面向钢铁制造流程的合同计划组合优化

从钢厂整体流程的层次上研究了合同计划优化问题.首先在分析某钢厂生产流程特点的基础上讨论了铁钢界面、精炼设备和铸轧界面的生产组织,研究了铁水供求节奏的协调.提出了表征铁钢界面铁水供求节奏协调程度的δ因子,并讨论了δ不同取值范围与铁水包备包和等待数目的关系.之后,建立了面向钢铁制造流程的合同计划优化数学模型,并采用禁忌搜索算法对模型进行求解.最后,从钢厂中随机选取3组不同规模的实际生产合同,并对其进行合同计划优化仿真实验.实验结果表明,所建立的合同计划优化模型和求解算法能够较好地解决面向钢铁制造流程的合同计划优化问题.     

炼钢连铸热轧一体化批量计划编制模型及实现

为解决钢铁企业生产计划一体化编制时能保证生产物流在各工序间的协调有序和高效运行,通过分析炼钢连铸热轧带钢各阶段的生产目标和工艺约束、物流变化及衔接关系,建立基于多目标优化的一体化批量计划数学模型。按照热轧带钢生产合同的要求,将一体化批量计划编制问题分解为热轧带钢的轧制单元计划、炼钢连铸的组炉和组浇计划。各计划之间既有独立又存在耦合,先编制完成轧制单元计划与组炉计划,然后再将轧制单元计划与组炉计划共同作用于组浇计划,运用基于改进协同进化的遗传算法设计模型求解策略。以某钢铁企业的带钢生产计划编制数据为例进行模型的仿真运行,测试结果表明了模型的可行性,为钢铁企业的一体化批量计划编制提供了一种有效手段。     

面向ISPKN钢铁流程生产计划与调度系统研究

针对钢铁流程的特点,研究了钢铁产品线组合计划、产品综合生产计划、连续流程生产计划以及混合流程生产计划和钢铁流程知识网框架,基于遗传算法对上述的生产计划与调度进行了仿真研究,计算结果表明所建立的模型具有较好的针对性,效果较好.     

炼油厂气分装置生产计划与工艺条件的集成优化

为在操作指标受到限制且要满足产品质量要求时,也可保证得到可执行的生产计划,建立了生产计划与工艺条件的集成优化模型。在该模型中,加入工艺条件约束,利用生产计划优化软件与流程模拟软件结合求解。在求解非线性优化模型时,使用了逐次反馈修正装置收率限制的迭代方法。加入了判断生产计划是否可行以及求解不可行物流的收率限制。对某炼油厂气体分离装置生产计划与工艺条件进行集成优化。结果表明,该模型可以得到最优的可行生产计划,有实用价值。     

炼油厂气分装置生产计划与工艺条件的集成优化

为在操作指标受到限制且要满足产品质量要求时,也可保证得到可执行的生产计划,建立了生产计划与工艺条件的集成优化模型。在该模型中,加入工艺条件约束,利用生产计划优化软件与流程模拟软件结合求解。在求解非线性优化模型时,使用了逐次反馈修正装置收率限制的迭代方法。加入了判断生产计划是否可行以及求解不可行物流的收率限制。对某炼油厂气体分离装置生产计划与工艺条件进行集成优化。结果表明,该模型可以得到最优的可行生产计划,有实用价值。     

冶铸轧一体化生产合同计划优化问题研究

将炼钢—连铸—热轧—精整一体化生产过程,抽象为炼钢与热轧两大加工阶段,以板坯热装比最大、交货提前/拖期率和组炉余材率最小为优化目标,综合考虑炼钢与热轧的产能,以及钢种、板坯和成品规格等约束条件,建立生产合同计划数学优化模型,并采用双层染色体遗传算法进行求解.在合同计划层次上,解决了一体化生产过程中,连铸与热轧工序之间在钢种和规格上的匹配问题.获得的合同计划,是冶铸轧一体化生产的批量计划和静态调度优化问题的合理的生产定单池.仿真实例证明了模型的合理性与算法的有效性.     

