基于Extendsim的煉鋼-連鑄調(diào)度建模與優(yōu)化.pdf

1、煉鋼－連鑄作為鋼鐵生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，具有多元性、多層次及開放性、非線性、遠(yuǎn)離平衡、動(dòng)態(tài)有序等復(fù)雜系統(tǒng)特征，其生產(chǎn)調(diào)度對(duì)全流程生產(chǎn)的有序、緊湊、高效、連續(xù)有著重要的影響。因此，煉鋼－連鑄生產(chǎn)調(diào)度問題成為生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域的熱點(diǎn)，也是典型的具有復(fù)雜約束的 NP難題[1]。系統(tǒng)仿真技術(shù)因具有強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)運(yùn)行能力、分析能力，以及可避開對(duì)復(fù)雜調(diào)度問題進(jìn)行理論分析的優(yōu)勢(shì)，已成為研究煉鋼－連鑄調(diào)度問題的一種有效手段。論文針對(duì)煉鋼－連鑄調(diào)度的特點(diǎn)及難點(diǎn)，基于Ex

2、tendsim仿真軟件開展煉鋼－連鑄調(diào)度問題的建模及優(yōu)化方法的研究，旨在為該問題的研究提供一種新思路。
　　依據(jù)Extendsim仿真平臺(tái)的建模原理和分層建模的優(yōu)勢(shì)，采用“自頂向下”的層次化建模方法構(gòu)建煉鋼－連鑄調(diào)度仿真模型。針對(duì)煉鋼－連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)的特征，將其分為工位設(shè)備層、工序?qū)ο髮?、系統(tǒng)建模層三個(gè)層次，依據(jù)建模問題特征描述的需求選擇合適的功能模塊，通過模塊連接、變量及參數(shù)設(shè)計(jì)等步驟構(gòu)建了各層次結(jié)構(gòu)的仿真模型。通過對(duì)仿真模型中不

3、同功能模塊的封裝，展示了具有層次化特征的煉鋼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了建模復(fù)雜度，且表明Extendsim能有效滿足煉鋼－連鑄調(diào)度過程的仿真建模需求。
　　從實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)連澆和優(yōu)化全流程等待時(shí)間的角度，研究基于遺傳算法的優(yōu)化模塊Optimizer對(duì)生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方法。以連鑄機(jī)開澆時(shí)間為決策變量，以最小化各鑄機(jī)斷澆率及最小化爐次在工序前的等待時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)在Optimizer模塊中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，將Optimizer模塊的遺傳算法與優(yōu)化模型進(jìn)

4、行集成。優(yōu)化模型在遺傳算法自組織尋優(yōu)策略的指導(dǎo)下，進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)引下的開澆時(shí)間的優(yōu)化。
　　為驗(yàn)證基于Extendsim的煉鋼－連鑄調(diào)度仿真模型與優(yōu)化算法的有效性，以攀鋼煉鋼廠的生產(chǎn)調(diào)度問題為背景進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。以某段時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)計(jì)劃和統(tǒng)計(jì)所得的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為仿真條件，構(gòu)建攀鋼煉鋼－連鑄調(diào)度仿真模型，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過仿真模擬結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)績(jī)的比較分析，驗(yàn)證了仿真模型的正確性；通過Optimizer優(yōu)化各鑄機(jī)的開澆時(shí)間，并將所得最優(yōu)開澆時(shí)間輸