專利名稱:一種煉鋼-連鑄爐次批量計劃自動編制方法及系統的制作方法
技術領域:
本發(fā)明屬于鋼鐵生產工藝及自動化技術領域,涉及到運籌學建模和智能優(yōu)化算法,特別 涉及到一種煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法及系統。
背景技術:
鋼鐵生產從鐵礦石原料投入到鋼材產品的產出,需要經過一系列的處理階段。按照生產 流程的工藝特點,可以將其生產劃分為以下幾個區(qū)域鐵區(qū)、鋼區(qū)、熱軋區(qū)、冷軋區(qū)。其中, 鋼區(qū)涉及的生產工序主要為煉鋼、精煉、連鑄、模鑄等,其產出的半成品一板坯(或鋼錠)是 各種最終鋼材產品的原材料。因此,鋼區(qū)涉及的工序往往成為鋼鐵生產流程中的關鍵工序。 在鋼區(qū),連鑄代替模鑄是鋼鐵生產工藝史上一次重大的飛躍,同模鑄生產相比,連鑄生產可 以降低能耗、提高生產效率以及改進產品質量。當前,連鑄比(連鑄產量與連鑄模鑄總產量的 比率)已經成為衡量一個鋼鐵企業(yè)生產水平的重要標準。因此,國內外許多鋼鐵企業(yè)都致力于 發(fā)展連鑄工藝,提高連鑄比。例如日本、德國、和美國的連鑄比都已超過80%,有的已接 近100%。我國連鑄比也在快速增長,1970年至1980年,連鑄比從2.1%發(fā)展到6.2%,至1990 年,發(fā)展到22.4%,到2001年,發(fā)展到92.0%。 2003年,我國連鑄比達到95.3%左右。連鑄 新工藝出現以后,由于其高溫連續(xù)運行的特點,在生產管理上往往把煉鋼、精煉、連鑄看成 一個整體單元來考慮,簡稱煉鋼一連鑄。煉鋼一連鑄的主要生產過程是接受魚雷車從鐵區(qū)高 爐端送來的鐵水,與廢鋼一起投入轉爐(或電弧爐)中,經吹氧并除去雜質,轉化成鋼水;然 后倒入鋼包由臺車和吊機送到精煉爐進行精煉,達到客戶需求的鋼級質量;接著再由臺車和 吊機運送到連鑄機的回轉臺上,鋼水倒入中間包經結晶器和二冷區(qū)固化、冷卻、拉流、切割 成各種規(guī)格的板坯。
當前,煉鋼一連鑄的生產工藝在各大型鋼鐵企業(yè)中得到了長足的發(fā)展。但是在改進生產 工藝的同時,而與之配套的煉鋼一連鑄的生產管理的優(yōu)化控制研究與開發(fā)卻不能同步發(fā)展。 因而迫切需要對煉鋼一連鑄的生產管理的優(yōu)化控制方法進行研究,以便有效地發(fā)揮煉鋼一連 鑄的作用。爐次批量計劃屬于煉鋼一連鑄生產階段的生產批量計劃,也叫合爐煉鋼,是解決 鋼鐵企業(yè)產品"批量小、規(guī)格多、品種多、產量大"問題的有效方案。爐次批量計劃的制定 需要按照客戶需求產品的具體參數包括鋼級成分、軋制寬度、寬展側壓量、煉鋼工序申請欠 量、交貨期及類別、出口標志、集批標志,考慮煉鋼一連鑄生產工藝特點及約束包括轉爐生 產的批量特性、連鑄機的調寬規(guī)則、爐流平衡、爐流澆寬比,進一步考慮煉鋼一連鑄生產工 序間的銜接順暢和煉鋼一連鑄后續(xù)工序的物流平衡,對客戶需求的產品進行合理的規(guī)格設計和有效組合,形成以爐次為單位的批量組合,用以指導和控制煉鋼—連鑄生產,進而使煉鋼 一連鑄的產能得到充分的發(fā)揮。
冃前,學術界針對爐次批量計劃問題這一課題的研究極為重視。如文獻(Dorn J, Shams R., "Scheduling high-grade steelmaking", IEEE Expert, 1996, 11(1): 28-35)針對煉鋼—連鑄生產的短 期計劃問題(其中包含爐次批量計劃問題)提出了一個專家系統;文獻(Box RE, Herbe D G., "A scheduling model for LTV Steel's Cleveland works' twin strand continuous slab caster", Interfaces, 1988, 18(1): 42-56)研究了美國LTV鋼鐵公司兩流連鑄機的短期計劃問題,分析了影響計劃編 制治理的各種因素,提出了一個啟發(fā)式算法;文獻(Chang S Y, Chang M R, Hong Y S, "A lot grouping algorithm for a continuous slab caster in an integrated steel mill", Production Planning & Control, 2000, 11: 363-368)研究了一類澆次批量計劃的列生成算法,問題的特征是考慮組合到 一個澆次的爐次在寬度、碳元素、錳元素差異約束,首先建立該問題整數規(guī)劃模型,等價轉 換為Gilmore and Gomery的經典切割問題的列生成模型,釆用常規(guī)的列生成算法和取整啟發(fā) 式求解。而目前現場中爐次批量計劃編制主要是通過計劃員的手動操作來實現的,這種計劃 手動編制模式對計劃編制人員的依賴較嚴重,不能自動完成計劃編制,并且還需要由熟悉生 產工藝的生產計劃人員耗費2 —3個小時的工作才能最終完成。由于實際生產中涉及到的產品 數目巨大,目前這種手動計劃模式難以保證在有限的時間內編制出較優(yōu)的生產計劃,難以實 現煉鋼一連鑄生產的優(yōu)化實施。已申請的專利(公開號"CN1885328", 一種煉鋼一連鑄中間 包批量計劃方法和系統)主要實現了以爐次為輸入形成連鑄機上中間包生產的批量組合;而本 發(fā)明主要實現以合同板坯為輸入形成煉鋼一連鑄生產中的最小生產批量單位一爐次;本發(fā)明 系統的輸出可以做為專利(公開號"CN1885328")系統的輸入。
發(fā)明內容
針對現有爐次批量計劃編制技術的不足之處,本發(fā)明提供一種執(zhí)行于計算機的爐次批量 計劃自動編制方法,該方法根據客戶需求的鋼材產品的特性,考慮煉鋼一連鑄生產中的工藝 約束,通過運籌學建模手段,構建描述爐次批量計劃問題的數學模型,提出一類近似動態(tài)規(guī) 劃和局域搜索的混合智能優(yōu)化算法獲取模型的優(yōu)化解,并將其轉化為優(yōu)化生產的爐次批量計 劃,進而下發(fā)給煉鋼一連鑄生產車間的控制系統用以指導和安排生產實施,從而達到降低生 產成本,提高生產效率,保證準時交貨,減少庫存積壓的目的。
