冷轧薄板生产计划与调度系统的研究与应用

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1、大连理工大学博士学位论文冷轧薄板生产计划与调度系统的研究与应用姓名：覃一宁申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：王伟20061201大连理工大学博士学位论文摘要冷轧薄板企业是钢铁行业中生产最终型产品的企业，具有投资大、产品附加值高，市场竞争激烈等特点。冷轧薄板生产的工艺流程复杂程度远高于普钢生产过程，产品规格多、批量小，对合同交货期要求严格。因此，开发冷轧薄板工业的生产计划和调度系统在有效利用企业产能、提高产品质量、保证合同交货期等方面都具有重要意义。本文以国家“863计划”重点课题为依托，针对

2、冷轧薄板工业的生产计划和调度问题进行了系统深入的研究。本文主要研究工作如下：研究了流程工业的生产计划与调度系统的软件建模和开发方法，提出面向对象分析建模，设计出具有通用性的流程工业生产计划与调度系统的对象类集合。通过变换对象类属性，对对象类进行了数据抽象和封装，并以流程工业中冷轧薄板企业的生产计划和调度系统开发为例说明了该方法的具体应用，实践表明利用该方法建立的对象类与现实生产具有高度吻合性，可大大提高软件系统的建模和开发效率，保证系统的稳定性和维护的可持续性。针对传统开发方法在生产计划和调度系统开发中存在着

3、开发周期长，开发的应用系统应用面窄，通用性、可维护性、可扩展性、可重构性差等缺点，本文对软件构件技术进行了系统研究，提出了基于组态平台软件技术的生产计划调度系统建模和开发模式，并设计出具有通用性的流程工业计划与调度系统开发的组态平台软件，实践表明利用该组态软件可以有效提高流程工业计划与调度系统的软件开发效率。研究了流程工业的生产计划与调度系统中的设备产能问题，设计出具有通用性的流程工业生产计划与调度系统的设备产能动态预测模型。利用该模型提出了一种虚拟生产计划调度技术，可以对排产计划和调度方案进行虚拟生产，通过

4、分析仿真生产结果来验证计划和调度方案的合理性。实践应用表明该技术可以有效指导生产，并预测合同交货期和原料需求计划，保证合同的准时交货．研究了流程工业生产物流动态平衡调度问题，针对其典型的多工序、多目标、多约束、有重入的多机并行调度并且难于解析建模的特点，利用基于节点流的控制及切换概念，采用多目标分层求解，提出流程工业生产的物流平衡调度方法，并开发了一个实际的冷轧薄板企业生产计划和调度软件系统。在冷轧薄板厂的实际应用表明本文提出的方法和生产计划和调度软件系统可以有效提高设备生产效率，降低生产成本，保证合同交货期

5、。关键词：流程工业：冷轧薄板：生产计划和调度系统；面向对象建模方法；软件构件；组态平台；虚拟生产；产能模型大连理工大学博士学位论文ResearchandApplicationofProductionPlanningandSchedulingSystemofCold—rollingProcessAbstractThecoldrollingisthefinalproductionprocessintheironandsteelindustry，whichhasproductaddedhighvalueandint

6、ensemarketcompetition．Theproductiontechnicalprocessofcoldroilingismorecomplexthanothernormalsteelandironproduction，whosohascharacteristicsofmanyproductspecifications，smallbatchandstrictorderduedate．．Therefore，developingproductionplanandschedulingsystemforco

7、ldroilingprocessiseffectivetoimproveproductquality，increaseproducingabilityandguaranteeorderduedate．Basedonthenational“863hi曲techniqueplan"，thisdissertationfoensontheplanandschedulingquestionsofcoldmUingprocessandhasmainlycarriedonthefollowingresearch．·Thes

8、oftwaremodelinganddevelopingmethodofproductionplanningandschedulingsystemsforprOCeSSindustryarestudied．Amethodofobject-orientedmodelinginproductionplanningandschedulingsystemsforprocessindustryispropos