本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、不銹鋼煉鋼調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收日生產(chǎn)計(jì)劃并轉(zhuǎn)化為可行的爐次計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量最大化、成本最優(yōu)化和生產(chǎn)準(zhǔn)時(shí)制。但是不銹鋼生產(chǎn)過程面臨工序多、冶煉時(shí)長(zhǎng)大的問題，生產(chǎn)組織困難。不銹鋼品種結(jié)構(gòu)、物料結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，合金熔化爐冶煉過程中各鋼種使用物料不能通用，冶煉時(shí)間存在較大差異，由于排產(chǎn)時(shí)間計(jì)算不準(zhǔn)確導(dǎo)致預(yù)熔液在鋼包內(nèi)停留時(shí)間不一，合金熔化爐與aod生產(chǎn)節(jié)奏不匹配，導(dǎo)致預(yù)熔液在包內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留，造成能源浪費(fèi)，冶煉成本升高，或者預(yù)熔液出鋼時(shí)間滯后，aod工序頻繁出現(xiàn)等待預(yù)熔液的現(xiàn)象，生產(chǎn)效率低下。

2、基于廢鋼、合金進(jìn)行不銹鋼生產(chǎn)的工藝模式，主要依靠電爐和合金熔化爐，將固體轉(zhuǎn)化為液態(tài)預(yù)溶液，再通過鋼包兌入aod進(jìn)行生產(chǎn)。合金熔化爐噸位數(shù)小，電爐冶煉成本高，要優(yōu)先使用合金熔化爐生產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中，總結(jié)了高硅、電爐一兌一、中脫和三脫等多種生產(chǎn)工藝路線。從合金熔化爐出第一罐預(yù)溶液到兌入aod，中間間隔時(shí)間很長(zhǎng)，現(xiàn)階段依靠對(duì)講指揮生產(chǎn)。由于智能化手段的缺乏，再加上不銹鋼冶煉的復(fù)雜性，工藝時(shí)間跨度長(zhǎng)，不銹鋼線的生產(chǎn)組織準(zhǔn)時(shí)性很差。作為不銹鋼冶煉的固態(tài)轉(zhuǎn)液態(tài)的過程，由于制約因素多，調(diào)度人員難于進(jìn)行排產(chǎn)，整體屬于人工對(duì)講指揮，生產(chǎn)準(zhǔn)時(shí)性難于保證，每日冶煉爐數(shù)最大化難于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)不銹鋼aod冶煉預(yù)溶液的多目標(biāo)，多約束、多干擾等特征，如何提供一種不銹鋼煉鋼調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的優(yōu)化排產(chǎn)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整流程和每日冶煉爐數(shù)最大化。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種不銹鋼煉鋼調(diào)度系統(tǒng)，直觀仿真現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和調(diào)度情況，通過區(qū)間變量定義各爐次預(yù)溶液的具體生產(chǎn)過程，首先創(chuàng)建每個(gè)合金熔化爐工位的準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間、傳擱時(shí)間三部分之和的區(qū)間變量，其次創(chuàng)建每個(gè)合金熔化爐工位和相鄰合金熔化爐工位之間的準(zhǔn)備+生產(chǎn)時(shí)間區(qū)間變量，建立了合金熔化爐工位生產(chǎn)不重疊系列約束，采用基于區(qū)間變量的約束規(guī)劃建模方法完成aod前序工藝排程建模，對(duì)aod前序工藝排程建模模型進(jìn)行求解，若無可行解，返回?zé)o解提示，調(diào)整模型輸入后再次進(jìn)行求解，成功求解結(jié)束后生成計(jì)劃結(jié)果文件即模型輸出，按計(jì)劃結(jié)果文件進(jìn)行不銹鋼aod冶煉預(yù)溶液調(diào)度生成。所述創(chuàng)建每個(gè)合金熔化爐工位的準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間、傳擱時(shí)間三部分之和的區(qū)間變量為，根據(jù)指定各冶煉模式的aod爐數(shù)、待排產(chǎn)aod計(jì)劃、各鋼種在各工位的不同冶煉模式的準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間、不同工位間傳擱時(shí)間數(shù)據(jù)，檢查各工位是否檢修、是否存在未完工的計(jì)劃，未完工的計(jì)劃結(jié)束時(shí)間是后續(xù)計(jì)劃排產(chǎn)的最早開始時(shí)間，同時(shí)檢查各冶煉模式的指派數(shù)量要求；檢查待排產(chǎn)aod計(jì)劃相關(guān)的信息，包括計(jì)劃號(hào)、鋼種、aod工位代號(hào)、aod計(jì)劃開始時(shí)間，同時(shí)判斷是否已經(jīng)安排了轉(zhuǎn)爐/電爐計(jì)劃，對(duì)于安排了轉(zhuǎn)爐/電爐的計(jì)劃，根據(jù)是否有實(shí)績(jī)更新計(jì)劃起止時(shí)間；檢查各鋼種能用的冶煉模式及各鋼種在不同工位不同冶煉模式情況下的準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)檢查各設(shè)備間的傳擱時(shí)間，然后建立不同aod爐數(shù)、待排產(chǎn)aod計(jì)劃、鋼種、工位、冶煉模式對(duì)應(yīng)的每個(gè)合金熔化爐工位的準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間、傳擱時(shí)間三部分之和的區(qū)間變量。

