一种基于遗传算法的炼钢-连铸重调度方法及系统.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(10)申请公布号CNCN103631243103631243A(43)申请公布日2014.03.12(21)申请号201310684203.2(22)申请日2013.12.13(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人郑忠龙建宇高小强呼万哲龚永民(74)专利代理机构重庆市前沿专利事务所(普通合伙)50211代理人郭云(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)权权利要求书7页利要求书7页说明书21页说明书21页附图4页附图4页(54)发明名称一种基于遗传算法的炼钢-连铸重调度方法及系统(57)摘要本发明提出了一种基于遗传算法的炼钢-连铸重调度方法及系统，包括如下步骤：重调度系统获取炼钢-连铸系统的生产批量计划、当前调度方案和实时调度数据，进行扰动识别与分析，小扰动时调整当前调度方案，大扰动时进行重调度，对已完成作业炉次集合中各炉次，采用调度实绩信息作为该集合内各炉次的重调度子方案；对正在作业炉次集合中各炉次，基于已完成作业炉次集合的实际调度信息和重调度目标，根据流程顺推和遗传算法的混合算法求解；对未作业的炉次集合中各炉次，基于已完成作业炉次集合的重调度子方案和正在作业炉次集合的重调度子方案，根据流程逆推和遗传算法的混合算法求解。本发明能够处理炼钢-连铸生产过程中随机扰动下的重调度问题。CN103631243ACN103624ACN103631243A权利要求书1/7页1.一种基于遗传算法的炼钢-连铸重调度方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，重调度系统获取炼钢-连铸系统的生产批量计划和当前调度方案，以及炼钢-连铸系统的实时调度数据，并进行扰动识别与分析，根据扰动对当前调度方案的可持续执行性的影响程度判断是大扰动还是小扰动，所述小扰动是指在扰动发生时任务性质和数量不变的前提下，针对某一炉次，不会影响其预定加工设备及在铸机上开始浇铸时间的扰动，所述大扰动是指任务性质或数量改变，或者针对某一炉次，会影响其预定加工设备或在铸机上开始浇铸时间的扰动，当扰动是小扰动时，执行步骤S2，当扰动是大扰动时，执行步骤S3；S2，对当前调度方案进行修复处理，结束；S3，进行重调度，给各炉次安排加工设备，并计算所述炉次在所述加工设备上的开始加工时间和结束加工时间，首先将炉次集合Ω进行分类，分为已完成作业的炉次集合ΩP、未作业的炉次集合ΩW和正在作业炉次集合ΩH；对于已完成作业的炉次集合ΩP中各炉次，采用实际调度信息作为该集合内各炉次的重调度子方案，即令oij＝1,2,...O(i,j)，其中，表示重调度中炉次Lij的第oij个操作在第g类工序设备上的第k个加工设备上冶炼，表示实际中炉次Lij的第oij个操作在第g类工序设备上的第k个加工设备上冶炼，表示炉次Lij的第oij个操作在第g类工序设备的第k个加工设备上的重计划开始时间，表示炉次Lij的第oij个操作在第g类工序设备的第k个加工设备上的实际开始时间，表示炉次Lij的第oij个操作在第g类工序设备的第k个加工设备上的重计划结束时间，表示炉次Lij的第oij个操作在第g类工序设备的第k个设备上的实际结束时间，O(i,j)表示炉次Lij所经过的加工设备总数，g表示工序设备类，所述g、k、i、j均为正整数；对于正在作业炉次集合ΩH中各炉次，基于已完成作业的炉次集合中炉次的实际调度信息和重调度目标，根据基于流程顺推和遗传算法的混合算法进行求解，得到各炉次待完成作业的重调度子方案；对于未作业的炉次集合ΩW中各炉次，基于已完成作业的炉次集合中炉次的重调度子方案和正在作业炉次集合中各炉次的重调度子方案，根据基于流程逆推和遗传算法的混合算法进行求解，得到未作业的炉次集合中各炉次的重调度子方案；S4，将已完成作业的炉次集合ΩP、未作业的炉次集合ΩW和正在作业炉次集合ΩH这3个集合内炉次的重调度子方案耦合成最终重调度方案传输给炼钢-连铸生产运行控制系统，控制炼钢-连铸生产运行系统按照所述重调度方案运行。2.如权利要求1所述的基于遗传算法的炼钢-连铸重调度方法，其特征在于：对正在作业炉次集合ΩH中各炉次Lij根据基于流程顺推和遗传算法的混合算法进行求解，步骤为：S2-1，将正在作业炉次集合ΩH中炉次已完成的操作的实际调度信息转变为该炉次的重调度信息并保存；S2-2，构造初始种群P，按所述初始种群的大小产生与所述种群数量相同的染色体，组2CN103631243A权利要求书2/7页成染色体集合，所述染色体包括所有计划炉次的加工路径信息和铸机开浇信息，所述所有计划炉次的加工路径信息的长度等于所有炉次还未执行的操作数的总和，所述铸机开浇信息的大小等于重调度发生时还未开浇的铸机个数；S2-3，设定的