一种炼钢-连铸生产调度优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109858780A(43)申请公布日2019.06.07(21)申请号201910030357.7(22)申请日2019.01.14(71)申请人沈阳建筑大学地址110168辽宁省沈阳市浑南新区浑南东路9号(72)发明人孙亮亮李野李智(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q50/04(2012.01)权利要求书4页说明书10页附图1页(54)发明名称一种炼钢-连铸生产调度优化方法(57)摘要本发明涉及工业过程计划与调度优化技术领域，提供一种炼钢-连铸生产调度优化方法，首先获取炼钢-连铸生产数据，然后建立炼钢-连铸生产调度优化模型，并建立拉格朗日乘子松弛模型、每个炉次的带有拉格朗日乘子的计划调度优化子问题模型及对偶问题模型，接着设置拉格朗日乘子初始值，采用后向动态规划法，求解子问题模型，判断最优决策变量值是否满足代理最优条件，然后设置拉格朗日乘子更新的梯度方向，并判断相邻两次迭代的梯度方向所成的角度是否为锐角，再计算更新步长，更新拉格朗日乘子并在其满足停止准则时构造可行的炼钢-连铸生产调度优化方案。本发明能够缩小调度规模、降低求解难度、提高求解质量及求解速度。CN109858780ACN109858780A权利要求书1/4页1.一种炼钢-连铸生产调度优化方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：获取钢厂的炼钢-连铸生产数据，所述炼钢-连铸生产数据包括工序总数J、第t时刻第j个工序的可用设备数Mjt、第m台连铸机上已指派的浇次有序集合Bm、第k个浇次中的炉次有序集合Ωk、第i个炉次在第j个工序的加工开始时间ti,j、第i个炉次在第j个工序的作业时间Pi,j、炉次在第j个工序和第j+1个工序之间的标准传输时间Tj,j+1、相邻浇次间更换结晶器所需最小间隔时间Su、炉次在连铸工序的等待时间惩罚系数W1、炉次在精炼工序的等待时间惩罚系数W2、实际开浇时间晚于理想开浇时间时的惩罚系数W3、实际开浇时间早于理想开浇时间时的惩罚系数W4；其中，j＝1,2,3,…,J，第1个工序为炼钢工序，第2至J-1个工序为精炼工序的子工序，第J个工序为连铸工序，Mjt≥1；第J个工序的设备为连铸机，第t时刻第J个工序的设备数即连铸机数为MJt＝MJ，MJ为常数；t∈{0,1,2,…,T}，ti,j∈{0,1,2,…,T}，T为第J个工序的截止时间；Bm＝{b(m-1)+1，b(m-1)+2，…，b(m)}，b(m)为第m台连铸机上的末浇次序号，b(m)＝b(m-1)+|Bm|，|Bm|为第m台连铸机上的浇次个数，b(0)＝0，m＝1,2,3,…,MJ，b(MJ)＝K，K为浇次总数；Ωk＝{s(k-1)+1，s(k-1)+2,…,s(k)}，s(k)为第k个浇次中的末炉次序号，s(k)＝s(k-1)+|Ωk|，|Ωk|为第k个浇次中的炉次个数，s(0)＝0，k＝1，2,3，…，K，s(K)＝|Ω|，|Ω|为炉次总数，Ω为所有炉次的集合，Ω＝Ω1∪Ω2∪…∪Ωk∪…∪ΩK，且k1≠k2；i∈Ω；步骤2：建立炼钢-连铸生产调度优化模型，具体包括下述步骤：步骤2.1：建立加权所有炉次在连铸工序的等待时间惩罚之和模型：步骤2.2：建立加权所有炉次在精炼工序的等待时间惩罚之和模型：步骤2.3：建立加权所有浇次在连铸工序的开浇时间惩罚之和模型：其中，当ti,J>di时，x1i＝ti，J-di，x2i＝0；当ti，J<di时，x1i＝0，x2i＝di-ti，J；当ti,J＝di时，x1i＝0，x2i＝0；ti,J为第i个炉次在连铸工序的加工开始时间也即实际开浇时间，di为第i个炉次在连铸工序的理想开浇时间；步骤2.4：建立目标函数模型：minZ＝Z1+Z2+Z3步骤2.5：建立相邻工序-炉次加工顺序约束模型，即同一炉次在前一工序加工完毕并2CN109858780A权利要求书2/4页运达到下一工序后，才能开始加工：ti,j+1-Tj，j+1-Pi，j-ti，j≥0i∈Ω，j＝1，2…,J-1步骤2.6：建立浇次加工顺序约束模型，即相邻浇次间需要时间来更换结晶器：ti+1,J-Pi,J-ti,J≥Su其中，i＝s(k)，k∈{b(m-1)+1,b(m-1)+2,…,b(m)-1}，m＝1,2,3,…,MJ；步骤2.7：建立连铸工序-炉次加工顺序约束模型，即同一浇次的相邻炉次有加工前后顺序：ti+1,J-Pi,J-ti,J≥0其中，i∈{s(k-1)+1,s(k-1)+2,…,s(k)-1}，k∈{b(m-1)+1,b(m-1)+2,…,b(m)}，m＝1,2,3,…,MJ；步骤2.8：建立设备能力约束模型，