3、所述aod前序工藝排程建模的詳細(xì)過程如下

4、所述aod前序工藝排程建模模型的輸入為所有待排的合金熔化爐計(jì)劃、該計(jì)劃對(duì)應(yīng)鋼種的可用冶煉模式、準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間及上下工序間傳擱時(shí)間，模型輸出為所有合金熔化爐計(jì)劃的冶煉模式，指定工位和計(jì)劃的開始和結(jié)束時(shí)間；

5、定義模型目標(biāo)函數(shù)，即最小化各aod開始時(shí)間和其對(duì)應(yīng)的合金熔化爐計(jì)劃的結(jié)束時(shí)間之差：

6、

7、其中，nbaod是aod計(jì)劃的數(shù)量，smelti是第i個(gè)aod計(jì)劃對(duì)應(yīng)的鋼種可用的冶煉模式，nbz是合金熔化爐工位的數(shù)量，tsaodi是第i個(gè)aod計(jì)劃的計(jì)劃生產(chǎn)開始時(shí)間，endof(zi，j，k)是獲取的區(qū)間變量的結(jié)束時(shí)間，presenceof是獲取的區(qū)間變量的存在狀態(tài)，j為工位，k為冶煉模式，且i＝1...nbaod,j＝1...nbz，k∈smelti；

8、定義區(qū)間變量，任意一個(gè)區(qū)間變量的長(zhǎng)度都是準(zhǔn)備時(shí)間+生產(chǎn)時(shí)間+傳擱時(shí)間，是否存在由模型決策；

9、

10、其中，optional代表定義區(qū)間變量是否存在，是第i個(gè)aod計(jì)劃對(duì)應(yīng)的鋼種在工位j，冶煉模式k下的準(zhǔn)備時(shí)間，是第i個(gè)aod計(jì)劃對(duì)應(yīng)的鋼種在工位j，冶煉模式k下的生產(chǎn)時(shí)間，moveda，db是設(shè)備da到設(shè)備db的運(yùn)輸時(shí)間；

11、對(duì)于表示預(yù)先排了轉(zhuǎn)爐或電爐計(jì)劃的計(jì)劃號(hào)，若要排合金熔化爐計(jì)劃，需滿足合金熔化爐的結(jié)束時(shí)間早于預(yù)排轉(zhuǎn)爐或電爐計(jì)劃的生產(chǎn)結(jié)束時(shí)間；

12、

13、其中，zi，j，k是合金熔化爐計(jì)劃的區(qū)間變量，tebei是當(dāng)?shù)趇個(gè)aod計(jì)劃預(yù)排了轉(zhuǎn)爐/電爐計(jì)劃時(shí)表示轉(zhuǎn)爐/電爐的計(jì)劃生產(chǎn)結(jié)束時(shí)間，dev∈{e，b}表示合金熔化爐去向設(shè)備是電爐或轉(zhuǎn)爐時(shí)才存在該約束，e為轉(zhuǎn)爐，b為電爐，endof用于獲取區(qū)間變量的結(jié)束時(shí)間；

14、對(duì)于沒有預(yù)先排轉(zhuǎn)爐或電爐計(jì)劃的計(jì)劃號(hào)，若要排合金熔化爐計(jì)劃，需滿足合金熔化爐的結(jié)束時(shí)間早于aod計(jì)劃生產(chǎn)開始時(shí)間；

15、

16、其中，表示當(dāng)沒有預(yù)排電爐或轉(zhuǎn)爐在其對(duì)應(yīng)aod之前的合金熔化爐計(jì)劃，存在該約束；

17、任意一個(gè)合金熔化爐工位的區(qū)間變量不重疊，其上的所有計(jì)劃的生產(chǎn)過程時(shí)間不重疊；

18、

19、構(gòu)建任意一個(gè)合金熔化爐的雙工位生產(chǎn)任務(wù)不重疊約束，即準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間不重疊；

