一种约束融于布谷鸟算法的炼钢-连铸调度排产方法技术

本申请公开了一种约束融于布谷鸟算法的炼钢

【技术实现步骤摘要】
一种约束融于布谷鸟算法的炼钢
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连铸调度排产方法


[0001]本专利技术涉及一种约束融于布谷鸟算法的炼钢
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连铸调度排产方法，属于钢铁冶炼领域。

技术介绍

[0002]钢铁企业生产过程是在高温、高能耗下进行的。炼钢
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连铸是钢铁企业的关键工序，也是节能降耗的主要工序段，若钢水在工序之间有过长的等待，就会造成钢水的温降现象，为达到连铸机对钢水浇铸的温度要求，就需要在精炼炉上重新进行加温，从而增加了能源消耗。因此，合理地建立调度排产模型，采用优化调度方法快速生成调度计划表，使得生产过程紧凑，物流衔接紧密，就会达到节能、降耗的目标。
[0003]图1是某大型钢厂炼钢
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连铸生产过程所使用的设备和生产工艺过程。首先将高炉中的铁水包送到炼铁厂，并倒入转炉设备中进行吹炼，吹炼的过程是把高温条件下的铁水进一步冶炼为含碳量更低的钢水。然后，将转炉中的钢水倒入准备好的钢包中，由指定的台车和行车将装有钢水的钢包送到相应的精炼设备上进行精炼。精炼是将转炉冶炼的普通钢水继续进行脱碳、去硫和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种约束融于布谷鸟算法的炼钢
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连铸调度排产方法，其特征在于：包括以下步骤：1)建立炼钢
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连铸调度排产的优化模型；根据优化目标，构建优化目标函数；确定优化目标的约束条件；2)建立约束融于布谷鸟“一步”求优的炼钢
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连铸调度算法；3)对最优的鸟巢编码进行解码，解码时按照鸟巢对应的各炉次在各工序的加工设备及加工开始时间转化为一个调度排产方案。2.根据权利要求1所述的约束融于布谷鸟算法的炼钢
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连铸调度排产方法，其特征在于：在步骤2)中，将设备唯一性约束和工艺顺序约束融于初始化鸟巢编码中；将作业无冲突约束和准时开浇约束融到目标函数中，形成算法的适应值函数；通过计算适应值函数，找到最好的鸟巢编码。3.根据权利要求1所述的约束融于布谷鸟算法的炼钢
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连铸调度排产方法，其特征在于：在步骤2)中，约束融于布谷鸟“一步”求优的炼钢
‑
连铸调度算法，其求解过程如下：201)设置算法基本参数；基本参数包括鸟巢个数、宿主发现外来鸟蛋的概率、步长因子和最大迭代次数等；202)将设备唯一性约束和工艺顺序约束融于初始化生成鸟巢中；203)将作业无冲突约束和准时开浇约束融到目标函数中，构成算法的适应值函数；通过计算适应值函数，找到当前最好的鸟巢编码，并记录其中最优鸟巢；204)运用莱维飞行，更新除最优鸟巢以外的其他鸟巢，并重新计算适应值函数与上代最优鸟巢进行比较，保留最优鸟巢；205)随机产生宿主发现外来鸟蛋的概率，并与初始设定的宿主发现外来鸟蛋的概率进行比较，对被宿主发现外来鸟蛋的鸟巢进行更新；206)对步骤205)更新后的鸟巢进行适应值计算；并与步骤204)记录的最优鸟巢比较，记录更新最优鸟巢；207)步骤201)至步骤206)完成后，判断迭代次数是否达到要求；208)步骤207)中，如果迭代次数达到要求，则输出步骤206)得到最优鸟巢；如果迭代次数未达到要求，则重复步骤204)至步骤207)的过程，直至迭代次数达到要求再输出最优鸟巢并对最优鸟巢进行解码。4.根据权利要求1所述的约束融于布谷鸟算法的炼钢
‑
连铸调度排产方法，其特征在于：在步骤1)中，炼钢
‑
连铸调度排产的优化目标为：希望总等待时间尽可能小，以避免钢水温度下降；步骤1)中，优化目标函数被构建为其中，i为浇次序号，i＝1,2,3
…
N；N
i
为第i个浇次中的炉次数，j为第i个浇次中的炉次序号，j＝1,2,3
…
N
i
；L
ij
第i个浇次的第j个炉次；为炉次L
ij
从转炉到连铸经过的加工设备总数，由浇次计划中的精炼方式确定；θ为炉次L
ij
从转炉到连铸加工的顺序号，
g表示设备类，g＝1,2,3
…
G；y
ij
(k
g(θ)
)为设备变量k
g(θ)
的函数，当y
ij
(k
g(θ)
)＝1，表示炉次L
ij
的第θ个操作在g类设备上的第k
g(θ)
个设备上加工，否则y
ij
(k
g(θ)
)＝0；k
g
为设备变量，表示g类设备的第k
g
个设备序号；k
g
＝1,2,3
…
M
g
；T
i
为浇次i的理想开浇时间；T
ij
(k
g(θ)
,k
g(θ+1)
)为炉次L
ij
从第θ个操作设备k
g(θ)
到第θ+1个操作设备k
g(θ+1)
之间的运输时间；x
ij
(k
g(θ)
)称为时间变量，表示炉次L
ij
的第θ个操作在g类设备的第k
g(θ)
个设备上加工的开始时间；T
ij
(k
g(θ)
)为炉次L
ij
的第θ个操作在g类设备的第k
g(θ)
个设备上的加工时间。5.根据权利要求1所述的约束融于布谷鸟算法的炼钢
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连铸调度排产方法，其特征在于：步骤2)中，优化目标的约束条件包括：无作业冲突的约束，同一个设备相邻炉次必须在前一个炉次加工结束后方可进行下一个炉次加工；其中ε1和ε2为非常小的正数，f
ij
(
·
)＝f(x
ij
(k
g(θ)
),x
i'j'
(k...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海红，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：