钢铁企业基于绩效反馈的材料分配问题研究
发布时间：2021-11-08 05:27
本文以钢铁生产过程为背景,将预测控制思想加入到钢铁材料匹配过程中,研究了带有绩效反馈的材料分配问题。与传统材料分配研究的开环结构不同,该研究将关键绩效指标的解析作为反馈引入到材料匹配优化模型中,构成闭环结构,从而指导材料分配计划的调整,其应用对于提高材料利用率、提高合同按时交货能力,提高钢铁企业关键绩效指标具有显著意义。本文分别对合同欠量返回和冷轧机组生产负荷两个影响合同按时交货的关键因素进行预测,建立了基于决策树方法的合同欠量返回预测模型和基于时间序列方法的机组生产负荷预测模型。基于预测的结果,建立了考虑欠量返回的全委托板坯匹配整数规划模型,设计并开发了改进的差分进化算法对问题进行求解。最后,开发了全委托板坯匹配与绩效管理系统。主要研究内容包含以下几个方面:（1）研究了合同欠量返回预测问题。以热轧、冷轧的生产过程为研究背景,分析其中可能引起材料损失的主要因素,按成品类型建立合同欠量返回预测模型。对原始数据进行独热编码,并将处理后的数据运用改进后的决策树模型进行求解。实验结果表明,改进后的决策树模型与传统的随机森林和梯度提升树相比,对问题中损失材料的预测具有更强的覆盖能力,并且满足本问...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３本文研宄路线图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｈｅｓｉｓ??
２．１热轧、冷轧生产流程概述??钢铁生产是一个复杂的加工过程，连铸完成后的板坯大部分还要经历热轧、??冷乳才能产出成品钢材，如图２．１所示。由于生产工艺复杂、产品质量要求高，??在这过程中的ｔ个小的扰动都可能引起后续生产的变化，进而使产品不符合合同??要求，原本己满足的合同会因所匹配的材料不合格而重新产生欠量，需重新匹配??板坯或热卷，即产生了合同欠量返回。??Ｊ?Ｕ??成品??ｆ？连续退火一????????Ｕ－电镀锡?一？镀锡卷成品??连续浇注一｜＂如热轧机?？酸洗：轧制一１??????＇ｔ??????板坯成品一Ｉ?热卷成品?轧硬卷成品■＞?热镀锌?一？镀锌卷成品??＋热进招梓一？?＾??图２．１钢铁生产流程图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ??热轧生产中板坯首先需要进入加热炉中进行加热，到达轧制温度后才能进行??粗轧，若没有加热到规定温度或加热不均，板坯就会在后道工序产生“翘头”，最??终影响热卷的轧制精度加热完成后，板坯经辊道依次进入粗轧区和精轧区，??精轧完成后的带钢进入层流冷却系统，这一过程中板坯需要数秒之内达到低温状??态。与热轧生产流程特点不同
数值实验??验以半成品板坯－热卷成品，半成品板坯－冷轧成品，半成品热卷－冷轧成阶段为研究对象，每个阶段各选取１０组数据进行实验，分别预测在从半成品的生产过程中可能有质量问题的材料。其中冷轧成品包括轧硬卷、镀、电镀锡卷、热镀锌卷、热镀铝锌卷。??（１）半成品板述－热卷成品实验结果??入变量选取信息熵最大的５个变量，由大到小分别为板坯长度、板坯厚度、??是否经过热轧２号机组、板坯宽度、板坯重量，输出变量为热卷是否成为表２．２半成品板坯－热卷成品实验数据??Ｔａｂｌｅ?２．２?Ｓｌａｂ?ａｎｄ?ｈｏｔ?ｃｏｉｌ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔ??名称?随机森林?梯度提升树?改进后??精确度?召回率?精确度?召回率?精确度?召回率??卷?０．２０?０．１８?０．１８?０．３３?０．２８?０．２１???板坯－热卷???
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁企业板坯动态分配问题的建模与分散搜索算法求解[J]. 吕亚娜,唐立新,孟盈,袁媛. 控制与决策. 2015(01)
[2]广义回归神经网络在高炉炼铁能耗预测中的应用[J]. 陈光,刘文涛. 冶金能源. 2013(04)
[3]基于BP神经网络的大方坯质量在线预报模型[J]. 常运合,曾智,张家泉,何庆文,申景霞,张利平. 钢铁. 2011(05)
[4]板坯转用充当中二次匹配问题的研究与应用[J]. 田辉,杜斌,朱俊. 控制工程. 2010(S3)
[5]基于合成邻域的蚁群算法求解无委托板坯匹配问题[J]. 田志波,唐立新,任一鸣,赵永明,邬成新. 自动化学报. 2009(02)
[6]考虑批量因素的成品匹配与生产计划联合优化[J]. 胡琨元,陈文明,汪定伟,郑秉霖. 系统工程理论方法应用. 2004(03)
博士论文
[1]热轧生产操作优化理论与方法研究[D]. 陈丽.东北大学 2014
[2]区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究[D]. 蒋峥.浙江大学 2005
硕士论文
[1]钢铁企业板卷合同匹配问题建模与差分进化算法研究[D]. 左宇婷.东北大学 2014
[2]钢铁企业冷轧机组物流平衡问题流程分析与系统设计[D]. 迟永芳.东北大学 2010
本文编号：3483098
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３本文研宄路线图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｈｅｓｉｓ??
