炼钢—连铸—热轧一体化生产调度研究及应用

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1、大连理工大学博士学位论文摘要本文综述了钢铁企业CIMS中MES的重要作用和钢铁行业生产调度研究的现状以及一体化生产调度的特点，在此基础上，基于国家“863计划”重点课题，结合我国钢铁企业生产实际情况，针对钢铁企业炼钢一连铸一热轧一体化生产调度中存在的若干问题，进行了下列研究。提出了一体化生产计划体系下的热轧批量计划编制问题的数学模型及其算法。模型以热轧生产实际要求的单元计划平均轧制长度和热装比作为优化目标，将生产实际中的时间和温度要求作为约束条件。根据实际生产中优先考虑单元计划平均轧制长度的情况，构造了用于热轧批量计划编制的两阶段

2、变邻域搜索算法，首先以单元计划平均轧制长度作为优化目标，然后以热装比作为优化目标求解。建立了一体化生产计划体系下的炼钢一连铸生产计划编制问题的数学模型，并根据炼钢和连铸工序衔接紧密的特点，提出了一种统一求解炼钢—连铸生产计划的方法，使得炼钢炉次计划编制和连铸浇次计划编制交互进行而不是分别孤立求解，达到两种计划同时优化的效果。首先根据炼钢计划编制的多目标优化模型求出炼钢炉次计划的候选解集，然后以此作为输入条件，根据连铸浇次计划编制的数学模型求出连铸浇次计划，最后再由浇次计划确定炉次计划的生产顺序。求解炼钢一连铸生产计划编制问题的过程

3、中使用了多目标模拟退火算法和变邻域搜索算法．对于处于连铸和热轧两道工序之问的重要热工设备——步进式连续加热炉的生产调度问题进行了研究，建立了以最小化板坯达到轧制温度后在加热炉中停留的总时间作为优化目标的数学模型，以在保证满足热轧机生产需求的前提下尽量降低加热炉运行的能量消耗。同时构造了用于求解加热炉调度问题的遗传局部搜索算法．提出基于准时制的动态调度思想并据此建立了炼钢一连铸生产动态调度的数学模型．为了最大限度减少动态调度对于生产全流程的影响，基于准时制的动态调度以减少动态调度方案与原调度方案的时间偏差作为优化目标。求解算法采用了

4、一种基于种群进化的进化迭代局部搜索算法。所建立的生产调度数学模型和相应的算法均经过生产实际数据验证，并在此基础上开发了炼钢一连铸一热轧一体化生产调度仿真系统，系统运行表明可以提高钢铁企业生产管理水平，达到了节能、降耗和增效的目的。关键词：钢铁企业生产调度；一体化调度；动态调度；局部搜索：Metaheuristic算法炼钢—连铸—热轧一体化生产调度研究及应用ResearchandApplicationofIntegratedSchedulingofSteelmaking··ContinuousCasting—·HotRollingA

5、bstractIIltiffsdissertation,theimportanceoftheMESintheCIMSofIron&SteelemerpfiseandthemainroleofproductionschedulingintheMESarereviewed．Thesateofartofthesteelmakingproductionschedulingisalsoreviewedandthecharactersofintegratedproductionschedulingarearlalyzed．Theresearc

6、hofthisdissertationissupportedbyNationalHigh-Tech．R&DProgram．SomeproblemsexistedinsteclmakingproductionintegratedschedulingarestudiedandsolvedbyconsideringtheactualproductionprocessinIron&Steelenterprises．Thisdissertationhasmainlycarriedonthefollowingresearch．Amathema

7、ticalmodelandanalgorithmforhotrollinglotplanninginintegratedproductionschedulingsystemareproposed．Themodelisproposedwitllthealmsofpromotingaveragerollinglengthofrollingturnandincreasinghotchargerate，andthetimecolLs：traIntandtemperatureconstraintinindustrialpracticesar

8、econsidered．Accordingtothefactthattheaveragerollinglengthofrollingturnisconsidered船moreimportantthanhotchargerate，atwo-stage