炼钢—连铸生产调度优化算法与仿真的研究与应用

发布时间：2020-06-06 03:36

【摘要】：炼钢-连铸生产调度问题具有复杂性、随机性强、约束力强、多目标等特点。在钢铁制造过程中,采用人工的方法对炼钢-连铸生产调度计划进行编制有一定局限性和困难性,很难对炼钢-连铸的调度计划进行比较优化的编制和直观的预测,这样很容易产生设备闲置或负荷过重、物流堵塞、工序之间存在等待等一系列问题。更严重的后果是连铸阶段的断浇以及未能按照预订的交货期交货。为了解决上述难题,对炼钢-连铸的生产调度问题进行研究是很有必要的。本论文的主要研究工作如下:(1)本论文主要基于一个两阶段算法来解决上述问题。算法的第一阶段是根据不同浇次的开浇时间,倒推出每一炉次在每一阶段的理想开始作业时间。第二阶段是对各炉次在各工序进行炉次指派。基于两阶段的启发式算法得出了一个粗调度。(2)粗调度主要解决了连铸断浇以及设备闲置或设备负荷过重的问题,对物流堵塞和工序之间等待的问题也有了很大程度的改善。粗调度的缺点是炉次之间的冲突不一定得到了完善的解决。为了得到更优化的生产调度计划,还需要对粗调度中存在的冲突问题进行冲突解消。采用冲突解消算法解消了炉次之间的时间冲突,得到了更为优化的炼钢-连铸生产调度计划。(3)最后,利用3DS Max和Unity3D两种软件进行炼钢-连铸生产调度过程的仿真研究。在不进行实际建造的前提下,仿真实验能高效的观察炼钢-连铸的实际生产流程,从而对生产调度计划的合理性和可行性进行直观的验证。首先用3DS Max软件对生产物流进行的3维建模,再把建好的钢包、转炉、精炼位、连铸机等3维模型导入到Unity3D软件中。Unity3D把导入的各个模型进行合理的布局。根据两阶段算法和冲突解消算法得出的炼钢-连铸生产调度计划表作为数据输入。分别对钢包、精炼位、转炉、台车、天车进行相应的C#脚本编写,模拟钢铁厂生产调度过程对它们进行驱动。运行仿真软件,得出并分析实验结果。验证了基于3DSMAX和Unity3D的炼钢-精炼-连铸调度仿真是有效的,合理的,并且有很强的直观性。利用三组数据分别对两阶段算法和冲突解消算法进行正确性和扩展性的验证,得到最终的炼钢-连铸生产调度计划表,之后用甘特图分别表示出三组数据的粗调度和优化后的调度图。基于两阶段算法和冲突解消算法的优化算法能对设备资源进行合理分配以及完全解消设备资源冲突,保证准时开浇并且不断浇,减少了工序间的时间等待,节约了能耗及生产成本,提高了企业的效益。运行仿真软件,得出并分析实验结果。验证了基于3DS MAX和Unity3D的炼钢-精炼-连铸调度仿真是有效的,合理的,并且有很强的直观性。
【图文】：

设备,时间段

士研宄生学位论文逦第二章炼钢－连铸生产调度的优化策略逦１９逡逑的设备集合中，还未进行设备指派的炉次９在对应的时间段［乃／７办之内有指逡逑ｃｒ时（不同浇次中的各个炉次根据理想开始作业时间的算法计算出了逡逑么在时间段［巧声似／，内，称炉次有指派），我们要为炉次４在相应阶段的炉次集逡逑中选择合适的设备。为了使得到粗调度的设备冲突最小化，需要按照设备序号的大小一逡逑计算当前炉次与当前阶段的设备集合中各个设备的设备冲突，把炉次？指派到使设备冲逡逑最小的那台设备上进行作业任务。逡逑在某台设备上己经有指派（炉次ｉ）的情况下，在时间段ｈ．ｗｍａ上，可能会发逡逑如下图所示的几种设备冲突类型（将７Ｖ办《／，分R%表示为逡逑ｊ，Ｌｉｊ，Ｉｑｊ，Ｌｑｊ逡逑Ｔｉｊ＂逦Ｃｉｊ＂逦Ｔｑｊ＇邋Ｔｉｊ＇邋Ｃ＜Ｖ逦Ｔｉｊ逦ＣｉＪ逦＾０邋ＣＶ邋Ｃｉｊ逡逑

操作界面,单位

台特性满足了绝大部分项目的需求，能实现在不同平台大量开发时间，提高了开发效率。逡逑上方有游戏播放按钮，可通过此按钮实时运行当前场戏进行测试，使游戏开发效率得到提高，直观的变化想要达到的游戏效果［５＼逡逑基于的Ｍｏｎｏ类库是个基于．ＮＥＴ邋Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ的开源接，结合了高效率的Ｃ＋＋图形引擎和自带垃圾回收的内采用完全封闭源码的形式，让引擎更加安全。在Ｕｍｔｙ３模型上的脚本。一个模型可以绑定多个脚本，通过分析容及属性，模型可以获得它特有的行为和属性。不同完成各自的任务，，彼此互不干涉。逡逑制作逡逑型之前，必须先对单位进行设置，如下图所示：逡逑Ｊ邋…邋逦逦－逦逦逡逑
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF703;TF777

【参考文献】