本發(fā)明的煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法依賴于鋼鐵企業(yè)的計算機分級控制系統 硬件平臺,由基于數學模型和混合智能優(yōu)化算法的系統實現。
其硬件平臺核心由鋼鐵企業(yè)分級控制的各級計算機及相關設備組成,主要包括鋼區(qū)生產 管理計算機、生產實時控制計算機、煉鋼過程控制計算機、精煉過程控制計算機、連鑄過程控制計算機、以及基礎自動化級的DCS/PLC,硬件平臺的詳細結構如圖l所示。鋼區(qū)生產管 理計算機制定中短期的生產計劃,并下發(fā)給生產實時控制計算機;生產實時控制計算機接收 鋼區(qū)生產管理計算機的命令,進行實時在線調度和決策支持,同時分別接收煉鋼過程控制計 算機、精煉過程控制計算機和連鑄過程控制計算機的反饋信息對生產物流及設備運行狀態(tài)進 行跟蹤;煉鋼過程控制計算機、精煉過程控制計算機和連鑄過程控制計算機分別通過與鋼區(qū) 生產管理計算機和生產實時控制計算機的接口,制定過程控制模型,向基礎自動化級的 DCS/PLC下達生產指令,并且在線采集質量數據;基礎自動化級的DCS/PLC實現生產過程 的速度、位置、流量控制和生產順序控制,并檢測現場狀態(tài)。
本發(fā)明的爐次批量計劃自動編制軟件既可以運行于鋼鐵企業(yè)的鋼區(qū)生產管理計算機上, 也可以運行于獨立的爐次批量計劃自動編制計算機上,該軟件通過與鋼區(qū)生產管理計算機進 行數據通訊,釆集計劃編制所需的輸入數據,并通過以數學模型和混合智能優(yōu)化算法為核心 的求解器獲得優(yōu)化的爐次批量計劃,進而將計劃結果反饋給鋼區(qū)管理計算機并下發(fā)執(zhí)行。
本發(fā)明的煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法的實現步驟包括(一)數據采集;(二) 模型構造;(三)優(yōu)化求解;(四)結果評價;(五)人機交互;(六)下發(fā)執(zhí)行。 (一)數據采集
數據采集為爐次批量計劃的自動編制提供基本的輸入和依據,主要包括以下三類數據。
1) 計劃生產產品數據
該類數據的獲取由兩種途徑實現,第一種是從鋼鐵企業(yè)的計算機分級控制系統上下載,第 二種是基于本發(fā)明系統提供的原始數據管理界面進行手工輸入。該類數據包括的具體信息如 下材料號,合同號,出鋼記號,板坯重量,板坯厚度,板坯寬度,板坯長度,軋制寬度, 軋制厚度,硬度組代碼,板坯去向,熱鋼巻去向,材料組別,流向代碼,精煉路徑代碼,燙 輥材標記,交貨日期,集批代碼,廠內交貨日期,按周交貨標志,合同拖期標記,出口標記, 合同性質代碼。
2) 生產工藝約束數據
該類數據的獲取是通過對具體鋼鐵企業(yè)現行煉鋼一連鑄生產工藝的分析,通過本發(fā)明系統 提供的靜態(tài)表維護界面進行手工輸入,包括以下三小類板坯寬展側壓、出鋼記號以優(yōu)充次、 無委托板坯規(guī)格,調寬規(guī)則。其中板坯寬展側壓的具體信息包括硬度組上限、硬度組下限、 厚度上限、厚度下限、寬度上限、寬度下限、寬展量上限、寬展量下限、側壓量上限、側壓 量下限。出鋼記號以優(yōu)充次的具體信息包括優(yōu)出鋼記號、次出鋼記號、以優(yōu)充次順序碼。 無委托板坯規(guī)格信息包括出鋼記號、板坯寬度上限、板坯寬度下限。調寬規(guī)則的具體信息 包括從寬到窄幅度,從寬到窄次數,從窄到寬幅度,從窄到寬次數。3)生產管理需求數據該類數據的獲取是由具體鋼鐵企業(yè)的計劃人員對企業(yè)當前各個機組的生產、維修、庫存和 物料需求情況進行分析,通過本發(fā)明系統提供的流向需求設定界面進行手工輸入,具體信息 包括流向碼、目標量、目標量上限、目標量下限。 (二)模型構造爐次批量計劃問題屬于一類特殊的組合問題,需解決的是在滿足生產工藝約束和管理要 求的條件下,將客戶合同需求的待生產板坯進行優(yōu)化組合,形成煉鋼一連鑄生產的最小批量 單位一爐次,從而達到優(yōu)化生產的目的。通過數據采集步驟獲取爐次批量計劃編制需求的基 本輸入,采用模型構造步驟來建立問題的數學模型,用以描述問題的特征,并且為優(yōu)化求解 提供必要的依據。本發(fā)明構造的爐次批量計劃問題的數學模型描述如下<formula>formula see original document page 10</formula>其中,決策變量-a) u決定生產一個與板坯i的鋼級寬度相對應的爐次時,取值為l,否則為0。b) 將板坯y合并到板坯/所在爐次進行批量生產時,取值為i,否則為o。c) K :板坯z'對應的爐次中剩余鋼水量(用以生產沒有合同的庫存板坯,稱為無委托板坯)。 模型參數及目標函數a) 仏板坯/對應的爐次中單位重量無委托板坯引起的庫存費用。當合并到一個爐次中進行組織生產的合同板坯總重量小于-個轉爐的冶煉容量時,剩余 的鋼水仍然需要在連鑄機上產出板坯,只是這些板坯產出后暫時沒有和客戶合同掛鉤,稱為 無委托板坯。無委托板坯需要存儲到板坯庫,用以和將來的客戶合同進行匹配,但存儲無委 托板坯將帶來相應的庫存費用。模型目標函數(1)的第一項2>義就是由無委托板坯帶來的總懲罰費用。b) 、板坯/的優(yōu)先級系數,詳細定義如下鋼鐵企業(yè)的產品特征表現為多品種、小批量,并且客戶對交貨期的要求越來越嚴格。為解決客戶需求同鋼鐵企業(yè)組織生產模式之間的矛盾問題,將準時制思想引入,提出板坯優(yōu)先 級評價方法。板坯的優(yōu)先級由以下4個指標確定工序計劃日期(廠內煉鋼工序交貨期)和交貨期類別(按周交貨、按月交貨),標示為p,, p,—t關系如圖2所示;出口合同標志,標示為&。(3)具有集批標志的板坯,并且處于時間窗口內的有固定的獎勵值、處于時間窗口之外的無獎勵,標示為/v具有拖期標志的板坯,標示為/74。根據以上四個評價指標,板坯優(yōu)先級可以表示為~= Z v^凡,其中^為各指標的權重。