基于增广Lagrangian算法的供应链生产计划协调优化

为解决具有分布特点的多厂供应链生产计划的协调问题,提出了一种基于增广L agrang ian松弛算法的内部价格协调优化策略。利用增广L agrang ian松弛算法将工厂之间的耦合约束松弛,从而把整个供应链计划问题分解为多个可利用本地信息求解的单厂计划子问题。为获取问题可行解与加快算法的收敛速度,又分别提出了一种前溯式可行化算法与一种模糊次梯度算法。通过协调中心对产品内部价格的迭代更新,实现了整个供应链生产计划的协调优化。仿真结果表明,该策略能够较好地协调多厂供应链计划,效果明显优于已有的协调方法。     

基于交替迭代遗传算法的多级车间生产计划与调度的集成优化

为了提高多级生产系统的运作效率,研究了一类多周期的多级车间生产计划与调度的集成优化问题,该生产系统由一级混批Job-shop车间和一级混流装配车间串联而成.首先建立了该类集成优化问题的混合整数规划模型,该模型从上下游生产车间的需求关系出发,综合考虑上下游车间的物料平衡、设备负荷以及开工位置等约束条件,同时满足优化上下游生产线的费用目标.然后提出了一种交替式混合遗传协调优化算法求解该集成优化问题,其主要思想是给定计划用一种混合遗传算法求调度,反过来给定已求调度用另一种混合遗传算法求取新计划,如此不断交替使用2种混合遗传算法实现计划与调度的同时优化.仿真结果证明了该方法的可行性和有效性.     

面向精益生产的造船生产计划流程与优化模型

针对目前造船行业"精益生产模式"研究中缺少可量化的计划优化模型和工具的问题,通过对"精益生产模式"与先进的"现代造船模式"基本特征的分析和比较,归纳出精益生产模式下的造船计划与生产控制的特征。在此基础上,建立了一种符合精益生产原则的造船生产计划管理流程模型,以及面向精益生产原则的计划优化模型,并针对该计划优化模型给出了求解思路。研究结果为造船企业在精益生产模式下进行计划优化提供了一种精确的可量化方法。     

面向订单的钢铁企业生产管理一体化系统

在对钢铁企业信息化体系结构及生产管理模式等进行理论研究的基础上,基于高级计划排程的思想,提出了面向订单的钢铁企业一体化计划与调度系统的体系结构模型.针对一体化生产管理中的库存匹配问题,建立了热轧带钢库存匹配模型;针对一体化生产管理中的能力匹配问题,建立了考虑钢铁生产加工工序约束和设备能力约束的能力计划模型.同时从订单排产和作业计划的角度研究了钢铁生产各主要环节的生产计划方法和调度策略,及其整体上的相互关联.     

典型钢铁企业物能消耗与烟粉尘排放分析

以典型钢铁生产企业为研究对象,基于企业实际生产数据,采用物质流分析法(MFA),构建物质代谢模型.建立了能源、资源利用和污染物排放分析指标,定量描述了钢铁企业的资源能源消耗及烟粉尘排放情况.结果表明:企业层面,高炉-转炉长流程吨钢总资源消耗量为208.6 t,燃料能消耗量占能源消耗总量的93.9%,吨钢烟粉尘排放量为648.08 g,烧结和炼铁工序贡献最大,分别占总排放量的45%和36%.电炉短流程总资源消耗量为1.31 t,电能消耗量占能源消耗总量的96.7%,吨钢烟粉尘排放量67 g.工序层面,烧结、炼焦和炼铁三个主排放工序的排放量分别为222.50 g/t烧结矿、118.20 g/t焦、245.27 g/t铁.据此,提出企业节能减排和产业结构调整的方向性建议,以减少环境压力,实现钢铁企业的可持续发展.     

网络联盟企业中制造单元生产信息管理

敏捷制造将成为制造业在21世纪采用的主要模式,网络联盟是实现敏捷制造的基本组织方式。本文对网络联盟企业的概念、总体构思及主要支撑技术进行了简要介绍,指出信息管理是网络联盟企业中一项非常重要的工作;而制造单元是网络联盟企业的基本组织管理单位和制造过程的执行单位,是网络联盟企业物流与信息流的交汇点,所以,制造单元的生产信息管理是整个网络联盟企业信息管理工作的重要内容。本文还就制造单元生产信息管理的内容及技术进行了论述,指出单元生产调度是制造单元生产信息管理的重要内容,对网络联盟企业中制造单元的生产调度和制造单元的运行进行了重点介绍。     

典型流程区段炼铁炼钢界面的比较优势研究

运用系统科学还原论和整体论的研究方法,从时间、温度、流量、生产组织、铁水预处理效果、能耗、环境污染等方面分析了六种典型流程区段炼铁炼钢界面技术特点.可以看出六种不同流程区段炼铁炼钢界面各自的比较优势,铁水预处理"三脱"只适合大高炉-大转炉流程区段,其中含转炉脱磷技术的流程更具有优势.指出取消混铁炉、采用铁水包功能多样化和"一包到底"是高炉-转炉界面发展的方向.     

