DHCR一體化生產(chǎn)建模與調度算法研究.pdf

1、隨著能源供應的日益緊張，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)大力推廣的先進生產(chǎn)技術，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，簡稱DHCR）生產(chǎn)方式，能大幅度地減少能耗，降低庫存，提高產(chǎn)品質量，增加設備利用率和鋼鐵產(chǎn)量。DHCR實現(xiàn)了煉鋼、連鑄和熱軋三大工序的連接，這樣一個高度綜合化、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，運行穩(wěn)定可靠，能適應復雜的實際生產(chǎn)環(huán)境，能對突發(fā)事件做出及時有效處理的調度優(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，工序之間沒有板坯庫或保溫坑作為緩沖，熱板坯的澆鑄和入爐（加熱爐）順序基本一致，在工序之間無法對順序作調整，中間庫存（WIP）幾乎為零。上述工藝要求使得DHCR生產(chǎn)調度系統(tǒng)必須同時考慮煉鋼-連鑄和熱軋調度需求，一體化調度成為必須；DHCR一體化調度問題同時受煉鋼-連

3、鑄和熱軋兩方面生產(chǎn)條件及工藝約束的限制，優(yōu)化目標必須兼顧、權衡兩者的要求，問題具有相當?shù)碾y度。 本論文對DHCR一體化調度問題作了如下幾方面的研究： 1.研究了DHCR一體化調度問題的調度需求，包括各子問題的調度需求，子問題之間的耦合需求。針對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)品之間的對應關系，描述了DHCR生產(chǎn)過程中的物流和信息流。 2.研究了DHCR一體化調度的流程并對調度問題建立了模

4、型。文中引入了“虛擬板坯”及“Cast Family”概念，建立了一個短期靜態(tài)調度流程，并著重研究了流程中的煉鋼-連鑄-熱軋一體化調度優(yōu)化模塊的建模問題。文中使用了板坯復制機制對此調度優(yōu)化模塊建立了帶約束的VRP（車輛路由問題）模型。 3.研究了蟻群優(yōu)化方法（ACO）在DHCR一體化調度中的應用。結合DHCR一體化調度問題，設計了基于ACO的混合優(yōu)化算法，用以求解煉鋼-連鑄-熱軋一體化調度優(yōu)化模型?；趦煞N應用廣泛的蟻群系統(tǒng)A