由于煉鋼一連鑄組織生產的復雜性,對于一些板坯可以暫時放棄安排生產,但是將導致客戶滿意度的降低。因此, 一個合理的計劃安排需要盡量提高客戶的滿意度。模型目標函數(1)的第二項ZJ]^(1-;c》就是放棄生產某些板坯帶來的優(yōu)先級總懲罰費用。c) 將板坯/合并到板坯i對應的爐次生產時,由于鋼級屬性差異導致的煉鋼附加費用,詳細定義如下「 板坯/, y不屬于同一鋼級序列。一00 板坯Z', /屬于同一鋼級序列,板坯/的鋼級要求高。s 板坯/, y屬于同一鋼級序列,板坯/的鋼級要求低,以優(yōu)充次。^ 板坯"y的鋼級相同。上述定義中,&,和&7分別為板坯/, _/的鋼級指標,F,為權重,以優(yōu)充次屬于煉鋼一連鑄生產管理中的一個策略,主要解決鋼種需求量小的客戶合同組織生產問題。例如,當某個合 同需求的板坯量為15噸,轉爐的冶煉容量為為300噸,而此時又不存其他合同板坯和該合同板 坯的鋼級相同,那么就存在以下三個選擇i)為該合同安排生產一爐鋼水,余下的275噸鋼水 用于生產無委托板坯;ii)暫時放棄該合同,不安排生產;iii)將該合同合并到其他鋼級要求較 高的爐次中進行生產(以優(yōu)充次)。其中,第一個選擇將增加庫存費用;第二個選擇將降低客 戶滿意度;第三個選擇(以優(yōu)充次)是能被客戶所接受,因為交付產品的鋼級質量要優(yōu)于其需 求的鋼級質量,但這樣一來將導致利潤的降低。因此,需要在上述三個選擇中做出一個折衷, 而目標函數(l)中包含的三項則分別對應這三個選擇帶來的費用,其中,模型目標函數(l)的第三項H;^ 就是由以優(yōu)充次帶來的總懲罰費用。4, ^, ^分別對應于三個不同目標項 的權重。d) ^為合同板坯)的重量,T為一轉爐鋼水的冶煉容量。約束條件式(2)表示每一塊合同板坯最多能被合并到一個爐次中進行冶煉生產;式(3)表示僅當決定生產一個與板坯/的鋼級寬度相對應的爐次時,其他板坯/才可以合并到該爐次中進 行生產。式(4)表示合并到一個爐次內的合同板坯量不能超過轉爐的冶煉容量,當不足時,剩 余鋼水用以生產無委托板坯。
除了上述(2M3)三個與問題描述相關的約束外,還存在與連鑄機自身運行相關的工藝約 束,主要描述如下
<formula>formula see original document page 12</formula>(5)
<formula>formula see original document page 12</formula>(6)
<formula>formula see original document page 12</formula>(7)
<formula>formula see original document page 12</formula>(8)
<formula>formula see original document page 12</formula> (9)
其中,《為合同板坯7的軋制寬度,^/為合同板±丕乂的允許的最大測壓量,o"為連鑄機運
行過程中允許的調寬幅度,ir"(zr'-)為連鑄機的最大(小)工藝設定寬度。合同板坯y在連鑄
工序中允許的澆鑄寬度組則為wr ,《m+CT,…,"「(c/,)為板坯/的最大(最小)
允許澆鑄寬度,分別由式(5)和(6)計算獲得。式(7)和(8)分別計算合并到同一個爐次內的所有 合同板坯的最小允許澆鑄寬度的最大值M^n和最大允許澆鑄寬度的最小值w,皿,式中B為一
個足夠大的正數。式(9)限制了合并到同一爐次的合同板坯在連鑄機上連續(xù)澆鑄時調寬幅度的 可行性。
此外,還存在與生產管理需求相關的約束,主要包括煉鋼車間的總產能、關鍵工序一RH
精煉的產能、熱軋機組對燙輥材量的需求以及熱軋下游工序各機組的物料需求。
<formula>formula see original document page 12</formula> (10)
<formula>formula see original document page 12</formula>(11)<formula>formula see original document page 12</formula> (12)
<formula>formula see original document page 12</formula>(13)
其中,F為熱軋下游工序各機組的集合,稱為流向,丄^和C/^分別為煉鋼車間在一個工 作曰內總產能的下限和上限,^//和f/m分別為煉鋼車間內關鍵工序一RH精煉在一個工作曰內總產能的上限和下限,丄^和V^分別為熱軋機組對燙輥材需求量的下限和上限,Z/和t/y分別 為熱軋下游工序各機組物料需求量的下限和上限。W為標識合同板坯/對應的爐次是否經RH
精煉工序的二元常量,《f"為標識合同板坯/是否為燙輥材的二元常量,gf標識合同板坯/是否
經下游機組/的二元常量。 (三)優(yōu)化求解
通過分析所構造數學模型的特征,本發(fā)明提出一類基于近似動態(tài)規(guī)劃和局域搜索相混合的 智能優(yōu)化算法,用于求解爐次批量計劃問題,以快速自動編制出切實可行且優(yōu)化生產過程的爐 次批量計劃。本發(fā)明的優(yōu)化求解的基本流程如圖3所示,詳細步驟如下
1) 按照板坯的鋼級將所有的板坯N分成多個板坯子集Np N2,,…,Ns。
2) 對于每個子集N"K《S)內的板坯,采用一個基于近似動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化算法將它們組 合到不同的爐次內。己經被組合的板坯,將它們從子集Ns中刪除,并將相應的爐次保存到一 個解池中;未被組合的剩余板坯仍保留在子集Ns內。
3) 針對解池中爐次內的板坯和各子集內的剩余板坯,采用基于插入(insertion)和交換 (exchange)移動的局域搜索策略對解進行改進。局域搜索的目標為目標函數(l)中的第一項 2L^義和第一項Z2^(1 —5)以及約束條件(式12 —13)的不滿足導致的罰函數(式14)。此
