基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统

大型钢铁企业炼钢连铸生产工艺复杂、设备众多、生产过程存在随机因素和不确定性因素,因此,充分发挥经验丰富的调度专家在生产过程中的决策作用显得尤为重要.研究了炼钢连铸动态调度策略,在此基础上开发了基于图形化编辑平台的炼钢连铸动态调度仿真系统,综合集成了扰动设定、扰动发生、动态跟踪、扰动识别、人机交互和模型优化功能.利用在线数据,进行了离线仿真.仿真结果表明:该软件提供的图形化编辑集成平台可以实现对计划快速、有效的动态优化调度,同时为深入研究炼钢连铸动态调度方法提供了集成的实验平台.     

面向服务的钢铁生产计划仿真平台

为了从系统的角度验证炼钢、连铸、热轧生产计划编制模型、算法及计划编制流程,基于面向服务的软件结构体系,提出了钢铁生产计划仿真平台的框架,该框架分为计划层、调度层、仿真层、数据接口层、数据服务层、协调层,并给出平台的网络结构。采用O/RMapping技术结合CodeSmith实现数据接口层,Web Service实现计划层、调度层、仿真层功能,Agent实现协作层。以炉次计划模型、连铸计划模型、中间包计划模型为例验证仿真平台的可行性,并为工程化、产品化软件奠定基础。     

磨矿流程优化控制的分布式仿真平台

磨矿工业流程具有多变量、强非线性、大时滞、时变性等综合复杂性及多个生产设备因矿浆而相互关联的复杂性,为进行其优化控制实验,开发了由优化计算机与监控计算机、ControlLogix控制器,虚拟执行与检测设备,以及虚拟磨矿过程对象组成的磨矿流程优化控制分布式半实物仿真平台.虚拟对象的仿真软件是基于磨矿分级过程动态模型,以便于实现动态优化控制.该平台可为研究磨矿流程先进控制技术以及产品粒度、能耗等生产指标的优化控制方法的研究提供便捷、可靠、直观的工程化验证环境.     

基于组件的船舶燃油系统可视化仿真

船舶燃油系统拓扑结构复杂,设备种类繁多。目前相关软件在系统工作流程仿真设计与分析上功能薄弱。针对这一问题,提出了可视化的船舶燃油系统仿真方法。开发过程采用了基于组件的软件开发模式,借鉴了组态软件的思想,将仿真应用分为应用框架、可视化模型组件库、应用系统对象、系统流程算法组件等部分,各部分相对独立,使其更具开放性,通过应用不同的模型及算法组件可以扩展到其他应用领域。     

燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型

采用模块化建模方法开发了燃气-蒸汽联合循环机组热力系统动态仿真模型.根据联合循环机组工作机理和特性,以质量、能量、动量平衡原理为基础,结合相关专业基础知识,论述了燃气顶循环和蒸汽底循环系统中主要设备和过程仿真模块的数学模型及建模思路,与热力系统中其它辅助设备仿真模块相结合,以深圳广前电力有限公司M701型燃气-蒸汽联合循环机组为对象,建立了完整的联合循环机组热力系统机理性实时仿真模型.仿真试验表明所建模型能够正确反映参照机组热力系统的动态特性和全工况运行过程,整体模型运算稳定可靠,不仅可用于机组运行人员的仿真培训,还可为联合循环机组控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型.     

板坯连铸二次冷却过程动态交互式仿真系统

连铸二次冷却过程控制水平的提高对提高连铸坯的质量和产量具有重要作用。为研究二次冷却设定控制算法,把铸流切片的生命周期模型与凝固传热模型相结合,对非线性热物性参数与凝固潜热进行处理,建立了二次冷却过程的动态仿真模型;并以此为基础研制了动态交互式仿真软件系统。系统由虚拟二次冷却对象、控制算法、监控操作、平台管理四个子系统组成;能够对板坯和方坯在非稳态浇铸工况下铸流的凝固过程进行仿真,得出暂态和稳态全过程的铸流内部温度场、凝固坯壳厚度、凝固终点位置、液相穴形状等的变化过程;给出二次冷却过程对输入与扰动信号的动态响应。系统在仿真过程中的人机交互、可移植性方面做了专门设计,为深入研究和优化二次冷却设定控制算法提供了有力的实验平台。仿真模型与仿真软件系统成功应用于某钢企二次冷却与轻压下设定控制系统的研制、测试与在线运行。     