２．１热轧、冷轧生产流程概述??钢铁生产是一个复杂的加工过程，连铸完成后的板坯大部分还要经历热轧、??冷乳才能产出成品钢材，如图２．１所示。由于生产工艺复杂、产品质量要求高，??在这过程中的ｔ个小的扰动都可能引起后续生产的变化，进而使产品不符合合同??要求，原本己满足的合同会因所匹配的材料不合格而重新产生欠量，需重新匹配??板坯或热卷，即产生了合同欠量返回。??Ｊ?Ｕ??成品??ｆ？连续退火一????????Ｕ－电镀锡?一？镀锡卷成品??连续浇注一｜＂如热轧机?？酸洗：轧制一１??????＇ｔ??????板坯成品一Ｉ?热卷成品?轧硬卷成品■＞?热镀锌?一？镀锌卷成品??＋热进招梓一？?＾??图２．１钢铁生产流程图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ??热轧生产中板坯首先需要进入加热炉中进行加热，到达轧制温度后才能进行??粗轧，若没有加热到规定温度或加热不均，板坯就会在后道工序产生“翘头”，最??终影响热卷的轧制精度加热完成后，板坯经辊道依次进入粗轧区和精轧区，??精轧完成后的带钢进入层流冷却系统，这一过程中板坯需要数秒之内达到低温状??态。与热轧生产流程特点不同
数值实验??验以半成品板坯－热卷成品，半成品板坯－冷轧成品，半成品热卷－冷轧成阶段为研究对象，每个阶段各选取１０组数据进行实验，分别预测在从半成品的生产过程中可能有质量问题的材料。其中冷轧成品包括轧硬卷、镀、电镀锡卷、热镀锌卷、热镀铝锌卷。??（１）半成品板述－热卷成品实验结果??入变量选取信息熵最大的５个变量，由大到小分别为板坯长度、板坯厚度、??是否经过热轧２号机组、板坯宽度、板坯重量，输出变量为热卷是否成为表２．２半成品板坯－热卷成品实验数据??Ｔａｂｌｅ?２．２?Ｓｌａｂ?ａｎｄ?ｈｏｔ?ｃｏｉｌ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔ??名称?随机森林?梯度提升树?改进后??精确度?召回率?精确度?召回率?精确度?召回率??卷?０．２０?０．１８?０．１８?０．３３?０．２８?０．２１???板坯－热卷???
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁企业板坯动态分配问题的建模与分散搜索算法求解[J]. 吕亚娜,唐立新,孟盈,袁媛. 控制与决策. 2015(01)
[2]广义回归神经网络在高炉炼铁能耗预测中的应用[J]. 陈光,刘文涛. 冶金能源. 2013(04)
[3]基于BP神经网络的大方坯质量在线预报模型[J]. 常运合,曾智,张家泉,何庆文,申景霞,张利平. 钢铁. 2011(05)
[4]板坯转用充当中二次匹配问题的研究与应用[J]. 田辉,杜斌,朱俊. 控制工程. 2010(S3)
[5]基于合成邻域的蚁群算法求解无委托板坯匹配问题[J]. 田志波,唐立新,任一鸣,赵永明,邬成新. 自动化学报. 2009(02)
[6]考虑批量因素的成品匹配与生产计划联合优化[J]. 胡琨元,陈文明,汪定伟,郑秉霖. 系统工程理论方法应用. 2004(03)
博士论文
[1]热轧生产操作优化理论与方法研究[D]. 陈丽.东北大学 2014
[2]区间参数不确定系统优化方法及其在汽油调和中的应用研究[D]. 蒋峥.浙江大学 2005
硕士论文
[1]钢铁企业板卷合同匹配问题建模与差分进化算法研究[D]. 左宇婷.东北大学 2014
[2]钢铁企业冷轧机组物流平衡问题流程分析与系统设计[D]. 迟永芳.东北大学 2010
本文编号：3483098
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