處的插入和交換鄰域僅針對具有相同鋼級的板坯(Cy二O)進行。<formula>formula see original document page 13</formula>4) 如果所有的子集都為空集,轉步驟IO),否則,轉歩驟4)。 檢査煉鋼車間的總產能和RH精煉的產能的上下限約束是否滿足,即檢查式(10-11)是
否成立,如果成立,轉步驟7);否則,轉步驟6)。
6) 在滿足以優(yōu)充次的條件下(即c-oo),將多個非空板坯子集合并形成新的板坯子集,對 合并后的板坯子集,采用類似步驟2)的操作獲得多個新的候選爐次,針對候選爐次和解池內 的爐次,采用基于插入(insertion)和交換(exchange)移動的局域搜索策略對約束罰函數(式15)進 行改進。該步驟重復迭代至罰函數(式15)不可繼續(xù)改進。<formula>formula see original document page 13</formula>7) 在不違背產能約束的前提下,即保證不等式(10—11)成立,采用類似步驟6)的操作, 對罰函數(式14)進行改進。8) 檢査不等式(10—11)是否成立,如果成立,轉步驟IO),否則,轉步驟9)。
9) 針對解池中爐次內的每板坯和所有未選擇的板坯,采用基于插入(insertion)和交換 (exchange)移動的局域搜索策略對解進行改進,局域搜索的目標為目標函數(1)和罰函數(式14) 之和。此處的插入和交換鄰域針對所有滿足c^oo的板坯進行。
10) 停止。
如步驟2)中所述的基于近似動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化算法包括以下詳細子步驟
2.1) 對于具有相同鋼級的板坯子集M內的板坯,按照c/;""1, ^"ax和A非降序排列。
2.2) 根據歩驟2.1)中的序列構建有向圖f = (U),如圖4所示,其中頂點子集為
w=^U{0},弧集為j={(/,y)|/,j'ew' 2^,+,g^:r,肌《,+1{《賴}—mint,+,wr^cj〉。
弧的權重為%= min(^,(r-Z二+^),^ZLiW。
2.3) 在有向圖g上尋找從頂點0到達頂點"s的最短路徑,可采用基于遞歸公式為 ,=min(,^"乂 +,}的動態(tài)規(guī)劃獲得。
2.4) 基于有向圖S所得到的最短路徑轉化為多個爐次。令(O,力,72, ..., A,",)為最短路
徑,包含/j+1條弧,對于任意一條弧a,力+1),如果w仏,/i^.」r-Z=+igj,則將從第力+1
塊到第力+1塊板坯組合到一個爐次,當它們的總重量不足爐次重量時,用無委托板坯填充;否 則,放棄選擇第到第力+1的所有板坯。
如步驟4)中所述的基于交換(exchange)移動的局域搜索策略包括以下詳細子步驟
4.1) 創(chuàng)建一個新解池,記為當前最好解池,將解池中的內容復制到當前最好解池。
4.2) 按序選取解池中的爐次,按序選取爐次中的板坯,記為Z。
4.3) 選取所有與板坯/鋼級相同但不包含在解池內的板坯子集。
4.4) 如果a^。為空,轉步驟4.7);否則,轉步驟4.5)。
4.5) 按序選擇乂(,)中的板坯,記為》
4.6) 創(chuàng)建一個臨時解池,將解池中的內容復制到臨時解池,將臨時解池中的板坯z'移出并 將板坯y移入,檢査臨時解池的可行性包括式(4-9),如果成立,且由臨時解池計算出的目標 值[式(l)中的第一項+第二項ZZ、(l-x》+罰函數(14)]小于由當前最好解池計算出的目標
值,則將臨時解池的內容復制給當前最好解池。將/從A^。中移除。
4.7) 如果a^、(,)不為空,轉步驟4.5)選取a^(,)中下一個板坯;否則,轉步驟4.2)選取下一個板坯直至解池中的板坯都被選取。
如步驟4)中所述的基于插入(insertion)移動的局域搜索策略和基于交換(exchange)移動的 局域搜索策略類似,區(qū)別在于步驟4.6),插入移動不需移出板坯i。
如步驟6)中所述的基于插入(insertion)和交換(exchange)移動的局域搜索策略和步驟4)中 的局域搜索策略類似,區(qū)別在于目標值的計算和插入和交換的對象,步驟6)針對的是爐次而 不是板坯。
如步驟9)中所述的基于插入(insertion)和交換(exchange)移動的局域搜索策略和步驟4)中 的局域搜索策略類似,區(qū)別在于目標值的計算和插入和交換的對象范圍,步驟4)要求cij:0 而步驟9要求cij^Qo。
(四) 結果評價
通過模型構造和優(yōu)化求解可以獲得以下具體信息包括每個爐次ffl于生產哪些合同板坯, 爐次的出鋼記號、爐次是否需要經RH精煉,合同板坯在連鑄機上的澆鑄寬度,以及爐次是 否有剩余鋼水及其產生的無委托板坯數;通過對這些信息的綜合統計就可獲得更為明確的統 計信息,包括無委托板坯的總重量、以優(yōu)充次板坯的總重量、暫時未考慮計劃加工的合同板 坯的總重量,總爐次數、經RH精煉工序的爐次數、計劃生產燙輥材的暈、計劃生產供應各 下游機組的板坯量。本發(fā)明系統提供一種數據顯示界面,將上述的信息展示給計劃人員,其 目的在于使現場計劃編制人員對本發(fā)明的自動編制方法產生的爐次批量計劃有一個直觀的認 識,進而對計劃編制的效果進行評價。爐次批量計劃問題涉及多目標、復雜約束,并且還存 在一些難以定量模型化描述的性質,因此仍需將計劃編制人員的經驗嵌入自動編制方法中。 而結果評價則是為嵌入計劃編制人員的經驗提供一種支撐模式,當計劃編制人員通過結果評 價的數據顯示界面進行經驗分析后,如果認為自動編制方法獲得的計劃在各項指標方面能夠 滿足當前的生產工藝要求,并且均衡優(yōu)化了各項生產目標,則可以將其下發(fā)執(zhí)行;否則,則 可憑借豐富的經驗進行相應的人機交互調整。人機交互和下發(fā)執(zhí)行的具體實現在下文描述。
(五) 人機交互
本發(fā)明的人機交互提過一種基于數據編輯的界面,實現自動編制方法產生的計劃的修改。 憑借將其豐富的現場經驗,計劃編制人員通過操作該界面來實現計劃的修改,進而優(yōu)化計劃 的編制結果。具體的實現方法如圖5所示,包括以下步驟
