DHCR一體化生產(chǎn)建模與調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著能源供應(yīng)的日益緊張，作為能源密集型工業(yè)中的典型，鋼鐵工業(yè)面臨著巨大的壓力。連鑄-連軋是鋼鐵企業(yè)大力推廣的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，在連鑄-連軋生產(chǎn)中特別是連鑄坯直接熱裝軋制（Direct Hot Charge Rolling，簡(jiǎn)稱DHCR）生產(chǎn)方式，能大幅度地減少能耗，降低庫(kù)存，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加設(shè)備利用率和鋼鐵產(chǎn)量。DHCR實(shí)現(xiàn)了煉鋼、連鑄和熱軋三大工序的連接，這樣一個(gè)高度綜合化、集成化、連續(xù)化的生產(chǎn)系統(tǒng)，給一體化生產(chǎn)排程提出了新的要求。需要

2、優(yōu)化性能好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能適應(yīng)復(fù)雜的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，能對(duì)突發(fā)事件做出及時(shí)有效處理的調(diào)度優(yōu)化軟件系統(tǒng)的支持。 然而由于DHCR生產(chǎn)模式緊密耦合了煉鋼-連鑄和熱軋兩道工序，工序之間沒(méi)有板坯庫(kù)或保溫坑作為緩沖，熱板坯的澆鑄和入爐（加熱爐）順序基本一致，在工序之間無(wú)法對(duì)順序作調(diào)整，中間庫(kù)存（WIP）幾乎為零。上述工藝要求使得DHCR生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)必須同時(shí)考慮煉鋼-連鑄和熱軋調(diào)度需求，一體化調(diào)度成為必須；DHCR一體化調(diào)度問(wèn)題同時(shí)受煉鋼-連

3、鑄和熱軋兩方面生產(chǎn)條件及工藝約束的限制，優(yōu)化目標(biāo)必須兼顧、權(quán)衡兩者的要求，問(wèn)題具有相當(dāng)?shù)碾y度。 本論文對(duì)DHCR一體化調(diào)度問(wèn)題作了如下幾方面的研究： 1.研究了DHCR一體化調(diào)度問(wèn)題的調(diào)度需求，包括各子問(wèn)題的調(diào)度需求，子問(wèn)題之間的耦合需求。針對(duì)DHCR生產(chǎn)模式，以一體化生產(chǎn)線為模型，分析了各工序產(chǎn)品之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，描述了DHCR生產(chǎn)過(guò)程中的物流和信息流。 2.研究了DHCR一體化調(diào)度的流程并對(duì)調(diào)度問(wèn)題建立了模

4、型。文中引入了“虛擬板坯”及“Cast Family”概念，建立了一個(gè)短期靜態(tài)調(diào)度流程，并著重研究了流程中的煉鋼-連鑄-熱軋一體化調(diào)度優(yōu)化模塊的建模問(wèn)題。文中使用了板坯復(fù)制機(jī)制對(duì)此調(diào)度優(yōu)化模塊建立了帶約束的VRP（車輛路由問(wèn)題）模型。 3.研究了蟻群優(yōu)化方法（ACO）在DHCR一體化調(diào)度中的應(yīng)用。結(jié)合DHCR一體化調(diào)度問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于ACO的混合優(yōu)化算法，用以求解煉鋼-連鑄-熱軋一體化調(diào)度優(yōu)化模型?；趦煞N應(yīng)用廣泛的蟻群系統(tǒng)A