鋼廠連鑄車間天車調(diào)度建模及優(yōu)化方法研究.pdf

1、對于制造企業(yè)，生產(chǎn)調(diào)度作為CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的重要組成部分，是生產(chǎn)運行控制和生產(chǎn)管理的關(guān)鍵。生產(chǎn)調(diào)度對于優(yōu)化資源配置，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益，提高企業(yè)競爭力具有重要的意義。天車調(diào)度是生產(chǎn)調(diào)度的重要部分，對于生產(chǎn)調(diào)度方案順利實施、生產(chǎn)工序工位間的物流銜接、生產(chǎn)過程的安全穩(wěn)定運行有著舉足輕重的作用。不同于一般制造車間的天車調(diào)度問題，鋼廠連鑄車間天車調(diào)度問題常常因多

2、機多任務(wù)的特點、時空約束條件的限制以及空間沖突的存在而使其求解更為困難。本研究旨在探索一種解決鋼廠連鑄車間天車調(diào)度問題的有效方法，同時也為一般制造車間天車調(diào)度提供借鑒。
　　研究工作以鋼廠連鑄車間為對象，通過分析天車調(diào)度系統(tǒng)要素構(gòu)成，建立天車調(diào)度模型，提出仿真－遺傳算法混合優(yōu)化方法來求解模型。最后依據(jù)鋼廠連鑄跨的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，編制出可行且優(yōu)化的天車調(diào)度方案。
　　論文的主要工作和所得結(jié)論如下：
　?、黉搹S連鑄車間天車調(diào)度系

3、統(tǒng)由吊運任務(wù)、天車、工位等要素構(gòu)成，獲得可行的天車調(diào)度方案的基本思路和原則為：按吊運任務(wù)與天車的相對位置關(guān)系確定各天車與任務(wù)的匹配度，并將其作為選擇天車的依據(jù)；按天車狀態(tài)更新規(guī)則描述天車運行過程；按任務(wù)種類與預(yù)計起止時間先后確定吊運任務(wù)的優(yōu)先級，將確定的任務(wù)優(yōu)先級作為天車運行過程中利用天車被動移動進行沖突消解的依據(jù)。
　?、诳紤]重鋼包、空鋼包以及輔助吊運任務(wù)，以所有吊運任務(wù)等待被運輸時間最短、總運輸時間最短、天車之間負載時間差異最

4、小為優(yōu)化目標，按車間內(nèi)多臺天車執(zhí)行吊運任務(wù)的時間空間約束、天車運行安全約束條件滿足等為約束方程，建立了天車調(diào)度模型。為求解天車調(diào)度模型，設(shè)計了仿真—遺傳算法混合優(yōu)化方法：以天車序列作為染色體編碼，通過多次仿真生成多個天車調(diào)度方案，包含天車序列以及天車運行過程。多個天車序列構(gòu)成了初始種群經(jīng)過遺傳算法進化為新種群，新種群再通過仿真運行產(chǎn)生相應(yīng)的天車調(diào)度方案，如此經(jīng)過多次迭代生成可行且優(yōu)化的天車調(diào)度方案。
　?、垡耘输撎徕C煉鋼廠的板坯連

5、鑄車間為對象，以該垮的4小時吊運任務(wù)為輸入數(shù)據(jù)，分別利用仿真模型和仿真－遺傳算法混合優(yōu)化方法進行求解，比較二者生成的天車調(diào)度方案，結(jié)果表明混合優(yōu)化方法可得到更優(yōu)的解。進一步，分別設(shè)計了制定天車調(diào)度方案前預(yù)知有輔助任務(wù)發(fā)生和實施已制定好的天車調(diào)度方案過程中臨時突發(fā)輔助任務(wù)的兩種類型實驗，通過混合優(yōu)化方法進行求解得到了2種天車調(diào)度方案，結(jié)果表明：混合優(yōu)化方法可以用于處理突發(fā)任務(wù)的情況。最后設(shè)計了禁忌搜索法進行比較，分別以5組不同規(guī)模的任務(wù)量