1) 選取爐次,顯示該爐次內的板坯具體信息,顯示同鋼級的未選板坯的具體信息。
2) 由計劃編制人員決策是否釋放當前選擇的爐次,如果是,則轉步驟3),否則轉步驟5)。
3) 按計劃編制人員的經驗判斷式(10-13)所述的約束條件是否滿足(注意式10-13的左右項 取值具有一定的柔性,可由計劃編制人員的經驗值確定),如果不滿足,轉步驟4),否則,轉步驟6)。
4) 按序執(zhí)行同鋼級板坯之間的交換操作和以優(yōu)充次板坯之間的交換操作以及無委托板坯 填充操作,同時檢査鑄機工藝約束(式5-9)和轉爐的冶煉容量約束(式4)是否滿足,如果滿足則 執(zhí)行,否則,執(zhí)行插入或刪除板坯操作確保式(4-9)成立。
5) 選取某一同鋼級的未選板坯執(zhí)行組爐過程,其中也需檢查連鑄機丁藝約束(式5-9)和轉 爐的冶煉容量約束(式4)是否滿足,如果滿足則執(zhí)行,否則,執(zhí)行插入或刪除板坯操作確保式(4-9) 成立。
6) 結束。
此外,為充分體現自動編制方法的優(yōu)越性,本發(fā)明還提供了完全基于人工經驗的計劃手 動編制界面,通過該界面可以手動編制出計劃,然后同構結果評價來評定自動編制方法和手 動編制方法在計劃性能上的好壞。本發(fā)明的手動編制界面的具體操作步驟與l-6)類似。
由于爐次批量計劃問題的數學模型涉及多目標,因此,如何確定多目標因素之間的權重 則需要憑借計劃編制人員的經驗。本發(fā)明提供一個模型參數設置模塊,計劃編制人員按照以 往的工作經驗設定各目標之間的權重參數?;诮o定的數學模型參數,進行優(yōu)化求解可獲得 爐次批量計劃,通過結果評價可得知各項指標的統計值。如果計劃編制人員對于當前的爐次 批量計劃不滿意,可以反復調整,以獲得較為合理的數學模型參數。 (六)下發(fā)執(zhí)行
一般情況下,通過模型構造和優(yōu)化求解就可以獲得明確的爐次批量計劃,進一步通過結 果評價和人機交互來實現自動編制方法和人工經驗的結合以對爐次批量計劃的結果進行全局 優(yōu)化。上述方式獲取的爐次批量計劃實質上是以數據的形式存儲于本地計算機系統的數據庫 內,本發(fā)明通過提供的一種數據接口,將爐次批量計劃的數據信息從本地計算機系統傳遞給 鋼區(qū)管理計算機,就可以獲得一個用于指導生產實施的爐次批量計劃,進而可將其下發(fā)給現 場控制計算機執(zhí)行生產。
煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法所采用的系統,包括系統包括工藝靜態(tài)參數設置 模塊,原始數據管理模塊,流向需求設置模塊,模型參數設置模塊,計劃自動編制模塊,版 本結果顯示模塊,計劃結果流向統計模塊,計劃人工調整模塊,計劃手動編制模塊,計劃上 傳模塊,其中工藝靜態(tài)參數設置模塊、原始數據管理模塊和流向需求設置模塊實現數據采集 功能;模型參數設置模塊實現模型構造功能;計劃自動編制模塊實現優(yōu)化求解功能;版本結 果顯示模塊和計劃結果流向統計模塊實現結果評價功能;計劃人工調整模塊,計劃手動編制 模塊實現人機交互功能;計劃上傳模塊實現下發(fā)執(zhí)行功能。系統釆集數據以后進行模型構造, 對構造的模型進行優(yōu)化求解,對于實現的結果進行評價,人工進行調整,調整結束后將計劃下發(fā)執(zhí)行。本發(fā)明的優(yōu)點和技術上的進步-本發(fā)明提供一套切實可行的煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法,確保煉鋼一連鑄生 產過程的有效控制和合理實施。本發(fā)明方法內嵌入的數學模型學科定量的描述了問題特征, 充分考慮了計劃編制需要考慮的各項因素,包括轉爐冶煉的工藝約束、連鑄機的生產工藝約 束、生產能力約束、以及下游工序的機組需求約束,并且將減少庫存積壓、保證準時交貨以 及降低生產成本體現為優(yōu)化目標。針對數學模型的特征,本發(fā)明提出了一種基于動態(tài)規(guī)劃和 局域搜索的混合智能優(yōu)化算法進行求解,在算法的設計中充分考慮了優(yōu)化目標的主次,能夠 自動獲用于指導生產的爐次批量計劃。采用木發(fā)明數學模型和混合智能優(yōu)化算法獲取的爐次 批量計劃結果的各項指標優(yōu)于當前現場手動編制模式得出的爐次批量計劃結果的各項指標, 此外使用本發(fā)明自動編制方法進行計劃編制的時間(約5分鐘)要遠遠小于手動編制模式的計 劃編制時間(約2 — 3個小時)。因此,本發(fā)明自動編制方法改善了傳統的手動編制模式的科學 性,提高了計劃編制水平和質量,解決了手動編制模式效率低下問題,為鋼鐵企業(yè)的計算機 集成制造系統的在線爐次批量計劃編制提供了一個有效的科學方法。
圖1為本發(fā)明系統所需的硬件平臺結構圖,圖2為本發(fā)明使用的優(yōu)先級同交貨期的計算關系示意圖,圖3為本發(fā)明的優(yōu)化求解過程的算法流程圖,圖4為本發(fā)明的為實現近似動態(tài)規(guī)劃算法所構建的有向圖,圖5為本發(fā)明系統實現人機交互模式修改批量計劃的流程圖,圖6為本發(fā)明的批量計劃自動編制方法的總體流程圖,圖7為本發(fā)明系統板坯寬展側壓子模塊,圖8為本發(fā)明系統出鋼記號以優(yōu)充次子模塊,圖9為本發(fā)明系統無委托板坯規(guī)格子模塊,圖10為本發(fā)明系統板的原始數據管理模塊,圖11為本發(fā)明系統板的流向需求設置模塊,圖12為本發(fā)明系統板的模型參數設置模塊,圖13為本發(fā)明系統板的計劃自動編制模塊,圖14為本發(fā)明系統板的版本結果顯示模塊,圖15為本發(fā)明系統板的計劃結果流向統計模塊,圖16為本發(fā)明系統板的計劃人工調整模塊,圖17為本發(fā)明系統板的計劃手動編制模塊。
具體實施方式
