多智能体冶铸轧调度系统的开发研究

论文摘要

冶铸轧（炼钢-连铸-热轧）是大型钢铁联合企业的三道核心工序,其相互之间的衔接直接关系到加工进度、能源消耗和产品质量,因而必须做到平滑和连贯。运筹学和人工智能是冶金企业计划调度系统的常用方法,但随着冶铸轧三工序集成度的提高,多智能体方法的应用越来越多。国外的Cowling、Petrovic,国内东北大学唐立新等都作了很多相关的研究。包钢薄板厂在新建中厚板生产线后,两部连铸机共享两座转炉钢水,薄板连铸机每个浇次平均连浇25炉,中厚板连铸机每个浇次平均连浇10炉,中厚板还得经过LF、RH两次精炼,使得调度难度增加。本文针对上述问题,建立了炼钢-连铸模型,经过变换,将混合整数规划问题转化为线性规划问题,用Matlab程序进行求解。智能体的通讯程序采用VC++语言编写,在通讯程序里建立CMarkup类实现XML文档的生成和修改。模型算法程序和智能体通讯程序也采用VC++调用Matlab程序的形式进行连接。本文得到以下结论:（1）按照“连续性”、“比例性”、“节奏性”的次序设立递进的优化目标,一方面,满足了冶铸轧一体化调度中各炉次连续浇注、各机器负荷相当、工作有节奏的生产要求;另一方面,降低了模型的复杂度。（2）给定整数型决策变量的初值将模型由混合整数规划问题松弛为线形规划问题,大大降低了模型求解难度,达到了在线实时控制对求解速度的要求。得到初始结果后通过加工优先、充分利用设备优先的原则改变初值进行迭代计算,从而保证了计算的精度。（3）智能体之间的连接采用基于TCP/IP的Socket方法,数据采用XML格式,数据传输速度快,易于理解、解析、修改。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1. 文献综述
• 1.1 冶铸轧一体化生产调度系统
• 1.1.1 集成化生产管理模式中生产调度的作用
• 1.1.2 冶铸轧一体化生产调度问题的特征
• 1.1.3 冶铸轧生产计划与调度的作业流程
• 1.1.4 冶铸轧一体化生产的调度方法
• 1.1.5 冶铸轧一体化生产的调度的研究现状
• 1.2 多智能体调度系统
• 1.2.1 多智能体系统
• 1.2.2 多智能体调度系统简介
• 1.2.3 多智能体调度系统组成
• 1.2.4 多智能体调度系统中智能体的任务委派
• 1.2.5 动态调度和冲突消解
• 1.2.6 多智能体生产调度系统的研究现状
• 2. 炼钢连铸调度模型及算法
• 2.1 包钢薄板厂生产调度现状调研
• 2.1.1 包钢薄板厂的生产调度现状
• 2.1.2 生产调度新问题的解决方案
• 2.2 炼钢-连铸模型
• 2.2.1 目标函数
• 2.2.2 约束条件
• 2.3 算法设计
• 3. 软件设计开发及结果分析
• 3.1 软件设计
• 3.1.1 炼钢连铸模型算法程序
• 3.1.2 XML 文档规范
• 3.1.3 智能体间的通讯程序
• 3.2 结果分析
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