20、

21、ifthen(presenceof(zi，j，k)，startof(tempi，j，k)＝startof(zi，j，k))??(8)

22、

23、其中，presenceof用于獲取區(qū)間變量的存在狀態(tài)，表示合金熔化爐工位j上的所有計(jì)劃的區(qū)間變量的集合，lntervalvar用于定義區(qū)間變量，tempi.j，k表示包含準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間的生產(chǎn)流程區(qū)間變量，是不允許重疊的區(qū)間變量tempi，j，k的集合，ifthen用于定義因果約束，nooverlap用于指定不允許重疊的區(qū)間變量，startof用于獲取區(qū)間變量的開始時(shí)間；

24、定義模型指派約束：任意一個(gè)計(jì)劃只能用一個(gè)冶煉模式生產(chǎn)；三脫冶煉模式對(duì)應(yīng)的區(qū)間變量不能存在；若該計(jì)劃號(hào)不能用某種冶煉模式生產(chǎn)，對(duì)應(yīng)的區(qū)間變量也不能存在；讓模型指派的選擇了某個(gè)冶煉模式次數(shù)等于計(jì)劃員設(shè)定的冶煉模式對(duì)應(yīng)的爐數(shù)；

25、

26、其中，procmodei是記錄第i個(gè)aod計(jì)劃的所有可選冶煉模式的布爾變量的集合，x是布爾變量，zi，j，k是合金熔化爐計(jì)劃的區(qū)間變量，nbz是合金熔化爐工位的數(shù)量，ndevk是冶煉模式k能選擇的合金熔化爐工位數(shù)量。exprarray用于定義表達(dá)式數(shù)組，boolvar用于定義布爾變量，presenceof用于獲取區(qū)間變量的存在狀態(tài)；

27、定義冶煉模式數(shù)量約束，讓模型指派的選擇了任意一個(gè)冶煉模式的區(qū)間變量乘對(duì)應(yīng)冶煉模式所需合金熔化爐個(gè)數(shù)等于計(jì)劃員設(shè)定的參數(shù)；

28、

29、k＝type，type∈{z，zz,zzz}

30、sum(modeusedtype)＝ntype*ctype?????????????????(16)

31、其中，modeusedtype是記錄冶煉模式類型type下使用的合金熔化爐總次數(shù)的數(shù)組，zi，j，k是合金熔化爐計(jì)劃的區(qū)間變量，nbaod是aod計(jì)劃的數(shù)量，nbz是合金熔化爐工位的數(shù)量，ntype是計(jì)劃員設(shè)定的冶煉模式類型type使用爐數(shù)的常數(shù)，ctype是冶煉模式類型type需要使用合金熔化爐數(shù)量的常數(shù)。exprarray用于定義表達(dá)式數(shù)組，presenceof用于獲取區(qū)間變量的存在狀態(tài)。

32、本發(fā)明的有益效果是：一方面可以根據(jù)連鑄生產(chǎn)計(jì)劃、工藝要求及設(shè)備能力生成具體的預(yù)溶液設(shè)備作業(yè)計(jì)劃，指導(dǎo)生產(chǎn)。另一方面通過實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)實(shí)績(jī)、異常工況及時(shí)掌握作業(yè)執(zhí)行情況及執(zhí)行偏差，當(dāng)偏差較大時(shí)，可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度。

33、本發(fā)明通過模型自動(dòng)推薦不同的預(yù)溶液工藝路線，推薦過程中綜合考慮成本和效率兩方面。在選擇每爐鋼的預(yù)溶液工藝路線時(shí)，優(yōu)先確保aod的生產(chǎn)節(jié)奏，將合金熔化爐產(chǎn)能最大化，同時(shí)考慮電爐的冶煉爐數(shù)，在滿足aod生產(chǎn)效率的前提下，盡量少用電爐冶煉。模型接收aod生產(chǎn)計(jì)劃，自動(dòng)推薦預(yù)溶液的爐次計(jì)劃，生產(chǎn)實(shí)時(shí)甘特圖。本發(fā)明通過對(duì)aod實(shí)時(shí)計(jì)劃的接收，自動(dòng)生成預(yù)溶液爐次計(jì)劃，為生產(chǎn)人員提供了切實(shí)可行的甘特圖計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)預(yù)溶液的生產(chǎn)前科學(xué)計(jì)劃，和生產(chǎn)后的精準(zhǔn)跟蹤，為質(zhì)量和效率提升奠定了基礎(chǔ)。