炼钢-连铸区段天车调度系统研究
发布时间：2021-11-22 04:39
为优化炼钢车间天车调度,建立天车智能调度系统,本论文以首钢京唐钢铁联合有限责任公司炼钢车间为目标,对其钢水接收跨和钢水精炼跨的天车调度问题进行了系统研究。炼钢车间调度层次复杂,环境动态因素多,造成了其天车调度问题具有任务动态到达,重调度次数多,重调度时的初始条件多等特点,而工位的单钢包容量属性和各跨内多天车属性,使得该天车问题必须考虑工位容量约束和天车避碰约束。针对此,论文从冶金流程工程学角度阐述了天车调度的地位及目的;分析了复杂炼钢环境下不同的天车调度策略及其适用性。在此基础上,建立了天车调度数学模型。模型目标函数在时间节奏方面考虑了天车调度对工序调度稳定性的维护,在工作量方面考虑了对工作量总量增长和各天车间工作量差异的控制。模型约束考虑了工位容量约束,初始状态约束以及天车行为约束。分别在预反应调度策略和完全反应调度策略下,采用基于仿真的启发式算法和规则调度方法对模型进行求解。以目标炼钢车间为背景建立了天车调度仿真平台,其包括:基于不同调度策略的任务产生方案,钢包回转台旋转控制方案;基于主动避让和被动避让天车冲突、不同天车优先级确定方案的天车运行控制方案;天车调度评价指标系统。建立了...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１钢企产品库区物流天车系统发展历程??２第二代：天车无线定位跟踪系统??
／李持设备?——１操作室ｈｍｉ?｜?！??｜?｜?天车■顏?｜?｜?！?ｉｊ?—｜?现场ＨＭＴ?｜??！?！?｜传动装置ｈ?／／?????！??｜?｜?｜｜自綱Ｈ电〒ＬＣ?Ｉ?ｌａｆｌ安，晶与｜??ｊ?ｉ?Ｉ传感器Ｈ?＂；无线模块??｜?＾?＾?ｊ?；?｜??丨Ｉ车载ｈｍｉ?ｈ无人天车Ｍ￣１１??＿摄１妙—ｊ—?■大屏｜?ｍ?－非第三代内容??！?＾?？?ｉ?□－天糟細??｜?｜?ｘ／ｍ定位１１?ｚ轴定位１１摆角检测１１遥控接收器丨＾?｜??＇?｜??图２＿４第三代天车系统构架??２．１．２炼钢车间天车调度系统发展现状??在上一小节中，以天车为载体的产品库区物流系统主要着重强调其信息??化，智能化方面的特点，这里简称为天车系统；而在炼钢车间生产环境中着??重其调度作用，对智能化要求偏低，为加以区分，这里简称为天车调度系统。??炼钢车间天车调度系统的研究、开发、应用较为滞后，主要是天车调度的动??态环境较为复杂。具体表现为：??１）调度任务内容具有不确定性。虽然主生产工序的天车调度任务可通过??车间ＭＥＳ生产计划长程预知，但钢包空包周转产生的天车调度任务和其他??临时插入的天车调度任务（如倒包、铸余回下包等），往往具有不确定性，??这些任务无法长程预知，往往需要现场人员实时确认。由于高温钢（铁）水??的冶炼工艺复杂、技术难度大，冶炼过程时间存在波动，导致后续天车运输??任务的发生时刻无法提前准确预测，会对天车调度决策产生不同程度影响。??另外，钢包下连铸后的空包路径是临时决定的，也会导致任务信息无法提前??预知。??２）其他扰动事件发生频率高。如机器故障导致任务延迟，钢水成分不合??
?北京科技大学博士学位论文???Ｌｅｅ等［１７１根据天车应用场所将天车调度问题分为集装箱终端（港口）和工厂??（制造车间）两大类，如图２－５所示。该图大致指明的当前天车调度问题的??研宄热点领域，图２－６给出了图２－５中相应场景的天车作业实景图。Ｂａｒｂａｒｉｓｉ??等［１８］根据天车任务信息是否预知将天车调度问题分为离线（任务信息预知）??和在线（任务信息实时）调度问题。该分类方法主要从静态调度和动态调度??两种天车调度策略对文献进行归类。??起重机调度集装箱终端?港口岸桥??—?堆场场吊??——铁路中心站场吊??一工厂（制造车间）一ｊ＿?升降机??—?桥式天车??—?其他??图２－５天车调度问题分类??（ａ）集装箱海港岸桥；（ｂ）集装箱堆场场吊；（ｃ）集装箱铁路中心站场吊；??（ｄ＞电镀生产线升降机；（ｅ）炼钢车间加料天车；（ｆ）其他场景天车代表：仓库天车??图２－６不同场景天车类型??－９－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化[J]. 殷瑞钰. 钢铁. 2017(06)
[2]冶金行业天车无人驾驶的可行性研究[J]. 韩宪伟. 机械工程与自动化. 2017(02)
[3]大型钢企智能天车系统的设计开发及应用[J]. 于勇,万海龙. 中国冶金. 2017(01)
[4]钢厂多行车作业调度方法研究[J]. 张启敏,唐秋华,毛永年,王春锋. 机械设计与制造. 2016(11)
[5]重型机械加工车间天车调度问题过程仿真与优化[J]. 刘设,王世杰,臧鹏飞,任会之. 机械设计与制造. 2016(08)
[6]基于RESTART方法的同轨多天车仿真调度[J]. 赵宁,穆云,徐传标,杜彦华. 系统工程理论与实践. 2016(07)
[7]天车定位及物料跟踪系统在无人天车中的研究与应用[J]. 颜晶. 冶金自动化. 2016(03)
[8]中国制造2025:推进钢铁企业智慧化[J]. 张建良,周芸,徐润生,王广伟,焦克新. 中国冶金. 2016(02)
[9]求解具有时空约束的天车调度问题Memetic算法[J]. 王旭,刘士新,王佳. 东北大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]宣钢炼钢天车物流信息管理系统[J]. 乔晓飞. 冶金自动化. 2013(04)
博士论文
[1]动态不确定环境下生产调度算法研究[D]. 刘琳.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]炼钢—精炼—连铸生产过程天车调度问题研究[D]. 俞侠.东北大学 2012
[2]基于多智能体的炼钢厂车间天车调度仿真方法研究[D]. 马长波.昆明理工大学 2011
本文编号：3510956
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１钢企产品库区物流天车系统发展历程??２第二代：天车无线定位跟踪系统??
