炼钢—精炼—连铸生产调度与过程监控系统 ——调度计划编制与实时监控

论文摘要

以国家863项目“基于最佳工艺温度的炼钢—连铸流程能耗综合优化系统”为背景,针对目前钢铁企业炼钢—精炼—连铸生产调度计划及生产过程实时监控问题开展研究。主要研究内容包括：(1)设计了带时间窗口的炼钢—精炼—连铸生产调度算法。算法以最小化makespan为目标,同时优化钢水在在工序之间的运输路径,保持设备利用率均衡。算法分为两个部分：连铸机的分配和启发式时间逆推调度算法。连铸机的分配采用分枝定界算法,每产生一个可行的分配方案,启发式时间逆推调度算法就以这个可行的分配方案作为输入,生成一个调度计划,当搜索完成之后,能得到一个其makespan接近最优的调度计划。启发式时间逆推调度算法基于时间约束网络模型计算时间窗口,采用启发式规则分配设备。通过3个问题案例对本文模型和算法进行了验证,实验结果表明以上模型和算法有效,具有好的执行稳定性,设备利用率均衡。(2)设计了带时间窗口的生产过程实时监控子系统。子系统通过与生产线或仿真子系统实时通信获取事件消息,再根据事件消息中的事件发生时间和事件类型,结合调度计划计算生产实时进度；并根据调度计划的时间窗口,将生产划分为五种状态。子系统通过生产进度和状态的显示,使操作工监控实际生产能在调度计划的时间窗口内顺利执行。(3)实现了生产调度计划编制子系统和生产过程实时监控子系统。系统使用Eclipse插件开发,选择SQL Server 2008数据库,采用C/S体系结构。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 炼钢—精炼—连铸生产调度系统概述
• 1.2.1 炼钢—精炼—连铸生产工艺流程概述
• 1.2.2 炼钢—精炼—连铸生产调度系统开发现状
• 1.2.3 生产调度系统在MES系统中的作用
• 1.2.4 炼钢—精炼—连铸生产调度系统总体功能结构
• 1.2.5 典型生产调度计划编制优化方法
• 1.3 生产过程实时监控系统
• 1.3.1 生产过程实时监控系统特点
• 1.3.2 生产实时监控系统的架构
• 1.4 主要研究内容及章节安排
• 第2章 炼钢—精炼—连铸生产调度与过程监控系统的分析与设计
• 2.1 系统开发环境
• 2.1.1 系统体系结构的选择
• 2.1.2 系统软、硬件环境及开发工具
• 2.2 系统总体处理流程图
• 2.3 数据流分析
• 2.4 系统功能
• 2.4.1 生产调度计划编制子系统
• 2.4.2 生产过程实时监控子系统
• 2.5 系统数据库设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 带时间窗口的炼钢—精炼—连铸生产调度算法
• 3.1 混合流水车间调度问题算法综述
• 3.1.1 流水车间作业调度问题及其启发式算法
• 3.1.2 混合流水车间调度概述
• 3.2 炼钢—精炼—连铸问题描述6
• 3.3 带时间窗口的炼钢—精炼—连铸生产调度算法
• 3.3.1 算法设计思想
• 3.3.2 时间约束网络图模型描述
• 3.3.3 算法流程
• 3.3.4 分枝定界算法分配连铸机
• 3.3.5 启发式时间逆推调度算法关键技术
• 3.4 算法分析
• 3.4.1 算法实例及实验结果
• 3.4.2 算法分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 生产过程实时监控子系统
• 4.1 生产过程实时监控在MES系统中的作用
• 4.2 生产过程实时监控子系统设计
• 4.2.1 生产过程实时监控系统功能概述
• 4.2.2 生产线与生产实时监控子系统的通信
• 4.2.3 调控策略方案
• 4.2.4 生产进度和生产状态
• 4.3 本章小结
• 第5章 调度计划编制子系统和生产过程实时监控子系统的实现
• 5.1 系统的特点
• 5.2 调度计划编制子系统
• 5.2.1 连铸机的分配
• 5.2.2 调度计划编制
• 5.2.3 调度计划编制界面
• 5.2.4 调度计划表维护界面
• 5.3 生产过程实时监控子系统
• 5.3.1 界面初始化
• 5.3.2 事件消息接收与解析
• 5.3.3 生产进度与状态显示
• 5.3.4 生产过程实时监控子系统显示界面
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来研究工作展望
• 参考文献
• 致谢