本發(fā)明的實施例為一個大型鋼鐵企業(yè)的煉鋼廠。該煉鋼廠有2座轉爐、 一個RH精煉爐、 2臺連鑄機,轉爐的日生產能力為65爐左右、RH精煉的日生產能力為30爐左右。轉爐的冶 煉容量為300噸,連鑄機的調寬規(guī)則為正"Y"調寬(即由寬到窄),每次調寬幅度為50mm和 100mm, 一爐次的鋼水在連鑄機上僅允許調寬1次,連鑄機的最大(小)設定寬度為 1450mm(900MM)。連鑄產出的板坯接著送往熱軋車間進行軋制為板巻,板坯按不同的硬度組 其側壓量為[50mm, 250mm]。本發(fā)明的煉鋼一連鑄爐次批量計劃的自動編制方法在該煉鋼廠的具體實施方式
是采用 VC語言開發(fā)的系統,系統包括工藝靜態(tài)參數設置模塊,原始數據管理模塊,流向需求設置模 塊,模型參數設置模塊,計劃S動編制模塊,版本結果顯示模塊,計劃結果流向統計模塊, 計劃人工調整模塊,計劃手動編制模塊,計劃上傳模塊。其中工藝靜態(tài)參數設置模塊,原始 數據管理模塊,流向需求設置模塊實現數據采集功能;模型參數設置模塊實現模型構造功能; 計劃自動編制模塊實現優(yōu)化求解功能;版本結果顯示模塊和計劃結果流向統計模塊實現結果 評價功能;計劃人工調整模塊,計劃手動編制模塊實現人機交互功能;計劃上傳模塊實現下 發(fā)執(zhí)行功能。采用本發(fā)明的系統實現計劃自動編制的總體流程如圖6所示,具體步驟包括(1) 通過如圖7-9所示的工藝靜態(tài)參數設置模塊分別輸入與生產工藝約束相關的數據信 息,包括板坯寬展側壓、出鋼記號以優(yōu)充次、無委托板坯規(guī)格,這些數據信息存儲到本地數 據庫為模型構造中需要考慮的工藝約束提供依據;(2) 通過如圖10所示的原始數據管理模塊從鋼區(qū)管理計算機系統上下載合同板坯的詳細 數據信息,下載過程的實現是通過FTP接口,由鋼區(qū)管理計算機系統將合同數據按照協議的 格式輸出為文本文件存儲在FTP服務器上,本發(fā)明的系統讀取文件并存儲到本地數據庫;(3) 通過如圖ll所示的流向需求設置模塊設定批次計劃的需求信息,包括總爐次數的目標 值及上下限,RH精煉爐次數的目標值及上下限,燙輥材的目標值及上下限,各機組流向的目 標值及上下限,這些數據信息是通過計劃編制人員對各個工序的物流平衡分析,描述出的對 自動編制方法獲得計劃在各項指標上的一個期望,同樣這些數據信息存儲到本地數據庫為為 模型構造提供依據;(4) 通過如圖12所示的模型參數設置模塊設定模型的目標權重參數4=0.3, 4=0.3, & =0.4,同時基于一個后臺程序從本地數據庫中提出由步驟(1M3)存儲的數據,以獲得數學模 型中相關參數的取值,從而構建具體實施例的數學模型。在本實施例中轉爐冶煉容量丁=300噸,連鑄機的最小調寬幅度C7二50,合同板坯數!N—1394,與單塊板坯相關的參數、, 《,《,《fw,《re, ^取值如圖10中的表格數據所示,^的取值由圖8中的表格數據通過 的定義式轉換獲得,《,的取值如圖9中的表格數據所示,^,,4,,,^ ,^ ,^ ,;。^,^的 取值如圖ll中的表格數據所示。(5) 基于步驟(4)中所存儲的模型信息,通過計劃自動編制模塊來獲得一個版本的計劃。 計劃自動編制模塊的界面如圖13所示,點擊啟動算法按鈕后,將通過計算機的后臺程序 自動編制一個爐次批量計劃,其中后臺程序就是將如說明書中所描述的優(yōu)化求解步驟具體實 現。(6) 通過如圖14-15所示的版本結果顯示模塊,計劃結果流向統計模塊來對由步驟(4)和(5) 自動編制出的批量計劃結果進行査看、分析和評價,其中圖14顯示的為板坯到爐次的具體組 批情況,圖15顯示相關指標的統計情況。(7) 針對由步驟(4)和(5)自動編制出的批量計劃,可以通過如圖16所示的計劃人工調整模 塊,按照本說明書所述的人機交互步驟進行調整修改。通常情況下不需進行計劃人工調整, 因為基于步驟(4)和(5)的自動編制方法通常已經實現了批量計劃的優(yōu)化編制,但在必要時,計 劃人工調整模塊為本發(fā)明的系統提供一種柔性。例如,在計劃自動編制后,有緊急合同的到 達,且必須將其編制到當前的計劃,那么就可通過人工調整模塊來快速簡單的實現。計劃手 動編制模塊(圖17)實質上也是為本發(fā)明的系統提供另外一種柔性。如當出現特殊情況時,計 劃自動編制模塊發(fā)生故障,那么還可以通過計劃手動編制模塊來編制批量計劃而不影響生產 順暢實施。此外,由于爐次批量計劃問題涉及多目標,復雜約束,存在一個各優(yōu)化指標的均 衡問題,那么就可通過步驟(l)-(4)調整相關參數,重新執(zhí)行步驟(5)獲得一個新的版本批量計 劃。(8) 選定一個版本的批量計劃,將其上傳到鋼區(qū)管理計算機系統,上傳過程的實現是通過 FTP接口,由本發(fā)明的系統將批量計劃數據按照協議的格式輸出為文本文件存儲在FTP服務器 上,鋼區(qū)管理計算機系統讀取文件,進而將計劃下發(fā)到下位生產實時控制計算機執(zhí)行。本發(fā)明的煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制系統在運行期間,能夠快速自動的編制爐次 批量計劃,并且降低了生產成本和提高了客戶滿意度,響應鋼鐵企業(yè)精益運營的要求,成為 一個具有極高實用價值的煉鋼一連鑄工序的優(yōu)化計劃方法。
權利要求