车路集成系统探测车数据采集仿真研究

在解析车路集成系统探测车数据采集过程和基本规则的基础上,提出了基于VISSIM商业仿真系统组件对象模型接口对车路集成系统探测车数据采集进行仿真的方法,并开发了相应的仿真原型系统.该原型系统通过在VISSIM仿真平台上嵌入路边设备和车载设备功能,可以灵活地描述路边设备分布、车载设备瞬时记录触发时刻、车载设备标识码、瞬时记录留存策略等探测车数据采集参数的取值和确定方法,从而可真实地模拟车路集成系统以"车载设备移动检测,车路数据交互"为特点的数据采集过程.     

基于嵌入Petri网的GERTS维修保障流程仿真模型研究

在分析维修保障流程建模与仿真重要性的基础上,分析了GERTS模型和Petri网模型在流程仿真中的应用特点,提出了基于嵌入Petri资源约束网的GERTS仿真模型,并给出了具体的仿真算法。该模型通过在GERTS模型中嵌入Petri资源控制网,解决了GERTS难以对具有较强资源依赖性的过程很好描述的缺陷,可用于复杂流程的仿真建模分析。最后,文章针对某型生产设备的维修保障流程进行了实例分析。     

基于元胞自动机的车间天车调度仿真模型

为了解决NP难问题的车间天车调度问题,基于元胞自动机方法建立了车间天车调度仿真模型.用工位、天车、物料、作业调度规则描述天车调度系统,将工位作为模型网络的固定节点、天车为移动节点、吊运的物料为运动粒子;根据车间生产的特点设定工位、天车和物料的属性,抽象出该模型的自组织演化机制.以攀钢板坯连铸车间天车调度为对象的仿真实验表明:根据微观动力学局域作用机制和自组织演化思想建立的天车调度仿真模型方法是可行的,能有效模拟车间天车运行情况.     

XSLT在仿真数据转换中的应用

XML已经广泛应用于仿真系统开发和执行过程中的数据表示、数据存储、数据交换和数据共享。XSLT是XSL样式表的一个组成部分,用于将XML转换为其它形式的文档,如XML、HTML、文本文档等。使用XSLT实现仿真数据转换,如将想定转换为脚本文件、模型描述文件转换为对象模型模板（OMT）文件和基本对象模型（BOM）描述文件等,可以驱动仿真系统的开发与执行,实现异构仿真系统的互联,提高仿真系统的兼容性,增强仿真系统的可扩展性和可维护性。针对XSLT仿真数据转换的复杂性和XSLT编程语言的局限性,提出了双层映射数据转换方法,并使用XSLT中的命名模板、参数和变量定义、流程控制等方法,设计实现了递归循环算法。     

连铸异型坯凝固过程的三维仿真分析

采用ABAQUS有限元软件,首次建立连铸异型坯凝固三维瞬态有限元传热模型,并利用Fortran语言编写用户子程序施加复杂传热边界条件,根据现有实测工艺参数对连铸异型坯的凝固过程进行三维仿真分析。重点分析异型坯横断面特征点温度的分布规律以及坯壳的增长规律,数值模拟结果与现场试验吻合。为连铸异型坯冷却制度的研究提供更加有效的手段,进而为连铸异型坯三维应力场的研究奠定基础。     

济钢3号连铸过程建模与仿真研究

高效连铸技术得到国内各厂家的高度重视，取得了明显效果。研究各种影响连铸因素交互作用对于提高铸坯质量有着重大的意义。通过开发测试装置。实际测试济钢3号铸机的各种喷咀水流密度。并开发了相应的水流密度合成模块；建立起连铸过程的数学模型；开发了相应的计算机仿真软件；通过射钉实验。对仿真结果进行校验：利用模型优化工艺过程；开发了相应的多元回归模型。用于生产控制．生产实际表明，这种方法是有效的。     

