炼钢—连铸生产过程动态调度的仿真研究

论文摘要

炼钢—连铸是钢铁生产过程的关键工序之一。在炼钢—连铸生产过程中,存在着很多不可预测的异常事件,实际生产过程中,异常事件都是由调度人员动态处理的。如何在仿真系统中实现实际生产过程中有人干预的效果,这就需要在仿真系统中引入动态调度思想,即生产过程动态调度的仿真研究。目前普遍存在的炼钢—连铸生产调度计划是由人工编制的,生产过程中发现计划不合理时需要人工动态调度,调度人员水平的限制使得编制出的调度计划以及重调度后的计划很难达到最优。这样容易造成物流堵塞或设备闲置,严重时还会造成连铸断浇。因此,对编制好的计划进行多次仿真是必要的,通过查看仿真结果就可以方便地检查调度计划的合理性,还可以对生产计划进行及时地调整。本文研究是以与宝信软件公司合作的“面向计划和排程的MES数字仿真”项目为背景,结合某钢厂炼钢—连铸生产流程,设计并开发了基于动态调度思想的数字仿真系统,仿真实际生产过程。论文首先根据炼钢—连铸生产流程特点,建立了离散事件系统仿真模型,使用C++语言自主开发并实现了仿真模型。其次,本文针对仿真过程中存在的很多不可预测的异常事件,加入了动态调度机制以保证仿真顺利进行。动态调整的实现是基于规则的,通过调用不同规则得到不同的仿真结果,更好的指导实际生产过程。通过建立炼钢—连铸生产过程仿真模型,开发模拟实际生产过程的仿真系统,可以实现生产过程仿真和生产数据仿真,作为校验计划合理性的有效工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢铁产品生产过程仿真的发展现状
• 1.2.1 钢铁产品生产工艺流程
• 1.2.2 钢铁企业仿真系统现状
• 1.2.3 炼钢—连铸生产过程的仿真
• 1.3 炼钢—连铸调度问题概述
• 1.3.1 钢铁企业生产调度的重要性
• 1.3.2 炼钢—连铸调度问题的描述
• 1.4 本文主要研究内容和章节结构
• 第2章 系统仿真原理及调度问题综述
• 2.1 系统仿真原理简介
• 2.1.1 仿真基本概念
• 2.1.2 仿真系统分类
• 2.1.3 仿真研究步骤
• 2.1.4 仿真目的
• 2.2 系统仿真主要建模方法
• 2.2.1 系统动力学模型
• 2.2.2 离散事件动态系统
• 2.2.3 基于agent建模
• 2.3 调度概念及问题特点
• 2.3.1 调度相关概念
• 2.3.2 调度问题分类
• 2.3.3 调度问题优化目标
• 2.3.4 炼钢—连铸生产调度问题的特点
• 2.4 炼钢—连铸动态调度的研究方法
• 2.4.1 传统方法
• 2.4.2 智能调度方法
• 2.5 炼钢—连铸动态调度的应用现状及现有方法的不足
• 2.5.1 动态调度的应用现状
• 2.5.2 动态调度现有方法的不足
• 2.6 本章小结
• 第3章 仿真系统分析设计与调度方法研究
• 3.1 仿真系统分析
• 3.1.1 系统的可行性分析
• 3.1.2 仿真系统的需求分析
• 3.2 仿真系统设计
• 3.2.1 系统开发环境
• 3.2.2 仿真系统数据库设计
• 3.2.3 仿真系统各功能模块说明
• 3.2.4 离散事件动态系统仿真
• 3.3 仿真系统中仿真动态调度过程的重要性
• 3.3.1 动态调度概述
• 3.3.2 炼钢—连铸动态调度需求分析
• 3.4 仿真系统动态调度方法分析
• 3.4.1 实际生产中的异常事件及处理方式
• 3.4.2 仿真系统中的规则描述
• 3.4.3 基于规则的动态调整思想
• 3.5 本章小结
• 第4章 炼钢—连铸仿真系统的设计与实现
• 4.1 炼钢—连铸生产流程特点及主要事件
• 4.1.1 炼钢—连铸生产流程特点
• 4.1.2 炼钢—连铸生产过程中的事件描述
• 4.2 仿真系统总体架构
• 4.2.1 表示层
• 4.2.2 逻辑层
• 4.2.3 数据存储层
• 4.3 仿真系统的数据来源
• 4.4 仿真系统总体流程
• 4.4.1 仿真系统综述
• 4.4.2 仿真系统总体流程图
• 4.5 仿真系统逻辑实现
• 4.5.1 炼钢—连铸仿真逻辑的程序设计与实现
• 4.5.2 仿真系统逻辑流程图
• 4.6 本章小结
• 第5章 炼钢—连铸动态调度方法的设计与实现
• 5.1 动态调度的设计与实现
• 5.1.1 动态调度的程序设计与实现
• 5.1.2 动态调度逻辑流程图
• 5.2 基于动态调度的仿真结果分析
• 5.2.1 实验数据设计
• 5.2.2 仿真结果分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 论文工作期间参加的科研项目