基于“炉-机匹配”的炼钢-连铸过程多工序运行仿真

为探究"炉-机匹配"模式对炼钢-连铸过程多工序运行的影响,以国内某无精炼跨中型炼钢厂为研究对象,首先,采用Plant Simulation软件构建考虑天车运行约束的炼钢-连铸过程多工序运行仿真模型,并阐述天车作业冲突的消解策略;其次,针对不同连铸机停机的"四炉对三机"生产组织模式,归纳4类"炉-机匹配"模式,并应用基于"炉-机匹配"模式(改进的和未改进的)启发式算法求解不同连铸机停机的4个实际生产计划的调度方案;最后,运用仿真模型对所得调度方案进行仿真,得到天车运行约束下的调度方案,并与实际人工调度方案进行对比。选取生产计划总作业时间、钢包总周转数量、工序间传搁时间以及浇次开浇时间最大偏离量作为调度方案的评价指标,并提出评价指标优劣的综合判定方法。研究结果表明:相比于未优化的调度方案和实际调度方案,基于"炉-机匹配"模式优化的调度方案中生产计划加权总作业时间分别减少13.6 min和4.5 min,炉次从转炉工序到LF精炼工序的加权平均传搁时间分别减少1.3 min和1.2 min,炉次从LF精炼工序到连铸工序的加权平均传搁时间分别减少1.5 min和0.4 min,所有炉次的工序间传搁时间处于合理范围内,此外,4个生产计划的开浇时间最大偏离量也处于可接受范围内,某一生产计划的钢包总周转数减少1个。     

基于JIT的炼钢-连铸生产调度模型研究

在连铸工艺、设备资源等约束条件下,为提高炼钢-连铸生产效率,避免人工调度,炼钢-连铸作业的精准调度已成为钢铁行业迫切的需求.通过对某炼钢厂现场调研,整合流程信息和时间数据,基于JIT提炼出炼钢-连铸生产调度的核心问题--炉机节奏匹配;进一步构建起基于柔性 Jobshop的炼钢-连铸调度系统模型和数学模型以及基于最小松弛时间的调度规则;最后用Lekin仿真调度实例,并将仿真结果与实际生产调度数据进行了分析和比对.实验数据表明了模型的正确性.     

基于产品结构的炼钢连铸区段产能解析

生产能力是衡量钢厂生产运营状况的重要技术经济指标。通过对国内某全连铸转炉特殊钢厂生产过程的解析,确立了不同钢种在炼钢、精炼、连铸3个主体工序的运行时间参数。在此基础上探讨炼钢连铸区段中各工序产能与生产产品结构、炼钢连铸区段的系统产能与工序产能的关系,分析不同产品结构下制约系统产能的瓶颈工序,对此提出提高系统产能的相应改进措施。形成了具有普适性的炼钢连铸区段产能研究方法,为钢厂确定合理的产能和产品结构指标以及充分发挥整个炼钢连铸区段系统的生产能力提供一定指导和理论依据。     

炼钢-连铸区段生产调度与计算机仿真

炼钢-连铸区段的生产调度包括炉次计划、浇次计划的生成和时间、设备的分配,以及针对各种扰动的动态调整. 根据钢种和规格的限制,提出了最优炉次计划模型,并采用禁忌搜索算法进行求解;根据炉次计划和连铸机连浇限制,生成浇次计划;根据炉机匹配和等待时间最小原则,生成静态调度甘特图,并对仿真过程中出现的出钢延迟提出了动态调度的策略和算法. 仿真结果表明,基于模型的动态调度策略能够有效地解决出钢延迟问题.     

应用改进遗传算法求解炼钢连铸生产调度问题

炼钢连铸制造流程是一个复杂的多阶段、多产品生产过程,其生产调度问题可建模为车间调度问题. 提出一个改进遗传算法求解炼钢连铸生产调度问题. 改进包括三个方面:基于排序的适应度分配、基于排序的工件过滤交叉算子和基于指数关系的变异率曲线. 经24个benchmark的比较测试表明,改进遗传算法比传统遗传算法的寻优能力更强. 通过16个生产计划和6个处理工序的炼钢连铸生产调度实例计算结果表明,改进遗传算法是有效的.     

