一体化生产模式下轧钢批量计划研究.docx

一体化生产模式下轧钢批量计划研究孙玲，许剑，屈乐圃，刘聪，罗思亮(北京首钢自动化信息技术有限公司信息事业部，北京100041)摘要：基于炼钢、连铸、热轧各阶段批量计划约束，建立炼钢一连铸一热轧一体化生产批量计划的数学模型。提 出基于约束规划的启发式算法。算法将所有炉批分成若干集合，对每一集合的炉批选取问题用约束规划求解，在启发式算法框架下合成各集合的解得到一体化批量计划。数据实验结果表明算法的有效性。关键词：轧制批量计划；一体化生产；约束规划ResearchoftheBatchPlanningforIntegratedContinuousCastingandHotR心llingProcessSUNLing，XUJian，QULePu，LmCong(InformationDepartment，BeijingShougangAutomationInformationTechnologyCo．，Ltd．，Beijing100041，Chma)Abstract：Anintegratedbatchplanmodelisestablishedbasedontheconstraintsofeachstagebatchplanofsteelmaking，continuouscastingandhotrolling．Theheuristicalgorithmbasedonconstraintsprogramming(CP)isproposed．Allcharge—lotaredividedintoseveralgroups，theproblemofchoosingcharge—lotingroupsissolvedbyCP,overallbatchplanisobtainedbyintegratingsolutionsofgroupsundertheheuristicalgorithmparadigm．Thecomputationswithpracticaldatashowsthatthealgorithmiseffective．Keywords：rollingbatchplanning；integratedprocess；constraintprogramming1引言传统的钢铁生产中，冶炼、铸造和轧钢三大工序相互独立，批量计划和生产计划分别制订与实施，工 序间有大量的在制品库存进行生产缓冲，三者相互作用影响很小。炼钢一连铸一热轧一体化生产计划与调度的基本单位应该是连铸一连轧批，既不同于炉次和浇次，也不同于传统的轧批，这是一个将多个工序集成在一起的批量组合计划问题，同时受两个阶段的批量组合约束的限制。既要符合炼钢一连铸阶段炉容量，结晶器寿命及连铸机模变的约束，又要符合轧制阶段支撑辊和工作辊更换周期中对板坯的宽度、厚度、硬度 等跳跃差的限制。如何把一个轧制周期内的生产合同对应整理成为浇次，炉次单位，是一体化生产调度的 关键，因此一体化组批计划是编制合理的一体化调度计划的基础。近年来，国内外很多学者和研究机构对热轧批量计划和铸、轧一体化批量计划作了研究。文[1]采用并 行策略，提出MTSP模型来同时编制多个轧制计划，并用改进的遗传算法(MGA)求解，将模型和人机交互方法结合起来，形成批量计划系统；文[2】对钢厂连铸和热轧集成调度建模。对于连铸约束和板坯的板材选择约束，用“虚拟板材”进行合并。并提出数学规划和启发式算法相结合的求解算法。文[3]为美国LTv 钢铁公司量身订做了一个初始的计划系统，能每周生成一个连铸和热轧的集成调度。这个关于L1V公司的计划调度系统主要考虑了连铸问题，然后才是热轧问题。文[4】将轧制批量计划问题归结为收益旅行商问题(PCTSP)，提出基于禁忌有哪些信誉好的足球投注网站的启发式方法求解。文[5】基于不确定车辆数的车辆路径问题建立模型，用遗传算法和禁忌有哪些信誉好的足球投注网站算法相结合的混合算法求解。文【6】提出了一种将遗传算法用于热送热装生产计划优化的方法，不需预先确定轧制单元的数目。本文抽取炼钢一连铸一热轧多工序集成批量计划组合批问题的特征因素，探索复杂约束的数学表达，建 立多目标优化模型，并提出约束规划(CP)和启发式算法相结合的混合算法对问题求解。2问题描述一体化组批计划与传统的生产批量计划既有联系，又有很大区别。一体化组批必须同时考虑炼钢阶段、569连铸阶段、热轧阶段(主体材部分组批)的所有生产约束。 一体化组批的约束主要有：钢种约束，板坯浇铸宽度约束，炉容(公称重量)约束，中间包寿命约束，铸机模变约束，轧制宽度，厚度，硬度过渡约束，轧制长度约束。在一体化组批时必须同时考虑这些约束， 是一个多约束、多工序集成的批量计划问题。同传统的轧制单元一样，连铸一连轧批也分为烫棍材和主体材两部分。主体材部分板坯宽度由宽到窄 变化，烫棍材部分板坯宽度由窄到宽变化，如图