轧制计划编制学模型研究(专题3案例).ppt

内 容 概 述 1 基本概念 1 基本概念 1 基本概念 1 基本概念 2 轧制计划编制原则分析 轧辊磨损 轧辊更换成本 带钢质量 2 轧制计划编制原则分析 2 轧制计划编制原则分析 2 轧制计划编制原则分析 2 轧制计划编制原则分析 2 轧制计划编制原则分析 合同宽度渐增，变化平稳； 合同硬度级小于2； 厚度在一定的范围内。 注意：烫辊材部分板坯数量少、产品质量要求低，容易编制 3 轧 制 计 划 建 模 分 析 问题规模大：每天3班，每班需轧3个以上计划，一次考虑5天以上的轧制计划，每个轧制计划大约轧70块以上的板坯； 工艺复杂：编制需要考虑较多工艺因素。 3 轧 制 计 划 建 模 分 析 串行编制计划策略 考虑单个计划的编制，编完一个计划，再进行下一个计划的编制。串行编制策略的数学模型可以归结为单旅行商问题（TSP）。 并行编制计划策略 考虑多个计划同时编制,即批量计划。并行编制策略在不考虑轧辊轧制能力约束的情况下可以转化为多旅行商问题(MTSP)。 在有轧制能力约束的情况下归结为车辆路线问题(VRP)。 ¤ 问题描述（Traveling Salesman Problem ）： 给定N个城市，商人从某一个固定的城市出发，访问这N个城市后，回到原先出发的城市，访问时要保证商人走过的路程距离最小，求最优行走路线。 ¤ 满足：一个城市被且仅被访问一次 精确算法 直接有哪些信誉好的足球投注网站法 动态规划法 整数线性规划方法 启发式算法－智能算法 GA，ACO，PSO等 板坯相当于TSP中的城市； 两两板坯间的跳跃惩罚相当于两两城市间的距离； 寻找一个最优的板坯轧制顺序排列使跳跃惩罚最小，相当于寻找一个最优路线使旅行商所走过的距离最短。 问题：TSP是一个闭合回路的问题，而编制的计划均是一条开放路径，即每块板坯仅被安排生产一次。 方法：引入一块虚板坯作为计划的起始板坯和终止板坯，虚板坯相当于TSP中的旅行商的出发城市，虚拟板坯到其它板坯的惩罚为0。 模型：经典的TSP问题 问题描述： 有能力为 的m辆车从一个仓库出发，为n个地方的顾客送货，每个顾客的需求 ，顾客i和j两地的距离为 ，要求满足每个顾客需求的前提下选择合适的行走路线，使车辆总行程最短。 4 研 究 进 展 及 展 望 给出一个轧制计划内后一块钢板宽度大于前一块钢板宽度的惩罚（反跳问题）； 同种宽度轧制的长度约束； 保证宽度、厚度、硬度不同时跳跃； 车辆数不确定的轧制计划问题（需轧制的板坯数一定，但究竟安排多少个轧制计划不能确定）； 考虑钢板的被加工的时间约束，板坯间有优先级关系；  4 研 究 进 展 及 展 望 生产过程中存在很大程度的不确定性，轧制计划的编制过程中几乎没有考虑，属于静态编制； 工艺约束复杂，还有较多约束没有考虑； 大规模问题的有效算法（最优性和快速性兼顾）； 基本局限于理论研究，急需开发应用系统。 5 内 容 总 结 6 心得与体会 1）眼光敏锐，积极发现问题 2）运用知识，勇于解决之道 3）实践理论，主动总结整理 * * 朱建军 基于TSP的钢铁企业轧制生产计划编制 基本概念 轧制计划编制原则分析 轧制计划数学模型及算法 研究进展及展望 1.1 轧钢工艺简介 高 炉 炼铁 铁水预处理 精炼 浇铸 加热炉 板坯库 粗轧 机 精轧 机 精整 产 成 品 1.1 轧钢工艺简介 上支撑辊 下工作辊 板坯进入方向 机架F1 …… 机架F7 1 2 3 4 5 6 7 8 轧制计划内容示意图 安排板坯的轧制顺序 1.2 轧制计划编制内容与组成结构 1.2 轧制计划编制内容与组成结构 轧制计划 生产周期(支撑辊换辊周期) 工作辊更换 2.1 轧辊磨损 轧辊损耗的主要原因是连轧带钢时，两相邻带钢的厚度、硬度、宽度不同造成对轧辊的冲击引起的； 两相邻带钢的厚度、硬度、宽度差越大，对轧辊的冲击力越大，轧辊损耗就越大；带钢厚度越薄、硬度越大，对轧辊冲击力越大，轧辊磨损越大。 轧辊下机磨削； 结论：轧制计划内相邻带钢厚度、硬度、宽度跳跃平缓 2.2 轧辊更换成本 结论：轧制单元带钢的总长应接近于轧辊的最大轧制长度 工作辊换辊 工作辊轧制能力 例：需要轧制30块板坯，编制5个轧制计划，每个轧制计划轧6块板坯，换辊5次；若编制6个轧制计划，每个轧制计划轧5块板坯，换辊6次 2.3 带钢质量 结论： 带钢宽度跳跃呈递减变化；