热轧生产计划优化系统研究与应用

论文摘要

生产计划和调度问题是伴随制造企业整个生产管理过程的最重要的问题之一,是衡量企业竞争力的重要指标。钢铁企业生产中的很多生产计划和调度问题,这些问题都可以归结为组合优化问题,如炼钢调度,连铸计划,热轧计划,物流平衡,运输调度,一体化生产调度等。组合优化问题是NP-Hard问题,而这类问题是无法使用传统的优化方法在有限时间内获得最优解的,必须借助启发式算法或其他智能算法。热轧是钢铁企业三大关键工序炼钢、连铸、热轧之一。热轧计划编制是钢铁生产中一个重要环节,是一个组合优化问题。热轧计划的编制不仅关系到热轧生产,还关系到炼钢、连铸生产的进行。早期,计划员采用手工方式进行计划编制,由于人力的局限性,计划员通过手工方式来编制计划的速度比较慢,编制出的计划效果往往不是很好,甚至较差。而如今国际上先进的钢铁企业大都采用模型的方式进行计划编制,这种方式能同时编制出多个计划,且编制速度快,效果好。文章研究了宝钢热轧计划编制的实际问题,分析了宝钢热轧计划的相关规程约束,建立了计划编制MTSP模型,并在此基础上给出了求解该问题的有效的智能优化算法-遗传模拟退火算法。论文描述了宝钢自动化所在热轧计划优化编制问题上开发的应用系统,该系统成功地解决了热轧计划的自动编制问题,并取得了突出的效果:提高了工作效率、减少了劳动强度提高了计划的合理性与科学性满足产量均衡,提高流量命中率,轧棍利用率提高热送热装率,从而大大降低成本,提高了效益

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 热轧生产计划问题的一般解决方案
• 1.3 当前发展状况
• 1.3.1 基础算法研究开发状况
• 1.3.2 商业应用开发状况
• 1.3.3 国外钢铁公司自身开发状况
• 1.3.4 国内钢铁公司发展状况
• 第二章 热轧带钢生产工艺介绍
• 2.1 热轧带钢生产工艺
• 2.2 连铸和热轧间的工序连接
• 2.3 热轧计划编制中问题分析
• 第三章 热轧计划优化模型及算法
• 3.1 热轧计划的编制
• 3.2 热轧计划编制优化模型建立
• 3.3 轧制计划模型的算法
• 3.3.1 遗传算法
• 3.3.1.1 算法原理
• 3.3.1.2 算法要点
• 3.3.1.3 算法流程
• 3.3.2 模拟退火算法
• 3.3.2.1 算法原理
• 3.3.2.2 邻域搜索方式
• 3.3.2.3 算法实现流程
• 3.3.3 遗传模拟退火算法
• 3.4 算法效果测试
• 第四章 热轧计划优化系统设计与实现
• 4.1 系统概要设计
• 4.1.1 系统结构
• 4.1.2 系统数据流
• 4.1.3 热轧优化处理数据流
• 4.1.4 系统功能框图
• 4.2 数据库设计
• 4.3 系统实现效果
• 4.3.1 应用界面设计
• 4.3.2 模型效果
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录