／李持设备?——１操作室ｈｍｉ?｜?！??｜?｜?天车■顏?｜?｜?！?ｉｊ?—｜?现场ＨＭＴ?｜??！?！?｜传动装置ｈ?／／?????！??｜?｜?｜｜自綱Ｈ电〒ＬＣ?Ｉ?ｌａｆｌ安，晶与｜??ｊ?ｉ?Ｉ传感器Ｈ?＂；无线模块??｜?＾?＾?ｊ?；?｜??丨Ｉ车载ｈｍｉ?ｈ无人天车Ｍ￣１１??＿摄１妙—ｊ—?■大屏｜?ｍ?－非第三代内容??！?＾?？?ｉ?□－天糟細??｜?｜?ｘ／ｍ定位１１?ｚ轴定位１１摆角检测１１遥控接收器丨＾?｜??＇?｜??图２＿４第三代天车系统构架??２．１．２炼钢车间天车调度系统发展现状??在上一小节中，以天车为载体的产品库区物流系统主要着重强调其信息??化，智能化方面的特点，这里简称为天车系统；而在炼钢车间生产环境中着??重其调度作用，对智能化要求偏低，为加以区分，这里简称为天车调度系统。??炼钢车间天车调度系统的研究、开发、应用较为滞后，主要是天车调度的动??态环境较为复杂。具体表现为：??１）调度任务内容具有不确定性。虽然主生产工序的天车调度任务可通过??车间ＭＥＳ生产计划长程预知，但钢包空包周转产生的天车调度任务和其他??临时插入的天车调度任务（如倒包、铸余回下包等），往往具有不确定性，??这些任务无法长程预知，往往需要现场人员实时确认。由于高温钢（铁）水??的冶炼工艺复杂、技术难度大，冶炼过程时间存在波动，导致后续天车运输??任务的发生时刻无法提前准确预测，会对天车调度决策产生不同程度影响。??另外，钢包下连铸后的空包路径是临时决定的，也会导致任务信息无法提前??预知。??２）其他扰动事件发生频率高。如机器故障导致任务延迟，钢水成分不合??
?北京科技大学博士学位论文???Ｌｅｅ等［１７１根据天车应用场所将天车调度问题分为集装箱终端（港口）和工厂??（制造车间）两大类，如图２－５所示。该图大致指明的当前天车调度问题的??研宄热点领域，图２－６给出了图２－５中相应场景的天车作业实景图。Ｂａｒｂａｒｉｓｉ??等［１８］根据天车任务信息是否预知将天车调度问题分为离线（任务信息预知）??和在线（任务信息实时）调度问题。该分类方法主要从静态调度和动态调度??两种天车调度策略对文献进行归类。??起重机调度集装箱终端?港口岸桥??—?堆场场吊??——铁路中心站场吊??一工厂（制造车间）一ｊ＿?升降机??—?桥式天车??—?其他??图２－５天车调度问题分类??（ａ）集装箱海港岸桥；（ｂ）集装箱堆场场吊；（ｃ）集装箱铁路中心站场吊；??（ｄ＞电镀生产线升降机；（ｅ）炼钢车间加料天车；（ｆ）其他场景天车代表：仓库天车??图２－６不同场景天车类型??－９－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化[J]. 殷瑞钰. 钢铁. 2017(06)
[2]冶金行业天车无人驾驶的可行性研究[J]. 韩宪伟. 机械工程与自动化. 2017(02)
[3]大型钢企智能天车系统的设计开发及应用[J]. 于勇,万海龙. 中国冶金. 2017(01)
[4]钢厂多行车作业调度方法研究[J]. 张启敏,唐秋华,毛永年,王春锋. 机械设计与制造. 2016(11)
[5]重型机械加工车间天车调度问题过程仿真与优化[J]. 刘设,王世杰,臧鹏飞,任会之. 机械设计与制造. 2016(08)
[6]基于RESTART方法的同轨多天车仿真调度[J]. 赵宁,穆云,徐传标,杜彦华. 系统工程理论与实践. 2016(07)
[7]天车定位及物料跟踪系统在无人天车中的研究与应用[J]. 颜晶. 冶金自动化. 2016(03)
[8]中国制造2025:推进钢铁企业智慧化[J]. 张建良,周芸,徐润生,王广伟,焦克新. 中国冶金. 2016(02)
[9]求解具有时空约束的天车调度问题Memetic算法[J]. 王旭,刘士新,王佳. 东北大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]宣钢炼钢天车物流信息管理系统[J]. 乔晓飞. 冶金自动化. 2013(04)
博士论文
[1]动态不确定环境下生产调度算法研究[D]. 刘琳.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]炼钢—精炼—连铸生产过程天车调度问题研究[D]. 俞侠.东北大学 2012
[2]基于多智能体的炼钢厂车间天车调度仿真方法研究[D]. 马长波.昆明理工大学 2011
本文编号：3510956
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