CN1919495A - 炼钢－连铸生产工艺中的铸机分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼钢－连铸生产工艺中的铸机分配方法，将浇次按铸机刚性约束条件进行归类，把只满足一个铸机刚性约束条件的浇次先指派到确定的铸机上，把满足多台铸机刚性约束条件的浇次作为要指派的总浇次集合。本发明可以优化炼钢连铸计划，对浇次进行合理排序。

Description

炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法

技术领域

本发明涉及一种炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法。

背景技术

在炼钢-连铸生产工艺中需要确定铸机，即对浇次进行设备指派。

一般的浇次(CAST)概念是指在同一台连铸机上使用同一结晶器连续浇注的炉次的集合。炉次是组成浇次的基本单位。在炼钢-连铸实际生产过程中，每开启一次连铸机需要耗费大量电能，需要一定时间进行设备调整，还需要消耗工具(如结晶器、中间包)和辅助材料，成本很高，而且都属于一次性消耗。这就需要有更多的炉次在同一连铸机上进行连续浇注，以降低总调整费用。因此，浇次计划的确定实质上是在满足炼钢-连铸工艺的约束条件下寻求最优化的问题，即对候选池中的炉次进行最佳的组合形成浇次，而铸机分配就是指把所形成的浇次指派到铸机上进行生产，但必须使铸机的负荷比较均衡，以提高铸机的利用效率。

现有的铸机分配方法是人工按一定规则进行浇次归并，指定生产铸机，即由人工针对组好的浇次按经验进行分配。这种方法往往仅考虑铸机的产能平衡问题，而不能更多地结合其它影响铸机分配效果的约束条件。由于在炼钢-连铸生产过程中，存在着很多不确定因素，例如铸机定修时间的设定，浇铸时间的估算等，这些因素在人工进行铸机分配时没有被充分考虑，因此浇次的确定不能实现最优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法，它可以优化炼钢连铸计划，对浇次进行合理排序。

为解决上述技术问题，本发明炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法，采用分层次逐步处理技术，包括如下步骤：

首先，将浇次按铸机刚性约束条件进行归类，把具有同时满足宽度、厚度和铸机分配优先参数设定表约束的浇次进行铸机归类，把只满足一个铸机刚性约束条件的炉次先指派到确定的铸机上；

然后，在该浇次按照铸机的刚性约束条件可在多台铸机上浇铸时，把满足多台铸机刚性约束条件的浇次作为要指派的总浇次集合，再把此总浇次集合按照平衡铸机负荷能力的大小细分为若干小集合分层次逐步处理。

由于采用上述方法，在浇次计划完成以后，由于不同的浇次具有不同的宽度和厚度等工艺方面的要求，需要找到合适的铸机来对浇次进行浇铸，并根据产能最大化原则以及连铸工艺的约束条件、铸机上的负荷均衡等因素，将组好的浇次分配到不同的铸机上。

本发明将求产能最大化的目标转化成了求所有铸机负荷平衡；这样，在求产能最大化的问题时可以将其变为求解时间均衡的问题，再把求解时间均衡的问题转变成为求解在不同铸机浇铸时间内的差额最小的问题，然后根据上述步骤进行铸机分配，并充分考虑负荷平衡，能够得到一个满意解，即能够得到一个满意的铸机分配方案。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图是本发明炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法流程图。

具体实施方式

铸机确定的问题，即浇次排序的问题，属于流水车间(Flowshop)调度问题，可以采用遗传算法(GA)等智能优化算法，或基于规则的启发式算法求解。智能优化算法与基于规则的启发式算法都可以很好的解决这一问题，但是两者各有利弊。智能优化算法具有通用性，可以找到最优解，但是不一定能确保有解，并且运行速度较慢。而基于规则的启发式算法运行速度很快，能够确保有解，但是不一定能找到最优解，并且通用性较差。在铸机确定阶段，变量数相对来说比较小，本发明为了加快求解的速度采用了基于规则的启发式算法。

