一种特种合金铝锭生产的组炉方法技术

本发明专利技术涉及一种特种合金铝锭生产的组炉方法，包括以下步骤：设置合金铝锭组炉方案为粒子；建立合金铝锭组炉的优化目标函数，采用粒子群算法计算目标函数值作为粒子的适应度；通过迭代对合金铝锭组炉方案进行优化，得到最终的组炉方案。建立组炉模型并设计了具有较强的全局搜索能力、收敛速度快以及求解精度高的算法，实现计算机自动计算，大幅度提高了特种合金铝锭的组炉效率，降低了计划员的工作强度；与人工组炉结果相比，提高了组炉率和金属占用比，炉次降低，有效降低了废料的产生，减少库存积压，实现企业的降耗增效。

【技术实现步骤摘要】
一种特种合金铝锭生产的组炉方法
本专利技术涉及一种特种合金铝锭生产的组批组炉方法，具体针对特种合金铝锭熔炼过程中，由于生产订单组合多样导致的组炉时间长以及组炉结果不佳等现象，属于有色金属制造领域，同时属于信息

技术介绍
特种铝合金产品是制造汽车、火箭、人造卫星等的重要高端材料，其质量较轻但强度较高，具有特种功能或力学性能，特殊的规格尺寸以及极高的尺寸精度或表面要求。因此，其生产难度大、技术含量高，产品附加值高。铝锭的熔炼过程是特种铝合金产品的首道工序，与最终产品质量、成本和经济效益等有着密切的关系。特种铝锭组炉过程是在生产订单的交货期优先级、需求合金牌号、铸锭需求数量和重量已知的条件下，以生产订单组炉的金属损失(最大成品率)最小、炉次总数最少为目标进行计算，确定炉次总数、生产订单在各个炉次中分配的生产重量和铸锭数量以及铸锭的组批情况，由此形成组炉结果表。在组炉过程中，需要满足组到同一个炉次中生产订单的合金牌号相同、各生产订单的重量和数量需求、铸锭规格符合组炉工艺要求(结晶器规格限制等)、单炉铸锭数量限制、最大和最小装炉量等约束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，包括以下步骤：/n设置合金铝锭组炉方案为粒子；/n建立合金铝锭组炉的优化目标函数，采用粒子群算法计算目标函数值作为粒子的适应度；/n通过迭代对合金铝锭组炉方案进行优化，得到最终的组炉方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置合金铝锭组炉方案为粒子；
建立合金铝锭组炉的优化目标函数，采用粒子群算法计算目标函数值作为粒子的适应度；
通过迭代对合金铝锭组炉方案进行优化，得到最终的组炉方案。


2.根据权利要求1所述的一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，编码合金铝锭的生产订单信息：
设组炉总数M′，每个熔炼炉都有最小装炉量Gmin，则：



其中，wi表示第i个生产订单的需求重量，i＝0,1,…,N，N为待组炉生产订单的总数，代表向上取整。


3.根据权利要求1所述的一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，所述合金铝锭组炉方案如下：
X＝{xij|i＝0,1…,N；j＝0,1,…,M}(6)
X定义为粒子，xij表示第i个生产订单在第j个炉次的占用百分比，作为决策变量，N为待组炉生产订单的总数，M为组炉后炉次总数。


4.根据权利要求1所述的一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，按照冯诺依曼拓扑结构，建立合金铝锭组炉方案中种群中粒子的邻域关系，用于粒子群算法的求解。


5.根据权利要求1所述的一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，所述合金铝锭组炉的优化目标函数的优化目标包括最小化组批后的炉次总数、以及最大化每根铸锭的订单有效占用比例。


6.根据权利要求1所述的一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，建立合金铝锭组炉的优化目标函数，包括如下步骤：
1)根据决策变量xij得出pij，pij表示第i个生产订单是否在炉次j中：



在第j个炉次中，生产订单的数量N为待组炉生产订单的总数，则在组炉总数M′个炉次中是否存在生产订单表示如下：



优化目标函数minf1用于优化最小化组批后的炉次总数：
2)优化目标函数minf2用于最大化每根铸锭的订单有效占用比例：



wi表示第i个生产订单的需求重量，gj表示第j炉的熔炼铸造重量；
3)合金铝锭组炉的优化目标函数minf如下：



其中，η和λ代表两个目标的惩罚因子。


7.根据权利要求1所述的一种特种合金铝锭生产的组炉方法，其特征在于，在计算目标函数值的过程中，在组炉的同时将生产订单中规格小于设定值的铸锭进行组合铸造，包括以下步骤：
1)定义第j炉内组批前第r个铸锭长度为ljr，宽度为ujr，厚度为hjr，订单需求铸锭数量为sj，r＝0,1,…,sj，sj≤qj；令
ujr＝u′jkhjr＝h′jk
其中，u′jk、h′jk分别为组批后铸锭宽度和厚度，k＝0,1,…,qj,qj表示每炉的铸锭个数；
2)对同一炉内生产订单铸锭先按照宽度ujr进行排序，宽度相同的铸锭再根据长度ljr进行排序，然后计算组批前、后铸锭在长度方向上的映射关系，具体步骤如下：
步骤7.2.1：按炉次进行计算，设置j＝0，k＝0；
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，库涛，张福顺，张丁一，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21