1. 一種煉鋼-連鑄爐次批量計劃自動編制方法,其特征在于依賴于鋼鐵企業(yè)的計算機分級控制系統硬件平臺,包括以下步驟(1)數據采集,包括以下三類數據1)計劃生產產品數據該類數據包括的具體信息如下材料號,合同號,出鋼記號,板坯重量,板坯厚度,板坯寬度,板坯長度,軋制寬度,軋制厚度,硬度組代碼,板坯去向,熱鋼卷去向,材料組別,流向代碼,精煉路徑代碼,燙輥材標記,交貨日期,集批代碼,廠內交貨日期,按周交貨標志,合同拖期標記,出口標記,合同性質代碼;2)生產工藝約束數據包括以下小類板坯寬展側壓、出鋼記號以優(yōu)充次、無委托板坯規(guī)格、調寬規(guī)則,其中板坯寬展側壓的具體信息包括硬度組上限、硬度組下限、厚度上限、厚度下限、寬度上限、寬度下限、寬展量上限、寬展量下限、側壓量上限、側壓量下限;出鋼記號以優(yōu)充次的具體信息包括優(yōu)出鋼記號、次出鋼記號、以優(yōu)充次順序碼;無委托板坯規(guī)格信息包括出鋼記號、板坯寬度上限、板坯寬度下限;調寬規(guī)則的具體信息包括從寬到窄幅度,從寬到窄次數,從窄到寬幅度,從窄到寬次數;3)生產管理需求數據包括流向碼、目標量、目標量上限、目標量下限;(2)模型構造在滿足生產工藝約束和管理要求的條件下,以提高生產效率,降低生產成本,保證準時交貨,減少庫存積壓為目標,采用運籌學手段,構造爐次批量計劃問題的數學模型,數學模型描述如下<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><msub> <mrow><mi>min</mi><mi>λ</mi> </mrow> <mn>1</mn></msub><munder> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi> </mrow></munder><msub> <mi>q</mi> <mi>i</mi></msub><msub> <mi>Y</mi> <mi>i</mi></msub><mo>+</mo><msub> <mi>λ</mi> <mn>2</mn></msub><munder> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi> </mrow></munder><munder> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi> </mrow></munder><msub> <mi>h</mi> <mi>j</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub><mi>x</mi><mi>ij</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub> <mi>λ</mi> <mn>3</mn></msub><munder> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi> </mrow></munder><munder> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>j</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi> </mrow></munder><msub> <mi>c</mi> <mi>ij</mi></msub><msub> <mi>x</mi> <mi>ij</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="S2008100116591C00011.gif" wi="152" he="8" top= "205" left = "32" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/-->s.t.<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><munder> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi> </mrow></munder><msub> <mi>x</mi> <mi>ij</mi></msub><mo>≤</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>j</mi><mo>∈</mo><mi>N</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0002" file="S2008100116591C00012.gif" wi="139" he="7" top= "222" left = "46" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/-->xij≤xiii,j∈N (3)
2、按照權利要求1所述的一種煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法,其特征在于所述的 步驟(3)中所述的優(yōu)化求解,步驟如下1) 按照板坯的鋼級將所有的板坯N分成多個板坯子集Ni, N2,, ..., Ns;2) 對于每個子集Ns內的板坯,1S《S,采用一個基于近似動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化算法將它們組 合到不同的爐次內,已經被組合的板坯,將它們從子集Ns中刪除,并將相應的爐次保存到一 個解池中;未被組合的剩余板坯仍保留在子集Ns內;3) 針對解池中爐次內的板坯和各子集內的剩余板坯,采用基于插入和交換移動的局域搜 索策略對解進行改進,局域搜索的目標為罰函數,即式(M),此處的插入和交換鄰域僅針對 具有相同鋼級的板坯,即^=0進行;Z[謹(丄/ H^g,々,0) + max(S2^gA -C/,,0)] (14)4) 如果所有的子集都為空集,轉步驟IO),否則,轉步驟4);5) 檢査煉鋼車間的總產能和RH精煉的產能的上下限約束是否滿足,即檢查式(10-11)是否成立,如果成立,轉步驟7);否則,轉步驟6);6) 在滿足以優(yōu)充次的條件下,即c-oo,將多個非空板坯子集合并形成新的板坯子集,對 合并后的板坯子集,采用類似步驟2)的操作獲得多個新的候選爐次,針對候選爐次和解池內的爐次,采用基于插入和交換移動的局域搜索策略對約束罰函數式(15)進行改進, max(Z 、, — , 0) + max(i^ -兄&, 0) +/eW 諸max(Z《朋x,,—"冊,0) + max(丄肪—Z仏冊^ ,0) (15).7) 