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.     

炼钢-连铸流程的炉机匹配

根据对钢厂炼钢-连铸流程中各工序的功能及相互关系的分析,建立炼钢-连铸流程简化模型,从理论上分析转炉和连铸机主要参数应满足的衔接匹配要求。在中冶连铸公司炼钢厂实际数据的基础上,借助Matlab仿真工具归纳比较不同物流瓶颈下可采取的炉机参数改进方案的利弊与匹配效果,提出进行炉机匹配的一般性改进方法和选择方案。最后,将其应用在中冶连铸公司炼钢厂的实例中,为其制定适应该厂的最佳炉机参数改进方案,在保证生产安全与流畅的前提下实现炉机参数的良好匹配。     

特殊钢厂炼钢-连铸调度模型

针对特殊钢厂的炼钢-连铸调度问题,建立了多目标调度模型.在模型求解过程中,对静态调度策略和动态调度策略进行了探讨.在静态调度部分,结合炼钢厂运行原则,并根据炼钢炉和连铸机作业周期的不同对应关系,对生产模式进行了分类,给出了相应的求解方法.在动态调度部分,给出了基于规则的动态调度策略以及具体的时间调整方法.最后,根据某转炉特殊钢厂的实际生产状况,在三台连铸机同时生产的情形下,对三个浇次的调度计划进行了仿真计算.通过与实际生产数据的比较,表明所采用方法的有效性.     

攀钢炼钢生产物流仿真分析

以攀钢提钒炼钢厂全连铸改造后的生产调度问题为应用背景,研究了炼钢生产物流系统的仿真建模与仿真运行问题;根据攀钢现流程生产物流的输入条件进行了仿真试验.对全连铸后的正常生产以及存在转炉检修的生产条件下进行的仿真试验表明:在正常铁水供应条件下,为保证连浇,3台连铸机不能同时开浇.所采用的炼钢生产物流仿真系统可对攀钢全连铸生产物流进行仿真,并可通过仿真对生产计划进行调整和优化,获得合理的炉机匹配方案.     

待发表文章摘要预报

待发表文章摘要预报炼钢－连铸生产计划与调度结构研究唐立新杨自厚王梦光在分析炼钢－连铸生产工艺及管理基础上，对钢铁ＣＩＭＳ中的炼钢－连铸计划调度问题给出了调度模式和调度程序．硼铁矿综合利用新工艺赵庆杰何长清在实验室条件下，进行了硼铁矿综合利用新工艺的研...     

炼钢─连铸生产的计划与调度结构

分析了炼钢－连铸生产工艺流程的特点，给出了一个炼钢－连铸生产计划与调度编制方法的总体结构，以及编制炼钢－连铸作业计划的基本程序     

炼钢车间多天车动态调度仿真方案

针对炼钢车间多天车动态调度问题，提出了一种滚动调度策略下的仿真调度方案.模型目标函数考虑了最小化天车调度与工序调度在时间节奏上的偏离度，同时考虑了最小化天车工作量及其差异；约束条件在遵守天车避碰约束的同时，考虑了工位容量约束和重调度各种初始条件对天车调度的约束.模型以基于仿真的启发式方法求解.以某炼钢车间双天车调度为实例进行了仿真实验.实验结果表明，该天车调度方案能够维护工序调度稳定，减少和均匀天车工作量.滚动调度策略下，提出的启发式方法所得解的优化性能最高能达到最优解的96.3%.提出的滚动调度策略下的启发式方法相比于现场采用的实时规则调度方法，调度优化性能提高26.4%.     