钢包调度仿真软件包的设计与实现

钢包的优化配备对于钢铁生产过程中的节能，降耗起着重要的作用。针对钢包调度过程的复杂性，难于建立精确数学模型的特点，从钢包调度专家经验中提取钢包选配规则，建立钢包优化配备的优先级，基于规则和优先级混合编制策略开发了钢包调度仿真软件包，讨论了其结构和功能。为方便现场调度专家随时监控钢包的行为，开发了可视化钢包动态模拟画面，利用在线数据，进行离线仿真。经某钢厂在线测试结果表明：该软件可以提高钢包计划编制的精度，减少钢包在线调整的次数，充分利用红包以达到了节能、降耗的作用，为进一步在工程上应用奠定一定的基础。     

连续/离散混合型制造系统的生产过程虚拟仿真建模

离散事件仿真建模被广泛应用于制造系统的设计及运行控制,但是很多制造系统兼有离散系统和连续系统的特点。提出一种将离散事件与连续系统结合起来的仿真建模方法,以支持动态展现这类制造系统的生产过程。该方法的主要思想是,主机内部的机构运动主要采用连续系统进行仿真建模,而主机之间的加工顺序则利用离散系统来构建其仿真模型,然后由统一的仿真管理器管理。论文详细描述了虚拟仿真引擎中的仿真时钟推动机制,并用这一方法建立了面向啤酒灌装生产线生产过程的虚拟仿真模型,说明了这一方法的可行性。     

连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢2连铸生产调度模型与算法

针对连铸连轧和冷装热轧并存环境下的炼钢-连铸生产调度问题,建立了基于浇次开浇时间的炉次指派和作业排序模型.在该模型中,通过浇次开浇时间单位提前/拖期成本的惩罚值的控制可以协调炼钢-连铸和热轧生产环节之间的匹配关系.对所建立的模型,提出了基于遗传算法和线性规划的实用算法,并给出了源于实际生产数据的计算实例.     

炼钢连铸生产模式及优化调度模型

当转炉、精炼和连铸设备数量及加工时间发生变化时所形成的不同生产模式下的炼钢连铸生产对于炼钢连铸调度方法有着不同的要求. 详细分析了炼钢厂存在的主要生产模式下实现连续浇铸的充要条件和必要条件,建立了相应的调度模型,并给出了生产模式变化时的生产调度策略. 针对转炉设备正常工作和部分检修情况下的两种生产模式,通过引入生产模式参数η建立了统一的非线性规划模型. 在国内某大型钢厂生产调度过程应用表明:模型能够适应转炉设备正常和发生故障或检修而导致的生产模式变化,能够快速编制出符合要求的优化调度计划, 在缩短生产模式变化时的调度反应时间、提高转炉钢水出钢量、提高调度优化程度均取得了显著成效.     

变形体凝固传热焓式有限元数学模型与过程仿真

建立了变形体凝固传热焓式有限元控制数学模型，并开发了相应的连续铸轧过程数值仿真软件。应用该软件可以对铸轧坯凝固状态进行动态跟踪，得到任意时刻铸轧坯温度场分布，冷凝层厚度与铸轧坯截面位置之间的关系以及表面温度与凝固时间之间的关系，并直观地以图象形式输出，为最佳工艺参数及连续铸轧机设计提供理论依据。     

连铸坯装炉温度在线实时计算模型及其应用

准确掌握连铸坯热装温度对实施连续加热炉的优化加热控制具有十分重要的意义。根据某公司现场的实际生产情况,利用已建立的“连铸坯凝固过程传热数学模型”开发了“铸坯装炉温度在线实时计算模型”,并将其成功地应用在某公司连续加热炉计算机控制中,与传统的经验模型相比所开发的数学模型具有计算速度快、计算精度高等特点,为实施炉内铸坯温度的在线跟踪提供了准确的初始条件。