程的生產(chǎn)活動(dòng)與經(jīng)營活動(dòng)橋梁和紐帶，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵。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) 問題，也是調(diào)度中最難解決的問題之一。 3. Based on the schedule policy of steelmaking continuous casting and mould casting, the schedule system is designed and developed, including design of static subsystem, initialization module, data input/output module, interface module, data processing module and main schedule method module。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示誠摯的謝意。 make plan。中國軍標(biāo)和美國軍標(biāo)規(guī)定若干場合不得采用連鑄 鋼材，而只能采用模鑄鋼材，連鑄剛才不能取代 [1]。 (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、背景知識條件下解決一些困難的調(diào)度問題。由于制造系統(tǒng)的復(fù)雜性，很難用一個(gè)精確的解析模型來進(jìn)行描述和分析，而通過運(yùn)行仿真模型來收集數(shù)據(jù)，則能對實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行性能、狀態(tài)等方面的分析，從而，能對系統(tǒng)采用合適的控制調(diào)度方法 [13,14]。 煉鋼調(diào)度方法研究現(xiàn)狀及應(yīng)用 煉鋼 連鑄 /模鑄混合生產(chǎn)過程是在高溫下進(jìn)行的物理化學(xué)反應(yīng)和金屬加工變形，具有高溫熔煉、高溫加工等特點(diǎn)，因此生產(chǎn)組織必須充分考慮利用熱能，要求連續(xù)生產(chǎn)，要求前后工序設(shè) 備能力上協(xié)調(diào)，在制品在數(shù)量上、時(shí)間上緊密銜接，帶有有限的緩沖。 對于煉鋼連鑄問題，已經(jīng)有了大量的學(xué)術(shù)的研究和實(shí)際現(xiàn)場的驗(yàn)證，并已經(jīng)取得了很大的成果， 但是國內(nèi)外對于煉鋼 連鑄 /模鑄混合調(diào)度問題的研究，卻很少。 (9)斷澆：一個(gè)澆次內(nèi)在連鑄工位上，本應(yīng)連續(xù)澆注的各爐次，出現(xiàn)的分?jǐn)嗲闆r 。 人類冶煉鋼鐵的歷史可以追溯到公元前一千年。脫磷、脫硫的反映如下 [37]： 252 5 4 4 . 5P F e O C aO C aO P O F e? ? ? ? F eO C aO C aS F eO? ? ? 加入強(qiáng)堿性氧化物 CaO 的目的是使 25PO 與其生成穩(wěn)定的磷酸鈣，從而提高渣氧化脫磷能力。連鑄機(jī)要盡量連續(xù)澆鑄，否則就必須重新引桿開啟鑄機(jī)，每開啟一次連鑄機(jī)需要設(shè)備的調(diào)整時(shí)間和調(diào)整費(fèi)用，而且會使產(chǎn)量降低。 調(diào)度目標(biāo)有多個(gè)：由于煉鋼 連鑄 /模鑄 混合 生產(chǎn)是一個(gè)多模式，多工序，多擾動(dòng)的問題，簡單的目標(biāo)不能全面綜合產(chǎn)生優(yōu)化的結(jié)果，只能從多個(gè)目標(biāo)體現(xiàn)，包括最小化最大完 成時(shí)間、冗余等待時(shí)間最小、負(fù)荷均衡。例如，通過生產(chǎn)過程 中，要優(yōu)先生產(chǎn)有澆期模鑄計(jì)劃，即應(yīng)先保證有澆期模鑄計(jì)劃在設(shè)定的開澆時(shí) 間之前進(jìn)行模鑄澆注，由于有澆期模鑄計(jì)劃在轉(zhuǎn)爐精煉工序?qū)υO(shè)備的選擇優(yōu)先級高于連鑄計(jì)劃的優(yōu)先級，這樣就會給連鑄生產(chǎn)的物流平衡帶來一定的困難，這就需要在優(yōu)先保證有澆期模鑄計(jì)劃生產(chǎn)的前提下，盡量保證連鑄連連澆 cast連續(xù)澆鑄。在實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)輔助設(shè)備的調(diào)度同主體設(shè)備的調(diào)度不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，造成鋼包、天車和臺車不能及時(shí)到位，使得編制好的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃不能及時(shí)配備到相應(yīng)的主體設(shè)備上，影響主體設(shè)備對生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行，影響企業(yè)的生產(chǎn)效益。為了研究煉鋼 連鑄 /模鑄混合生產(chǎn)，首先來研究煉鋼 連鑄 /模鑄混合生產(chǎn) 系統(tǒng) 的 生產(chǎn)調(diào)度特性， 由前面的工藝所述，煉鋼 連鑄 /模鑄 混合生產(chǎn)調(diào)度 系統(tǒng)主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：煉鋼、精煉、連鑄 /模鑄。 但是，整體優(yōu)化是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，尋求一個(gè) 最 優(yōu)解非常困難 。 煉鋼 連鑄 /模鑄混合 生產(chǎn)工藝過程必須在鐵水仍然熔化的狀態(tài)下完成，每一爐次的等待時(shí)間應(yīng)少于工藝限定的時(shí)間；為了使煉鋼 連鑄 /模鑄混合 產(chǎn)量最大，連鑄機(jī)盡量不斷澆 ，保證有澆期模鑄計(jì)劃的 開澆時(shí)間 和無澆期模鑄計(jì)劃加入生產(chǎn)時(shí)的整體優(yōu)化 。