钢厂物流优化中的炉机匹配问题研究

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1、1钢厂物流优化中的炉机匹配问题研究报告人：肖阳指导教师：郑忠教授2报告内容可行性论证和进度安排课题学术和实用意义国内外研究现状课题研究目的与内容技术路线拟解决的关键问题钢厂物流优化中的炉机匹配问题研究3课题学术和实用意义21世纪的钢铁工业面临的是一种最新形式的综合性挑战,它包括了经营成本、产品质量与性能、生产效率与合理规模、能耗与过程排放、环境与生态等多目标群优化。物流研究以系统的整体优化为前提，从提高系统总生产率的目标出发，统筹分析、合理布置、寻求最佳的设计和改善方案，在降低消耗和生产成本、改善物流、改进空间的利用、缩短生产周期等方面起着关键

2、作用。炉机匹配问题,指的是转炉到铸机的各生产环节的衔接匹配问题。炉机匹配的原则要求炼钢工序和连铸工序之间确立明确的对应关系，对应关系根据转炉和连铸工序的生产能力和生产周期确定。4课题学术意义该课题对于钢厂物流优化提供了新的研究思路——结合了钢厂实际的数据分析、人工经验与计算机仿真和人工智能技术，既提高了模型的针对性与实用性，又对人工智能技术在钢厂物流优化方面的应用进行了探索，为涉及炉机匹配问题的钢厂物流优化研究提供了帮助。对炼钢生产物流的研究有助于发现炼钢—连铸生产的物流和需求平衡问题，诊断生产中的瓶颈和关键路径，优化企业生产运行和调度方案，以

3、提高设备利用率提高产品质量、节能降耗、降低成本，最终实现提高企业竞争力的目标。5课题实用意义攀钢集团是中国西部最大的钢铁联合企业，也是中国最大的钒钛产品生产基地，但由于提钒炼钢厂铁水原料处理区、转炉生产冶炼区、连铸生产浇铸区分布在一狭长区域内，其生产工艺比一般冶炼工艺复杂，其产品品质规格多，质量要求高，车间布局受地形地势影响，生产流程复杂，约束条件多，使得生产组织和生产运行难度很大。通过对炼钢厂现有以及拟改造后的生产流程的分析调研，建立全流程物流优化模型，用于分析提钒炼钢厂生产组织特点，从物流运行优化的角度提出多种炉机匹配模式，用于制定从铁水进

4、厂直至铸机浇铸的生产作业计划，为实现全流程物流在线优化奠定基础。6国外研究现状方法实例目标效果最优化方法神户炼铁厂的原料运输船运行计划系统编制原料运输船运行计划提高工作效率，降低运输费用，提高原料场地利用率约束逻辑规划千叶炼铁厂的原料场地作业计划系统编制日间作业计划缩短了编制计划时间，减少了作业次数，并能精确地把握原料库存分枝定界和模糊规划神户炼钢厂的铁水调度系统编制鱼雷运铁车和机车计划提高铁水输送效率，运铁车的往返次数，减少热损失，实现铁水热装热送，减轻了操作人员的劳动强度最短路径知多炼钢厂的钢坯场地物流系统自动运输车运行路线减少叉车搬运作业

5、，降低运输费用，增加了钢坯的存储量7国外研究现状方法实例目标效果面向对象思想美国钢联将系统分解成若干类对象，把具有相似功能和行为的实体归并为一类对象，每个对象类之间按照消息的传递关系连接起来。Anglani基于UML建模语言和ARENA过程仿真语言，利用面向对象的技术建立了柔性制造系统的仿真模型开发环境―UMSIS，从而将概念模型转化为实际模型系统优化神户钢铁公司加古川炼钢厂编制综合炼钢—热轧计划和调度减少坯库存，降低热量损失及工序间的等待时间，缩短制造工期及增加热装率AI技术福山钢铁厂钢材物流系统编制出钢材发货运输计划降低运输成本提高运输能力

6、缩短钢材等待货时间C/S结构,多目标优化京滨钢铁厂的综合物流管理系统计划-目标-进度-实绩和搬运、仓库、沿岸综合管理系统的确定提高了企业内搬运及仓储作业的效率8国内研究现状中国工程院殷瑞钰院士在国内首次提出了“钢铁制造流程多维物流管制”新概念。工序之间的衔接、匹配工程，主要体现在过程的物流管制、能量管制、质量管制，及在此基础上的信息管制。长期以来，国内面向炉机匹配的钢厂物流优化研究有以下几种研究思路：人工经验控制、统计模型、基于人工与算法智能的建模与软件仿真9国内研究现状人工经验控制是从生产设备，工艺路线上挖掘潜能，通过各个工序上设备利用率最大

7、来达到全流程生产顺行，节奏紧凑，达到故障率最低，工位消耗时间最少，藉此达到转炉-铸机的产能匹配。代表性的文章主要由各个钢厂技术人员根据实际生产以及设备参数，提出的解决方法。谢集祥等针对华凌涟钢的炉机匹配文章，董金武等针对济钢的炉机匹配文章。精确模型是以钢厂生产运行研究为基础，从物质量基本参数角度对设备冶炼周期以及作业计划时间等数据进行分析，建立流程设备运行时间与生产能力解析模型，在此基础上探讨解决炉机匹配的可行方案。刘青等针对刑钢的炉机匹配文章，凌遵峰针对天钢的炉机匹配文章。基于智能的算法与计算机仿真通过对生产流程建立模型，结合各种智能算法，生

8、成炉机匹配的生产调度计划，并通过编程实现算法和炉机匹配计算机管理系统。董杰方等提出的启发式算法，芦永明等提出的多目标数学规划模型。10课题研究目的本课