求解具有时空约束的天车调度问题Memetic算法

天车调度是一个NP难的多机多任务调度问题.针对炼钢-精炼-连铸生产过程中的天车调度问题,考虑时间和空间约束,建立了以钢水等待时间最少为目标的天车调度模型.提出了改进的Memetic算法,设计了采用任务分配规则和冲突处理规则的个体解码方式、PPX交叉算子和局域搜索算子;用该算法对模型进行求解,并与遗传算法进行比较.对某钢厂炼钢-精炼-连铸生产过程的天车调度问题的测试表明:与遗传算法相比,用该算法求解的等待时间最多减少16.67%,并具有很高的稳定性.     

求解具有时空约束的天车调度问题Memetic算法

天车调度是一个NP难的多机多任务调度问题.针对炼钢-精炼-连铸生产过程中的天车调度问题,考虑时间和空间约束,建立了以钢水等待时间最少为目标的天车调度模型.提出了改进的Memetic算法,设计了采用任务分配规则和冲突处理规则的个体解码方式、PPX交叉算子和局域搜索算子;用该算法对模型进行求解,并与遗传算法进行比较.对某钢厂炼钢-精炼-连铸生产过程的天车调度问题的测试表明:与遗传算法相比,用该算法求解的等待时间最多减少1667%,并具有很高的稳定性.     

专用炉模式下加热炉群混装一体化生产

分析了连铸--热轧区段混装一体化生产和加热炉群生产模式,并在此基础上建立了混装一体化生产下加热炉群调度模型.模型在满足加热炉生产工艺的基础上充分考虑了板坯进入加热炉前的等待时间和轧机空闲时间.采用禁忌搜索算法对模型进行了求解.最后,针对大批量少品种和小批量多品种两组板坯对某钢厂1580mm轧线非专用炉模式与专用炉模式分别进行了仿真.仿真结果表明连铸--热轧区段采用专用炉模式生产比传统的非专用炉模式生产能够明显提高加热炉热效率.     

炼钢连铸生产计划调度一体化的仿真优化模型

为解决炼钢-连铸生产计划制定的可执行性与调度过程的时间不确定性影响问题,建立了一种计划调度一体化的仿真优化模型。模型以炼钢生产流程中的物流为对象,将连铸的连浇批量计划完成作为仿真的目标导向,同时考虑了过程的实时信息,并将生产调度原则抽象作为仿真模型的局域演化规则;模型可根据生产目标、过程信息按局域规则进行工位状态更新和物流迁移,从而实现目标导向下的自组织仿真。对于任意设定的时间范围,通过仿真模型的一次连续演化即得到可执行的炼钢连铸炉次计划,即初始调度方案。以某钢厂8h的生产实际数据检验了该仿真优化方法的有效性。     

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。     

炼钢—连铸生产的计划与调度结构

分析了炼钢－连铸生产工艺流程的特点，给出了一个炼钢－－连铸生产计划与调度编制方法的总体结构，以及编制风－连铸作业计划的基本程序。     

数据可视化技术在炼钢-连铸生产调度中的应用

在现代钢铁生产企业中炼钢-连铸已经成为生产的核心工序,在企业管理中其生产调度管理已经成为难点与核心问题。在炼钢-连铸的生产调度中不仅要协调好各个工序之间的生产进度,还要充分考虑和后续工序的衔接问题,所以,要求相应的调度系统一定要具备较高的动态性与实时性。而数据可视化技术的应用有效的解决了上述情况,充分发挥出了编制、监控、调整的作用。     

基于CPN炼钢连铸制造流程的建模与最优调度求解

应用着色Petrl网对复杂的多阶段、多产品生产过程的炼钢连铸制造流程进行建模.该模型具有直观的图形表示、方便分析模型性质和仿真模型性能等优点.重点讨论了建模的两个关键问题:通过不同的运输变迁设置不同的看守函数实现路径选择;通过编制单体工序变迁的输入输出函数实现不同产品的不同处理时间.采用发生图验证了模型的有界性约束,并基于发生图提出一个求解最小makespan的最优调度方法.实例应用表明了该方法的有效性.