炼钢厂考虑铁水供应条件的多目标调度计划编制方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201510992275.2 

申 请 日：20151224 

发 明 人：郑忠龙建宇高小强徐兆俊呼万哲黄世鹏 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400045 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20160601 

公 开 号：CN105631759A 

代 理 人：顾晓玲 

代理机构：重庆市前沿专利事务所(普通合伙) 50211 

摘　　要：本发明提出了一种炼钢厂考虑铁水供应时间及铁水资源利用的多目标调度计划编制方法，包括如下步骤：建立考虑铁水供应条件的多目标函数及约束条件，利用基于Pareto的多目标遗传算法迭代运算，获得关于决策变量的多个Pareto最优解，具体一次迭代过程为：采用炉次与铁水罐之间的匹配方案表示染色体，利用解码启发式方法获得当前种群中各染色体的可行解；设计非支配解构造方法计算可行解的非支配解；对所有解对应的染色体进行非支配等级排序并计算解之间的拥挤距离，选出父代种群；对父代种群中的染色体进行选择、交叉和变异得到子代种群。本发明能够解决考虑铁水供应条件的调度计划编制问题，另外，获得多个Pareto最优解有助于决策者选择更合适的解应用于实际生产。 

主 权 项：一种炼钢厂考虑铁水供应时间及铁水资源利用的多目标调度计划编制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，炼钢连铸调度控制器分别与炼钢厂的MES数据库及MES客户端系统连接并获取炼钢厂的MES数据库及MES客户端系统中的炼钢连铸计划数据；S2，确定多目标函数，所述多目标函数为：F1:$\begin{array}{cc}min& \underset{j=1}{\overset{\left|\Psi \right|}{\Sigma }}\left(\underset{o_j=1}{\overset{O\left(j\right)-1}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}\underset{k^{\prime }=1}{\overset{K}{\Sigma }}{y}_{k,o_j}{y}_{k^{\prime },o_j+1}\right(s_{o_j+1}-s_{o_j}-{\mathrm{wt}}_{g_{o_j},j}-{\mathrm{tt}}_{k,k^{\prime }})+\underset{p=1}{\overset{p}{\Sigma }}{y}_{p,j}\left(s_1-{\mathrm{rt}}_p\right))\end{array},$F2:$\begin{array}{cc}min& \underset{j=1}{\overset{\left|\Psi \right|}{\Sigma }}|s_{O\left(j\right)}+{\mathrm{wt}}_{G,j}-d_j|\end{array},$F3:$\begin{array}{cc}min& \underset{j=1}{\overset{\left|\Psi \right|}{\Sigma }}\underset{p=1}{\overset{p}{\Sigma }}{\mathrm{\theta y}}_{p,j}{(c_p-{\mathrm{oc}}_j)}^2\end{array},$其中，目标函数F1是最小化炉次任意两个操作间的等待时间和炉次第一个操作与其匹配的铁水罐的供应时间之间的等待时间，目标函数F2是最小化各炉次的工期提前时间或延迟时间，目标函数F3是最小化炉次成分信息与其冶炼加工目标最适合的铁水成分之间的偏差惩罚；其中，g为工序编号,g∈{1,2,...,G}；k,k'为工位设备编号,k,k'∈{1,2,...,K}；j为炉次编号；i为浇次编号，i∈{1,2,...,I}；Ψ为炉次编号集合，|Ψ|是总的炉次个数；o_j为炉次j的操作编号，o_j∈{1,2,...,O(j)}，其中O(j)是炉次j操作总数，O(j)≤G；为炉次j第o_j个操作所在的工序的编号，对于所有的炉次有d_j为炉次j的工期；oc_j为处理炉次j最适合的铁水的成分索引；从高炉运来的铁水按铁水罐计量,p为铁水罐的索引,p∈{1,2,...,P},P＝|Ψ|；c_p为铁水罐p中铁水的成分索引；rt_p为铁水罐p的供应时间；wt_g,j为炉次j在工序g上的作业时间；tt_k,_k'为设备k与k'之间的运输时间；θ为与炉次匹配的铁水成分与最适合冶炼该炉次的铁水成分之间偏差的惩罚；为炉次j的操作o_j的开始时间；为0/1变量，当且仅当炉次j的操作o_j在设备k上加工时为1；y_p,j为0/1变量，当且仅当炉次j匹配了铁水罐p；S3：在满足所有约束条件下，对种群中的每个染色体进行解码得到关于决策变量y_k,j,j'，y_p,j的可行解，其中，y_k,j,j':为0/1变量，当且仅当炉次j和炉次j'都在设备k上加工且炉次j先于炉次j'加工时为1；S4，利用步骤S3获得的可行解集，对每一个可行解，保持其中y_k,j,j'，_yp,j三个变量的数值不变，只改变进一步对模型进行优化求解，得到该可行解的非支配解；S5，将步骤S4获得的非支配解与步骤S3获得的可行解混合，对所有的解对应的染色体进行快速非支配等级排序并计算解之间的拥挤距离，然后选出新一代父代种群；S6，对所述新一代父代种群的染色体进行选择、交叉和变异操作得到子代种群，返回步骤S3，并使迭代次数加1，当迭代次数达到设定迭代次数后，退出。 

关 键 词： 

法律状态：公开 

IPC专利分类号：G06Q50/04(2012.01)I