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.     

炼钢—连铸—热轧一体化生产调度管理的研究

基于一体化管理思想,在已编制的炼钢-连铸生产调度模型及轧制批量计划的基础上,建立了炼钢-连铸-热轧一体化生产调度模型。本文结合我国钢铁企业的具体情况,对炼钢—连铸—热轧一体化管理的生产工艺、技术条件、炼钢—热轧两工程之间协调技术、生产管理系统以及国外的情况进行阐述。     

基于“炉机对应”原则的炼钢—连铸调度模型

针对某特殊钢厂炼钢—连铸生产调度问题,首先,构建以炉机匹配度、连浇炉数以及过程等待时间等为主要评价指标的多目标优化调度数学模型.进而,对工艺流程结构以及炼钢、精炼和连铸三个工序的运行时间进行解析,分析合理的产品结构范围及不同产品结构下的生产组织模式.根据炼钢厂运行的"炉机对应"原则,运用柔性工序缓冲调节策略,协调优化炼钢、连铸工序间的生产节奏,求解不同生产模式下的调度方案.最后,通过仿真计算与实际生产状况的综合分析,验证了调度模型和求解策略的有效性和优越性.     

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.     

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...     

一种考虑能源约束的炼钢-连铸调度优化方法

针对碳达峰、碳中和背景下炼钢-连铸生产调度须要重点考虑的能源约束问题,结合钢铁生产能量流和物质流耦合的特点,在设定工序能源负载约束的基础上,建立了同时追求最大完工时间和总等待时间最小化的多目标生产调度优化模型．然后运用适应度分层进化和先知种群策略改进非支配排序多目标遗传进化算法(NSGA-Ⅱ),基于实际炼钢-连铸生产调度实例的数值计算结果表明：所提多目标优化调度模型能够在能源约束下完成生产调度优化,先验知识和分层进化策略较显著地提升了算法NSGA-Ⅱ的性能．     

基于单元特定事件的多缓冲炼钢连铸生产调度建模

针对炼钢-连铸生产实际,提出多缓冲炼钢-连铸生产调度问题。考虑缓冲、分配、排序、时间、连铸等实际约束,建立基于单元特定事件的连续时间混合整型线性规划模型,实际案例验证了该模型的有效性。     

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-连铸过程生产计划与调度问题综合优化研究

生产计划与调度是炼钢厂生产管理与控制的重要环节。对特殊钢厂炼钢-连铸过程的生产计划与调度问题进行述评,对国内外其研究现状进行分析,并指出了其生产计划与调度结构的发展趋势。结果表明,合理的生产计划与调度方案,是特殊钢厂实现高品质、高效生产的重要途径,亦可对其全过程进行高效协调与管理,从而降低能耗和冶炼成本。     

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.     

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“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。     

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。     

钢厂炼钢-连铸生产调度及重计划方法

为解决炼钢-连铸生产调度中扰动情况下的重计划编制问题,提出一种按扰动时的作业计划是否已开始执行进行作业计划的分类,并分别采用正向时间并行顺推算法与反向基于遗传算法和时间并行倒推的混合优化算法进行炉次计划的重计划。利用某钢厂8 h的实际生产作业计划数据进行的验证结果表明:该方法能快速得到高质量的可执行炼钢-连铸生产重计划与调度方案。     

炼钢连铸调度系统优化策略

随着钢铁市场环境的不断变化,其竞争也日益激烈,对企业而言,如何提升其生产效率,在确保交货时限的基础上对其生产节奏进行优化是目前钢铁企业亟待解决的重要的问题。而对于钢铁企业来说,炼钢连铸是其生产过程中的重要环节,所以怎样提升炼钢连铸工艺的生产效率是现阶段钢铁企业面临的重大课题。基于此,本文浅谈了炼钢连铸调度系统优化策略,以期可以为相关行业起到借鉴和学习作用。     

面向炼钢厂多机多任务天车调度的仿真方法

天车调度对于炼钢厂车间中各生产工位间物流的衔接、顺行以及整个企业生产节奏的调控具有重要意义,且同时受到时间、空间约束以及生产计划等的限制,是典型的多机多任务约束问题。为此,建立了一种时空约束下基于规则演化的仿真模型,以优先保证炼钢-连铸生产作业任务的完成为目标,合理安排多任务在车间作业跨中多台天车上的分配,并考虑多任务之间的时间约束和多台天车之间的空间约束问题,设计基于任务分配规则、冲突处理规则、任务结束规则的仿真模型运行规则用于控制天车执行任务的运行过程。该方法可避免对调度问题进行理论求解的困难,通过对某炼钢厂炼钢-连铸生产作业计划的离线模拟测试表明:能够避免天车运行过程中的时间空间冲突,以获得合理的天车运行调度方案,为生产调度提供指导。     

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。     

基于拉格朗日下界求解的炼钢-连铸生产调度方法

为提高炼钢-连铸生产效率,以加权总完工时间、作业等待惩罚总和最小化为目标,基于时间索引建立数学规划模型。在证明原问题、松弛问题、对偶问题三者最优解关系基础上,将机器容量约束松弛到目标函数中,运用次梯度算法求原问题下界,得到各炉次的开始时间序列。为消除松弛解中的有向环,采用融入启发式规则的列表调度,按照机器可用性优先原则,将炉次均衡地指派到各个加工机器上。利用GAMS/Cplex软件对18个调度算例进行测试运算,结果表明以较少的计算代价可以得到令人满意的近优解,因此本文提出的基于拉格朗日下界求解的方法对炼钢-连铸生产调度问题是可行的和有效的。