钢坯热轧加热炉区生产调度模型与算法

钢坯热轧加热炉区生产调度属于组合优化中的NP-complete问题.本文根据加热炉区生产特点建立了分别以生产能耗最小化和加热质量最优化为主次目标的钢坯加热炉区调度数学模型,将其归结为布尔可满足性问题,构造了采用二进制编码方式的遗传禁忌搜索算法进行求解.基于实际生产数据的模拟优化结果表明,该模型和求解方法充分满足了现场加热炉区生产调度的需求,在满足生产工艺约束的前提下,缩短了生产时间,提高了钢坯入炉温度和加热质量,与传统人工调度方法的结果相比具有更好的节能、高产效果.     

基于粗糙集的转炉炼钢知识发现模型

针对转炉炼钢知识发现的特点,采用粗糙集理论进行分析,应用数据清洗、标准化及离散等方式对转炉炼钢生产数据进行预处理,以炼钢生产的主要影响因素作为知识发现的条件属性,以转炉冶炼终点控制目标作为知识发现的决策属性,建立了基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型,实现转炉炼钢生产知识的自动发现、获取和规则提取。以转炉冶炼终点钢水温度的变化规律做为知识发现的决策属性,采用210 t转炉炼钢实际生产数据进行模型的应用测试,结果表明提取出的铁水硅含量、铁矿石质量、氧气消耗量等影响因素对转炉冶炼钢水终点温度存在重要影响,且模型提取出的转炉炼钢终点钢水温度知识规则与现行转炉炼钢现场的变化规律一致,证明基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型的有效性。     

基于浇次计划的钢包周转数量计算模型

为实现炼钢生产的组织优化,提出合理的钢包周转数量计算模型,以Q炼钢厂钢包为研究对象,解析钢包周转过程和时间,采用甘特图方法模拟出单浇次和多浇次生产的钢包周转甘特图,针对浇次计划与钢包周转数量的关系进行研究,提出浇次重合时间不同下的钢包周转数量计算模型,并利用仿真方法验证了模型的准确性。研究表明：调整浇次开浇时间可优化钢包周转数量1~2个,对炼钢厂生产组织优化有重要指导意义。     

Coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon interstitial-free steel in a smelting process

Low residual-free-oxygen before final de-oxidation was beneficial to improving the cleanness of ultra-low-carbon steel. For ul-tra-low-carbon steel production, the coordinated control of carbon and oxygen is a precondition for achieving low residual oxygen during the Ruhrstahl Heraeus (RH) decarburization process. In this work, we studied the coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon steel during the basic oxygen furnace (BOF) endpoint and RH process using data statistics, multiple linear regressions, and thermodynamics computations. The results showed that the aluminum yield decreased linearly with increasing residual oxygen in liquid steel. When the mass ratio of free oxygen and carbon ([O]/[C]) in liquid steel before RH decarburization was maintained between 1.5 and 2.0 and the carbon range was from 0.030wt%to 0.040wt%, the residual oxygen after RH natural decarburization was low and easily controlled. To satisfy the re-quirement for RH decarburization, the carbon and free oxygen at the BOF endpoint should be controlled to be between 297 × 10?6 and 400 × 10?6 and between 574 × 10?6 and 775 × 10?6, respectively, with a temperature of 1695 to 1715°C and a furnace campaign of 1000 to 5000 heats.     

Novel concept of recycling sludge and dust to BOF converter through dispersedin-situ phase induced by composite ball explosive reaction

Recycling of iron and steelmaking dusts is a key issue in environmental protection efforts and to ensure efficient utilization. In this investigation, we developed a novel recovery process that uses a dispersedin-situ phase induced by an explosive reaction of composite balls of iron and steelmaking dusts. We designed and prepared composite balls for this function using a laboratory model batch-type balling disc (at 12 r/min) and optimized the feeding modes in 180-t and 260-t basic oxygen furnace (BOF) converters. The results indicate that feeding composite balls into BOF converters is an effective novel technology for recovering iron and steelmaking dusts. The period after hot metal charging and prior to the oxygen-blowing process is the most reasonable time to feed composite balls. Composite ball treatment is not appro-priate for steel production with sulfur requirements lower than 80 ppm. The maximum composite ball feeding amount is 40 kg/t and the iron yield rate is better than 95%. Compared with the conventional recycling process of sludge and dust, this novel technology is more convenient and efficient, saving up to 309 RMB per ton of steel. Further investigation of this novel recycling technology is merited.