一种基于动态多目标差分进化算法的炼钢-连铸弹性调度优化方法及系统技术方案

本发明专利技术属于智能制造技术领域，具体公开了一种基于动态多目标差分进化算法的炼钢

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态多目标差分进化算法的炼钢
‑
连铸弹性调度优化方法及系统


[0001]本专利技术属于智能制造
，涉及一种基于动态多目标差分进化算法的炼钢
‑
连铸弹性调度方法及系统。

技术介绍

[0002]炼钢连铸生产过程上承提供铁水原料的炼铁工序，下启供应订单钢材的热轧工序，是钢铁生产流程中的关键和瓶颈环节。典型的炼钢
‑
连铸生产过程主要包括以下三个工序：
[0003]1)炼钢工序：由高温铁水或废钢装入转炉(BOF)或者电炉(EAF)中冶炼成低碳含量的钢水，其目的主要是除去铁水中的碳、硅、锰和其他杂质成分，生产具有所需温度和化学成分的钢液。
[0004]2)精炼工序：液态钢水装入钢包中，通过空闲行车运送到精炼工作站(如LF、RH、VD等)进行二次精炼，使钢水的温度和成分达到更高的工艺精度。
[0005]3)连铸工序：液态的钢水通过连铸工序的冷却和切割形成不同规格的铸坯。
[0006]由于炼钢
‑
连铸生产过程对钢铁企业生产过程的高效运行至关重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态多目标差分进化算法的炼钢
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连铸弹性调度优化方法，其特征在于，包括如下步骤：根据动态环境炼钢
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连铸生产特点和MES数据中相关工艺参数的取值、生产目标和约束条件构建一个弹性生产调度模型；通过基于自学习机制的多目标差分进化算法确定炼钢
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连铸基准生产调度方案，包括炉次/浇次排序、机器分配、任务开始时间及柔性控制变量初值；在生产执行期间，当随机扰动发生时通过环境检测算子发现并识别环境变化的类型；根据环境变化的类型，触发多目标差分进化算法对当前调度方案进行动态优化，并更新归档帕累托解集。2.如权利要求1所述的一种基于动态多目标差分进化算法的炼钢
‑
连铸弹性调度优化方法，其特征在于，所述弹性生产调度模型的目标函数为：min f＝(f1,f2,f3)其中,其中,其中,f1(t)表示总的最大完工时间的时间花费，包括在转炉炼钢阶段和其他阶段总的等待时间；f2(t)表示连铸工序总的中断时间；f3(t)表示由于柔性偏差引起的总的花费；其中，S
m,j
为任务(m,j)的开始执行时间，Pt
m,j
为任务(m,j)的加工时间，任务加工时间不确定，记为γ1,γ2,γ3为经济目标系数，H
j,r
表示炉次j访问的第r个工序，J＝{1,...,j,...,n}为炉次集，I＝{1,...,i,...,m}为工序集,B＝{1,...,b,...,N},为浇次集，i为工序数，j为炉次数，b为浇次数；ρ
i,j
表示炉次j对应其被压缩的缓冲时间Bf
i
和标准缓冲时间的比例，Bf
i,j
是炉次j在工序i的设定的缓冲时间；υ
b
表示浇次b调节后的加工速度和标准速度的比例；参数CI
b,r
是在同一浇次里的相连炉次的时间间隔，h
j
为炉次j的加工工序个数，是炉次j在工序r的等待时间，W
1,j
表示炉次j炼钢开始时和由炼铁工序到达炼钢工序的时间间隔；钢工序的时间间隔；
方程(1)和(2)确保炉次的分配和排序唯一，(3)和(4)保证浇次的分配和排序唯一；其中，k为机器数，K
i
表示工序i中的机器个数；I
U
＝I\{m}，I
U
为除连铸工序外的所有工序集合；J
i
为处在第i个工序的炉次集合，x
i,j,k
为二进制变量，如果任务(i,j)被分配到机器M
i,k
，x
i,j,k
就等于1，否则为0；如果任务(i,j1)和任务(i,j2)是连续加工的，则等于1，否则为0；u
k,b
为二进制变量，如果浇次b被分配到机器M
g,k
，u
k,b
就等于1，否则为0；如果浇次b1和任务浇次b2是连续加工的，则等于1，否则为0；时间约束为：时间约束为：时间约束为：时间约束为：时间约束为：时间约束为：时间约束为：时间约束为：式(5)表示炼钢任务需在铁水到达后再开始；式(6)表示一炉次在离开前一阶段且被移动到当前阶段后再开始加工；式(7)表示未开始的任务必须被预定义的缓冲时间保护；式(8)规定一台机器一次只能加工处理一个炉次；式(9)规定当同一台机器上的前一个炉次完成时，必须将下一个炉次从缓冲区移除；式(10)定义了浇次b的总的加工时间；式(11)表示一台机器在最后阶段只能加工一个浇次；式(12)表示一个浇次中两个连续炉次之间的时间间隔；其中At
j
为炉次j的到达时间，到达时间是不确定的，记为A＝{(1,1),...(i,j),...(m,n)}为任务集，S
i,j
为任务(i,j)的开始执行时间，D
i,j
表示任务(i,j)的结束时间，Bf
i
表示工序i后的指定缓冲时间；为工序i1到工序i2的转移时间，bigM为常数，Ut
b
表示第b个浇次的计划加工时间，B
b
表示第b个浇次下N
b
个炉次的集合，B
b,r
代表浇次b的第r个炉次，N
b
为浇次b的炉次个数；PT
b
表示浇次b的加工时间；对于A
U
中的任意任务(i,j)，假设随机参数在初始值处固定，
假设任务集A
U
∪A
E
中的任何任务(i,j)随机偏离其原始值，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋胜龙，文耀民，陈兰，唐伟，曹玲玲，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：