本发明炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法，首先，对浇次按铸机钢性约束条件进行分类，把同时满足宽度、厚度和铸机分配优先参数设定表约束的浇次进行铸机归类，把只满足一个铸机并且符合刚性约束条件和柔性约束条件的的浇次先指派到确定的指定的铸机上；

然后，在该浇次按照铸机的刚性约束条件和柔性约束条件的约束下面统计出来可在多台铸机上浇铸时的浇次，由于在各种约束条件分类后的浇次的铸机负荷能力不同，所以需要首先考虑负荷平衡能力差的首先选择铸机，然后依次序选择平衡能力相对强的浇次，直至所有的浇次指派结束。

如图所示，本发明炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法，为了降低计划编制的难度，减小变量规模，首先对一批的浇次集合进行分类。分类的基准为铸机的刚性约束条件，即宽度范围、厚度范围，柔性条件，出钢记号，下游机组和板坯去向。

先把没有负荷平衡能力的浇次确定下来，然后再确定每一个铸机上的有负荷平衡能力浇次。

由于经过了具有负荷平衡能力的浇次和没有负荷平衡能力的浇次的归类，确定出只能指派到一台铸机上的浇次，优先指派；在具有负荷平衡能力的浇次聚合中有集合2(有N2个浇次)，集合3(有N3个浇次)，…，集合n(有Nn个浇次)在M台连铸机上进行浇注，每个集合中的浇次至少满足两台铸机，考虑到一个浇次能同时满足铸机的个数越少，该浇次平衡负荷的能力越差，故将满足铸机个数最少浇次集合中的每个浇次都作为深度搜索的根节点，在剩下的集合中，将满足铸机个数少的集合优先指派。

下面结合一个具体的实施例对本发明作进一步的说明：

假设有一个批次的浇次，按照上述的要求进行铸机分配处理，则可按以下步骤处理：

步骤一：按铸机的宽度范围、厚度范围、出钢记号、下游机组和板坯去向为约束条件，将该批浇次集合N分成N1，N2，…，Nn个集合(N1+N2+…+Nn＝N)，优先将只满足一台铸机约束条件的集合N1分配到确定的铸机上，对于其他满足多个铸机的浇次做标记，标记出满足的铸机号，并计算出考虑具有负荷平衡能力的浇次之前，每个铸机上负荷的初始值T_j(0)；

步骤二：选择集合N_k(k＝2，…，n，N_k不为空，且N_k是满足铸机个数最少的集合，即有满足2台铸机的浇次集合，就不能选择满足3台铸机的浇次集合)，分别集合N_k中浇次为根接点，利用数据中的深度搜索算法，先从集合N_k读取一个根节点；

步骤三：在集合N2的集合中按照规则启发式算法，首先确定出在所有铸机中，此时最小的铸机的浇注时间，如果有两个不同的铸机的浇注时间相同，则选取序号小的那台铸机确定为这个CAST的铸机分配。

步骤四：循环访问集合N2中的下一台铸机，如果在集合N2中的CAST没有访问结束，则转到步骤三中，如果集合N2中的所有铸机都已经指派结束则转向下一个集合的CAST群中，即在下一个节点中选取指派的铸机。

步骤五：依次访问每一个节点，如果所有的节点没有访问结束，则转到步骤二中，如果所有的节点都访问结束并且最后的节点的所有CAST都已经指派结束，则转到步骤六。

步骤六：确定出所有CAST所应该指派的铸机，然后向前台输出。

Claims (1)

1、一种炼钢-连铸生产工艺中的铸机分配方法，其特征在于，采用分层次逐步处理技术，包括以下两个步骤：

首先，将浇次按铸机刚性约束条件进行归类，把具有同时满足宽度、厚度和铸机分配优先参数设定表约束的浇次进行铸机归类，把只满足一个铸机刚性约束条件的炉次先指派到确定的铸机上；

然后，在该浇次按照铸机的刚性约束条件可在多台铸机上浇铸时，把满足多台铸机刚性约束条件的浇次作为要指派的总浇次集合，再把此总浇次集合按照平衡铸机负荷能力的大小细分为若干小集合分层次逐步处理。

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