基于混合GA的并行机能源调配与生产调度协同优化研究

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1、基于混合GA的并行机能源调配与生产调度1!协同优化研究摘要并行机调度(ParallelMachineScheduling,PMS)是一类针对并行设备的典型调度优化问题，在制造业生产过程中广泛应用。目前对并行设备调度问题的研究主要集中在对生产性能指标的优化，而考虑能源因素的并行设备调度研究和应用相对较少。在制造业追求可持续发展和节能减排的形势下，考虑能源调配的并行设备生产调度优化问题越来越受到重视，尤其针对制造业中的高耗能并行设备,例如钢铁行业中的加热炉等，显得尤为突出。木文以钢铁企业和轧车昆制造企业中并行加热设备为对象，将能源因素引入该对象的调度问题研究中，以能源优化管理与生产优化管理相结合为

2、基本出发点，重点针对其能源调配与生产调度协同优化的关键问题展开研究。本文的主要研究内容如下：1,针对钢铁企业热轧过程中加热炉的生产计划与调度过程进行了研究。通过分析轧钢加热炉生产工艺流程的特点以及实际生产中生产管理方法存在的问题，建立了冷热板坯混装模式下的加热炉住炉(板坯加热到额定温度后等待出炉的过程称为住炉)能耗和轧机等待能耗协同优化数学模型。针对模型的特点，利用混合遗传算法(GeneticAlgorithm,GA)嵌入局部搜索算法来求解模型。基于不同规模数据的仿真实验表明，木文所提击的方法适用于实际牛产，效果明显优于H前现场使用的启发式调度方案。2,针对轧辘热处理过程中高温炉加热阶段轧辘的

3、组批以及批次调度问题进行了研究，根据其牛产特点建立优化调度数学模型，优化目标为最小化最大完工时间，加入总能耗约束，针对不同规模的数据进行计算测试，利用混合GA求解得到能耗约束下能优化到的最小最大完工吋间。实验结果证明了算法的可行性和有效性，可以为企业决策和合理安排生产提供依据。3,上述两部分工作分别以能耗和最大完工吋间为优化目标，本部分内容作为上述两部分内容的延续和补充，即将轧钢加热炉的优化调度以最大完工时间为目标，将针对轧鶴高温炉的优化调度以能耗为目标分别进行硏究，从而验证木文方法的通用性。以上研究结果可以为企业降低生产成本、提高效益提供有效的方法支撑以及理论支持，为企业实现高能效制造提供有

4、效途径，同时也为企业实现节能减排战略提供帮助。关键字：并行机，调度，能源节约，协同优化，混和GAABSTRACTParallelmachineschedulingisanewclassofschedulingproblemswithstrongapplicationbackground,whichhaswidlyappliedinthemanufacturingprocess.Currentlyschedulingproblemforparallelmachineresearchfocusedonoptimizingtheproductionperformanceindicators,whil

5、etheresearchwhichconsideringenergyproblemwasrelativelyless.Intheenvironmentofenergysavingandsustainablemanufacturing,productionschedulingoptimizationproblemsconsideringthedeploymentofenergyforparallelmachinecausesmoreandmoreattention,especiallythoseparalleldevicesinhigh-energyconsumptionmanufacturin

6、gsector,theproblemisparticularlyprominent,takemetallurgicalindustryparallelfurnaceforexample・Inthisthesis,parallelmachineofironandsteelenterprisesistokenasresearchobjectandenergyfactorisconsideredinitsschedulingproblem.Basedonthecombinationofproductionmanagementoptimizationandenergymanagementoptimiz

7、ation,thecollaborativeoptimizationproblemofenergydistributionandproductionschedulingofparallelmachineisresearched.Themainresearchworksummarizedasfollows:1,Parallelfurnaceplanningandschedulingprocessis