鋼鐵企業(yè)板坯設(shè)計(jì)與爐次計(jì)劃的算法與實(shí)現(xiàn).pdf

1、生產(chǎn)排程問(wèn)題是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理中最重要的問(wèn)題之一，而板坯設(shè)計(jì)和爐次計(jì)劃是煉鋼-連鑄階段的生產(chǎn)排程中最為重要的環(huán)節(jié)。隨著近年來(lái)鋼鐵工業(yè)的全球化進(jìn)程不斷加快，鋼鐵企業(yè)面臨的客戶需求也越來(lái)越多樣化，呈現(xiàn)出多品種、小批量的特點(diǎn)，這與大規(guī)模批量生產(chǎn)方式之間出現(xiàn)了無(wú)法避免的沖突，合同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變給鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)排程帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為減少這種生產(chǎn)矛盾給企業(yè)帶來(lái)的不利影響，必須進(jìn)行生產(chǎn)管理方式的優(yōu)化，以更高效地進(jìn)行合同板坯匹配和設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)柔性制造的需求

2、。本文主要以鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)為背景，對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)排程中板坯設(shè)計(jì)和爐次計(jì)劃問(wèn)題開(kāi)展了深入的研究。
　　鋼鐵企業(yè)板坯設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題，涉及到匹配和裝箱兩個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。本文利用背包思想分析工程問(wèn)題，建立了求解組合優(yōu)化問(wèn)題的多目標(biāo)優(yōu)化模型。模型在滿足生產(chǎn)工藝約束和組合布局的規(guī)則下，以最小化余材生成量、最大化板坯設(shè)計(jì)和合同完成量為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行合同和板坯匹配設(shè)計(jì)。采用聚類思想緩解優(yōu)化模型求解中的組合爆炸問(wèn)題，以組合優(yōu)化問(wèn)題中的背包思想為解決思路，將

3、虛擬板坯看做背包，板坯設(shè)計(jì)過(guò)程看做是背包的裝包優(yōu)化，并詳細(xì)介紹了算法的求解思路和具體實(shí)現(xiàn)的流程和步驟，并分析了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用效果。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析可知，算法能有效的提高板坯設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，有顯著的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　煉鋼-連鑄階段生產(chǎn)排程中的爐次計(jì)劃問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是基于合同板坯和煉鋼爐的多背包問(wèn)題，屬于組合優(yōu)化中的NP完備問(wèn)題。在煉鋼-連鑄生產(chǎn)中，以板坯設(shè)計(jì)的結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)合同訂單的尺寸規(guī)格和鋼種要求等組爐約束條件，把

4、多個(gè)訂單的合同形成的虛擬板坯分類組合通過(guò)爐次批量生產(chǎn)，并根據(jù)不同斷面澆鑄出多種類型的板坯，直接影響煉鋼和軋鋼過(guò)程的生產(chǎn)。本文針對(duì)某大型鋼鐵企業(yè)爐次計(jì)劃中碰到的具體問(wèn)題建模，設(shè)計(jì)了一種基于啟發(fā)式規(guī)則的改進(jìn)人工魚(yú)群算法，應(yīng)用于煉鋼組爐問(wèn)題中，可明顯降低組爐計(jì)劃余材量，具有一定的可行性和優(yōu)越性。開(kāi)發(fā)了針對(duì)工程應(yīng)用的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化組板和組爐，提升板材生產(chǎn)制造過(guò)程數(shù)字化管控水平；研究的生產(chǎn)排程動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)，推動(dòng)了生產(chǎn)排程和生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化