在不違背產能約束的前提下,即保證不等式(10—11)成立,采用類似步驟6)的操作, 對罰函數式(15)進行改進;.8) 檢查不等式(10—11)是否成立,如果成立,轉步驟IO),否則,轉步驟9);.9) 針對解池中爐次內的每板坯和所有未選擇的板坯,采用基于插入和交換移動的局域搜 索策略對解進行改進,局域搜索的目標為目標函數(1)和罰函數式(14)之和,此處的插入和交換鄰域針對所有滿足C^OO的板坯進行;.10) 停止;其中步驟2)中所述的基于近似動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)化算法包括以下子步驟.2.1) 對于具有相同鋼級的板坯子集^內的板坯,按照df1,《皿和A非降序排列;.2.2) 根據步驟2.1)中的序列構建有向圖《=(^",^),其中頂點子集為^-NsU(0),弧 集為^={(丄,j)l i, Je5V", i<j, Z:='+ig^r, max",+,Wn-minU《腿^",弧的權重為.2.3) 在有向圖^上尋找從頂點0到達頂點ns的最短路徑,可采用基于遞歸公式為 ,=min(,+ n}的動態(tài)規(guī)劃獲得;.2.4) 基于有向圖S所得到的最短路徑轉化為多個爐次,令(O, jl, j2, ;, jh, ns)為最短路徑,包含h+1條弧,對于任意一條弧(ji, ji+l),如果w"+口^^'"-Zw'+i&),則將從第ji+l塊到第ji+l塊板坯組合到一個爐次,當它們的總重量不足爐次重量時,用無委托板坯填充;否則,放棄選擇第ji+l到第ji+l的所有板坯;如步驟4)中所述的基于交換移動的局域搜索策略包括以下詳細子步驟.4.1) 創(chuàng)建一個新解池,記為當前最好解池,將解池中的內容復制到當前最好解池;.4.2) 按序選取解池中的爐次,按序選取爐次中的板坯,記為z';.4.3) 選取所有與板坯/鋼級相同但不包含在解池內的板坯子集iV,;.4.4) 如果iV^為空,轉步驟4.7);否則,轉步驟4.5);.4.5) 按序選擇iV刷中的板坯,記為力.4.6) 創(chuàng)建一個臨時解池,將解池中的內容復制到臨時解池,將臨時解池中的板坯f移 出并將板坯y移入,檢查臨時解池的可行性包括式(4-9),如果成立,且由臨時解池計算出的 目標值式(l)中的第一項+第二項ZZ、.(l-^)+罰函數(14)]小于由當前最好解池計算出的目諸標值,則將臨時解池的內容復制給當前最好解池,將y'從A^(,)中移除;4.7) 如果A^(,)不為空,轉步驟4.5)選取A^(,)中下一個板坯;否則,轉步驟4.2)選取下 一個板坯直至解池中的板坯都被選??;如步驟4)中所述的基于插入移動的局域搜索策略和基于交換移動的局域搜索策略類似, 區(qū)別在于步驟4.6),插入移動不需移出板坯z';如步驟6)中所述的基于插入和交換移動的局域搜索策略和步驟4)中的局域搜索策略類 似,區(qū)別在于目標值的計算和插入和交換的對象,步驟6)針對的是爐次而不是板坯;如步驟9)中所述的基于插入和交換移動的局域搜索策略和步驟4)中的局域搜索策略類 似,區(qū)別在于目標值的計算和插入和交換的對象范圍,步驟4)要求"=0而步驟9)要求^#00。
3、 一種如權利要求1所述的煉鋼一連鑄爐次批量計劃自動編制方法所依賴的鋼鐵企業(yè)的計 算機分級控制系統硬件平臺,其特征在于包括鋼區(qū)生產管理計算機、生產實時控制計算 機、煉鋼過程控制計算機、精煉過程控制計算機、連鑄過程控制計算機、以及基礎自動 化級的DCS/PLC,所述的鋼區(qū)生產管理計算機制定中短期的生產計劃,并下發(fā)給生產實 時控制計算機;生產實時控制計算機接收鋼區(qū)生產管理計算機的命令,進行實時在線調 度和決策支持,同時接收煉鋼過程控制計算機、精煉過程控制計算機和連鑄過程控制計 算機的反饋信息對生產物流及設備運行狀態(tài)進行跟蹤;煉鋼過程控制計算機、精煉過程 控制計算機和連鑄過程控制計算機分別通過與鋼區(qū)生產管理計算機和生產實時控制計算 機的接口,制定過程控制模型,向基礎自動化級的DCS/PLC下達生產指令,并且在線采 集質量數據;基礎自動化級的DCS/PLC實現生產過程的速度、位置、流量控制和生產順 序控制,并檢測現場狀態(tài)。
4、 一種如權利要求1所述的煉鋼—連鑄爐次批量計劃自動編制方法所采用的系統,其特征 在于包括工藝靜態(tài)參數設置模塊,原始數據管理模塊,流向需求設置模塊,模型參數設 置模塊,計劃自動編制模塊,版本結果顯示模塊,計劃結果流向統計模塊,計劃人工調 整模塊,計劃手動編制模塊,計劃上傳模塊,其中工藝靜態(tài)參數設置模塊、原始數據管 理模塊和流向需求設置模塊實現數據采集功能;模型參數設置模塊實現模型構造功能; 計劃自動編制模塊實現優(yōu)化求解功能;版本結果顯示模塊和計劃結果流向統計模塊實現 結果評價功能;計劃人工調整模塊,計劃手動編制模塊實現人機交互功能;計劃上傳模 塊實現下發(fā)執(zhí)行功能。
全文摘要
一種煉鋼—連鑄爐次批量計劃自動編制方法及系統,屬于信息技術領域,包括以下步驟(一)數據采集;(二)模型構造;(三)優(yōu)化求解;(四)結果評價;(五)人機交互;(六)下發(fā)執(zhí)行。采用本發(fā)明數學模型和優(yōu)化算法得出爐次批量計劃結果的各項指標優(yōu)于當前現場手動編制模式得出的爐次批量計劃結果的各項指標,此外使用本發(fā)明自動編制方法進行計劃編制的時間(約5分鐘)要遠遠小于手動編制模式的計劃編制時間(約2-3個小時)。因此,本發(fā)明自動編制方法改善了傳統的手動編制模式的科學性,提高了計劃編制水平和質量,解決了手動編制模式效率低下問題,為鋼鐵企業(yè)的計算機集成制造系統的在線爐次批量計劃編制提供了一個有效的科學方法。
文檔編號G05B19/418GK101303588SQ200810011659
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權日2008年6月4日
發(fā)明者唐立新, 汪恭書 申請人:東北大學