該層主要功能是實(shí)現(xiàn)對 煉鋼 各安全參數(shù)的監(jiān)測和對 煉鋼過程中的 主 輔 設(shè)備的控制 ，以及對于煉鋼情況的 監(jiān)測。 總體上屬于無中間等待時(shí)間的工藝流程，在時(shí)間維度與設(shè)備維度上進(jìn)行交叉、流轉(zhuǎn)的復(fù)雜過程。 根據(jù)原料來源特點(diǎn)，煉鋼爐必須保證能消化所有高爐生產(chǎn)出來的鐵水。工藝路線與鋼種有關(guān) ，不同類型的鋼種可能有不同的精煉需求及處理時(shí)間需求；前后工序的物流要協(xié)調(diào)一致，時(shí)間節(jié)奏要緊密銜接；生產(chǎn)過程一般都需要高溫連續(xù)作業(yè)，沒有中間庫存，等待時(shí)間的增加可能意味著溫度的降低、再升溫能源的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加；需要對加工對象進(jìn)行一定組合，按批量生產(chǎn)。甘特圖表示了各爐次及其各個(gè)工位在煉鋼 連鑄 /模鑄混合 生產(chǎn)過程中的任務(wù)安排，同時(shí)表現(xiàn)了爐次在路徑與作業(yè)時(shí)間的兩維 關(guān)系，使 調(diào)度人員可以在整體上觀察到整個(gè)生產(chǎn)的任務(wù)安排情況，同時(shí)可以看到當(dāng)前生產(chǎn)執(zhí)行的狀態(tài) (哪些單元未生產(chǎn)、哪些單元正在生產(chǎn)、哪些單元已生產(chǎn)結(jié) 束、某個(gè)具體設(shè)備上是否正在生產(chǎn) 等 )，這是非常直觀的表現(xiàn)形式。一個(gè)工序可能包含多個(gè)工位，例如一個(gè)多重精煉工序包含多個(gè)工位，每一重精煉就是一個(gè)工位。 (2)利用 AI 技術(shù)進(jìn)行在線的實(shí)時(shí)調(diào)度和重調(diào)度，使作業(yè)變動(dòng)具有一定的靈活性。 組合方法 : (1)基于交互調(diào)度的方法 交互式調(diào)度，是在建立調(diào)度和動(dòng)態(tài)維護(hù)調(diào)度的過程中，充分利用人的經(jīng)驗(yàn)和能力，通過人與算法的信息交互，調(diào)整算法的條件和參數(shù)，迅速獲得較好的可行方案。 (2)精確最優(yōu)化算法 精確最優(yōu)化方法是一類具有一般性的組合最優(yōu)化方法，主要包括：數(shù)學(xué)規(guī)劃、排隊(duì)論、網(wǎng)絡(luò)與圖論等方法。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。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。 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。 學(xué)位論文作者簽名 ： 簽 字 日 期 ： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。 schedule system 東北大學(xué)碩士學(xué)位論文 目 錄 － IV－ 目 錄 獨(dú)創(chuàng)性聲明 ................................................................................................................................. I 摘 要 ........................................................................................................................................ II ABSTRACT ..............................................................................................................................III 第一章 緒 論 ....................................................................................................................... 1 課題來源及意義 ............................................................................................................ 1 生產(chǎn)調(diào)度策略 ................................................................................................................ 2 煉鋼調(diào)度方法研究現(xiàn)狀及應(yīng)用 .................................................................................... 5 本文主要工作 ................................................................................................................ 6 第二章 連鑄模鑄混合生產(chǎn)煉鋼調(diào)度過程描述 ................................................................. 2 引言 ................................................................................................................................. 2 煉鋼生產(chǎn)工藝流程 ......................................................................................................... 5 煉鋼調(diào)度過程描述 ...........