鋼鐵企業(yè)板坯設(shè)計與爐次計劃的算法與實現(xiàn).pdf

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

2、。本文主要以鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)為背景，對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)排程中板坯設(shè)計和爐次計劃問題開展了深入的研究。
　　鋼鐵企業(yè)板坯設(shè)計優(yōu)化問題，涉及到匹配和裝箱兩個優(yōu)化問題。本文利用背包思想分析工程問題，建立了求解組合優(yōu)化問題的多目標優(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)計和合同完成量為優(yōu)化目標，進行合同和板坯匹配設(shè)計。采用聚類思想緩解優(yōu)化模型求解中的組合爆炸問題，以組合優(yōu)化問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)計過程看做是背包的裝包優(yōu)化，并詳細介紹了算法的求解思路和具體實現(xiàn)的流程和步驟，并分析了系統(tǒng)的實現(xiàn)和應用效果。通過現(xiàn)場實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析可知，算法能有效的提高板坯設(shè)計的效率和質(zhì)量，有顯著的實際應用價值。
　　煉鋼-連鑄階段生產(chǎn)排程中的爐次計劃問題，其實質(zhì)是基于合同板坯和煉鋼爐的多背包問題，屬于組合優(yōu)化中的NP完備問題。在煉鋼-連鑄生產(chǎn)中，以板坯設(shè)計的結(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、多個訂單的合同形成的虛擬板坯分類組合通過爐次批量生產(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程的生產(chǎn)。本文針對某大型鋼鐵企業(yè)爐次計劃中碰到的具體問題建模，設(shè)計了一種基于啟發(fā)式規(guī)則的改進人工魚群算法，應用于煉鋼組爐問題中，可明顯降低組爐計劃余材量，具有一定的可行性和優(yōu)越性。開發(fā)了針對工程應用的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)智能優(yōu)化組板和組爐，提升板材生產(chǎn)制造過程數(shù)字化管控水平；研究的生產(chǎn)排程動態(tài)調(diào)整技術(shù)，推動了生產(chǎn)排程和生產(chǎn)過程的數(shù)字化