鋼廠連鑄車間天車調(diào)度建模及優(yōu)化方法研究.pdf

1、對(duì)于制造企業(yè)，生產(chǎn)調(diào)度作為CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的重要組成部分，是生產(chǎn)運(yùn)行控制和生產(chǎn)管理的關(guān)鍵。生產(chǎn)調(diào)度對(duì)于優(yōu)化資源配置，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。天車調(diào)度是生產(chǎn)調(diào)度的重要部分，對(duì)于生產(chǎn)調(diào)度方案順利實(shí)施、生產(chǎn)工序工位間的物流銜接、生產(chǎn)過(guò)程的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著舉足輕重的作用。不同于一般制造車間的天車調(diào)度問(wèn)題，鋼廠連鑄車間天車調(diào)度問(wèn)題常常因多

2、機(jī)多任務(wù)的特點(diǎn)、時(shí)空約束條件的限制以及空間沖突的存在而使其求解更為困難。本研究旨在探索一種解決鋼廠連鑄車間天車調(diào)度問(wèn)題的有效方法，同時(shí)也為一般制造車間天車調(diào)度提供借鑒。
　　研究工作以鋼廠連鑄車間為對(duì)象，通過(guò)分析天車調(diào)度系統(tǒng)要素構(gòu)成，建立天車調(diào)度模型，提出仿真－遺傳算法混合優(yōu)化方法來(lái)求解模型。最后依據(jù)鋼廠連鑄跨的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，編制出可行且優(yōu)化的天車調(diào)度方案。
　　論文的主要工作和所得結(jié)論如下：
　　①鋼廠連鑄車間天車調(diào)度系

3、統(tǒng)由吊運(yùn)任務(wù)、天車、工位等要素構(gòu)成，獲得可行的天車調(diào)度方案的基本思路和原則為：按吊運(yùn)任務(wù)與天車的相對(duì)位置關(guān)系確定各天車與任務(wù)的匹配度，并將其作為選擇天車的依據(jù)；按天車狀態(tài)更新規(guī)則描述天車運(yùn)行過(guò)程；按任務(wù)種類與預(yù)計(jì)起止時(shí)間先后確定吊運(yùn)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，將確定的任務(wù)優(yōu)先級(jí)作為天車運(yùn)行過(guò)程中利用天車被動(dòng)移動(dòng)進(jìn)行沖突消解的依據(jù)。
　　②考慮重鋼包、空鋼包以及輔助吊運(yùn)任務(wù)，以所有吊運(yùn)任務(wù)等待被運(yùn)輸時(shí)間最短、總運(yùn)輸時(shí)間最短、天車之間負(fù)載時(shí)間差異最

4、小為優(yōu)化目標(biāo)，按車間內(nèi)多臺(tái)天車執(zhí)行吊運(yùn)任務(wù)的時(shí)間空間約束、天車運(yùn)行安全約束條件滿足等為約束方程，建立了天車調(diào)度模型。為求解天車調(diào)度模型，設(shè)計(jì)了仿真—遺傳算法混合優(yōu)化方法：以天車序列作為染色體編碼，通過(guò)多次仿真生成多個(gè)天車調(diào)度方案，包含天車序列以及天車運(yùn)行過(guò)程。多個(gè)天車序列構(gòu)成了初始種群經(jīng)過(guò)遺傳算法進(jìn)化為新種群，新種群再通過(guò)仿真運(yùn)行產(chǎn)生相應(yīng)的天車調(diào)度方案，如此經(jīng)過(guò)多次迭代生成可行且優(yōu)化的天車調(diào)度方案。
　?、垡耘输撎徕C煉鋼廠的板坯連

5、鑄車間為對(duì)象，以該垮的4小時(shí)吊運(yùn)任務(wù)為輸入數(shù)據(jù)，分別利用仿真模型和仿真－遺傳算法混合優(yōu)化方法進(jìn)行求解，比較二者生成的天車調(diào)度方案，結(jié)果表明混合優(yōu)化方法可得到更優(yōu)的解。進(jìn)一步，分別設(shè)計(jì)了制定天車調(diào)度方案前預(yù)知有輔助任務(wù)發(fā)生和實(shí)施已制定好的天車調(diào)度方案過(guò)程中臨時(shí)突發(fā)輔助任務(wù)的兩種類型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)混合優(yōu)化方法進(jìn)行求解得到了2種天車調(diào)度方案，結(jié)果表明：混合優(yōu)化方法可以用于處理突發(fā)任務(wù)的情況。最后設(shè)計(jì)了禁忌搜索法進(jìn)行比較，分別以5組不同規(guī)模的任務(wù)量