炼钢—连铸批量计划与调度仿真研究

论文摘要

随着钢铁行业竞争的日益激烈,企业的竞争主要集中在如何有效实现多品种小批量生产、产品质优价廉、准时交货和提供优质的售后服务。在钢铁生产中,炼钢-连铸生产是钢铁厂生产流程中的关键工序,因此,研究炼钢-连铸的生产计划与调度,对于理顺工艺流程,加快工艺节奏,提高企业经济效益具有重要意义。本文主要针对炼钢-连铸一体化生产计划管理体系下的批量计划编制问题和生产调度仿真问题进行研究和开发,主要工作如下：介绍了基于三层结构（ERP/MES/PCS）的钢铁企业CIMS体系,以及炼钢-连铸一体化生产计划在钢铁企业CIMS体系中的作用,论述了炼钢-连铸一体化生产计划的编制流程、总体结构和模型体系,以及炼钢-连铸一体化批量计划的编制流程、目标以及功能。炼钢-连铸批量计划从工序维上可分为炉次批量计划和浇次批量计划。每一个计划的编制都有其复杂的工艺约束,同时他们之间具有难以协调匹配的问题。根据批量计划的编制要求和工艺约束,建立最优炉次计划和浇次计划数学模型,并用遗传算法求解。根据对一体化批量计划的研究,开发了炼钢-连铸批量计划系统,进行了功能设计、数据库设计以及界面的设计；并对其进行了实际数据的调试,从软件上实现了综合使用数据、模型及人机交互的综合集成炼钢-连铸批量计划编制系统。用组态软件开发了炼钢-连铸调度仿真系统,演示钢铁生产计划调度的结果,包括炼钢、精炼、连铸等一系列工序,生动地演示炼钢-连铸生产流程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 炼钢-连铸生产流程
• 1.3 国内外的研究现状
• 1.3.1 理论研究现状
• 1.3.2 应用研究现状
• 1.4 本文的工作
• 第二章 炼钢-连铸一体化生产计划模型体系研究
• 2.1 基于三层结构的钢铁企业CIMS体系
• 2.1.1 基于三层结构的CIMS体系
• 2.1.2 钢铁企业CIMS中的生产计划管理
• 2.2 炼钢-连铸一体化生产计划
• 2.2.1 炼钢-连铸一体化生产计划编制流程
• 2.2.2 炼钢-连铸一体化生产计划总体结构
• 2.2.3 炼钢-连铸一体化生产计划模型体系
• 2.3 炼钢-连铸一体化批量计划
• 2.3.1 炼钢-连铸一体化批量计划流程
• 2.3.2 炼钢-连铸一体化批量计划目标
• 2.3.3 一体化批量计划系统功能
• 第三章 炼钢-连铸批量计划编制方法研究
• 3.1 批量计划编制方法
• 3.2 遗传算法研究
• 3.2.1 遗传算法原理
• 3.2.2 遗传算法的实现
• 3.2.2.1 问题的表示
• 3.2.2.2 初始种群的产生
• 3.2.2.3 适应度函数
• 3.2.2.4 遗传操作
• 3.2.2.5 终止条件
• 3.2.2.6 遗传算法参数的选取
• 3.3 炉次计划编制
• 3.3.1 模型的建立
• 3.3.2 求解算法设计
• 3.3.2.1 染色体构造以及种群初始化
• 3.3.2.2 适应性函数和遗传算子的构造
• 3.3.2.3 译码计算
• 3.3.3 应用实例
• 3.4 浇次计划编制
• 3.4.1 模型的建立
• 3.4.2 求解算法设计
• 3.4.2.1 染色体构造
• 3.4.2.2 适应性函数和遗传算子构造
• 3.4.2.3 译码计算
• 3.4.3 应用实例
• 第四章 炼钢-连铸批量计划系统开发
• 4.1 系统分析
• 4.1.1 系统网络结构选择
• 4.1.2 算法平台以及数据传输方式选择
• 4.2 系统设计
• 4.2.1 系统平台介绍
• 4.2.1.1 硬件平台
• 4.2.1.2 软件平台
• 4.2.2 系统功能模块设计
• 4.2.3 系统结构设计
• 4.2.4 系统数据库设计
• 4.2.5 系统界面设计
• 第五章 炼钢-连铸生产调度仿真系统开发
• 5.1 系统分析
• 5.1.1 炼钢-连铸生产调度过程
• 5.1.2 炼钢-连铸调度仿真
• 5.1.3 WINCC介绍
• 5.2 系统设计
• 5.2.1 系统平台介绍
• 5.2.1.1 硬件平台
• 5.2.1.2 软件平台
• 5.2.2 系统描述
• 5.2.3 系统功能设计
• 5.2.4 系统结构设计
• 5.2.5 系统数据库设计
• 5.2.6 系统界面设计
• 5.3 仿真系统实施
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录