炼钢厂连铸机的开浇时间确定方法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201510374921.9 

申 请 日：20150701 

发 明 人：龚永民郑忠龙建宇高小强呼万哲 

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：20170111 

公 开 号：CN104942251B 

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连铸机的开浇时间确定方法。该方法的步骤为：开浇决策控制器分别与炼钢厂的制造执行系统(MES)数据库及MES客户端系统连接；建立开浇决策的目标函数，建立待开浇次与遗留任务约束条件、待开浇次之间是否连浇的约束条件、各待开浇次时间与计划期起止时间约束条件以及生产线上完成任务期计划所需的金属量之外的冗余金属量(积压金属量)等约束条件，获得所建立各已知物理量及参数的取值；利用优化求解器得到第k计划期第i铸机第j待开浇次的开浇时刻。本发明能实现对连铸机待开浇次是否连连浇及开浇时间的科学计算,为编制合理的炼钢厂生产调度作业计划奠定基础,也有助于稳定各班次之间的生产运行,减少积压金属量。 

主 权 项：一种炼钢厂连铸机的开浇时间确定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，开浇决策控制器分别与炼钢厂的MES数据库及MES客户端系统连接；S2，建立开浇决策目标函数，所述目标函数为：$\max f=C_1{\Theta }^k-C_2{Q}_o^k---\left(1\right)$$\begin{array}{c}{\Theta }^k=\frac{\underset{i=1}{\overset{H}{\Sigma }}(\frac{{\mathrm{rq}}_{ij}^k}{{\mathrm{rs}}_{ij}^k·\rho ·{\mathrm{ra}}_{ij}^k}+\underset{j=1}{\overset{N_i^k}{\Sigma }}(\min ({\tau }_e^k,x_{ij}^k+{\mathrm{p\tau }}_{ij}^k)-x_{ij}^k\left)\right)}{({\tau }_e^k-{\tau }_s^k)·H}\times 100\%\\ \forall i\in [1,H],\forall j\in [1,N_i^k]\end{array},---\left(2\right)$$Q_o^k=Q_E^k+Q_I^k-Q_S^k-Q_L^k-Q_C^k---\left(3\right)$$\begin{array}{c}{Q}_C^k=\underset{i=1}{\overset{H}{\Sigma }}{\mathrm{rq}}_{ij}^k+\underset{i=1}{\overset{H}{\Sigma }}\underset{j=1}{\overset{N_i^k}{\Sigma }}\left(\min \right({\tau }_e^k,x_{ij}^k+{\mathrm{p\tau }}_{ij}^k)-x_{ij}^k)·\rho ·{\mathrm{wa}}_{ij}^k·{\mathrm{ws}}_{ij}^k,\\ \forall i\in [1,H],\forall j\in [1,N_i^k]\end{array}---\left(4\right)$$Q_{ca}^k=\frac{Q_C^k}{{\tau }_e^k-{\tau }_s^k}---\left(5\right)$$Q_L^k=Q_C^k·\frac{\eta }{1-\eta }---\left(6\right)$$Q_a^k=\frac{{\tau }_A^k·Q_{ca}^k}{1-\eta }---\left(7\right)$$Q_S^k=Q_a^k+Q_{rcon}^k---\left(8\right)$其中，k为计划期序号，k∈{1,2,…,Ω}，Ω为计划期总数；i为铸机序号，i∈{1，2，…，H}，H为铸机总数；j为浇次序号，为第i铸机浇次总数；ρ为钢液密度；η为金属损耗系数；q₀为各炉次平均浇钢量；第k计划期全流程平均物流时间；为第k计划期开始时刻；为第k计划期结束时刻；为第k计划期第i铸机第j浇次计划浇铸炉数；为第k计划期第i铸机第j浇次最小间隔；为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务结束时刻；为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务平均拉速；为第k计划期第i铸机第j浇次浇铸周期；为第k计划期第i铸机第j待开浇次平均拉速；为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务断面积；为第k计划期第i铸机第j待开浇次任务断面积；为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务浇钢量；C1为效益系数；C2为成本系数；为第k计划期的进铁量，为已知量；为第k计划期初的库存金属量，为已知量；为第k计划期末的积压金属量，为未知过程变量；为第k计划期的线安全库存金属量，为未知过程变量；为第k计划期金属损耗量，为未知过程变量；为第k计划期浇钢量，为未知过程变量；为第k计划期第i铸机第j待开浇次开浇时刻，为待求未知数；式(1)表示目标函数由连续化程度收益减去积压金属量的成本构成；式(2)表示连续化程度(Θ^k)等于各台连铸机的遗留任务浇铸时间与待开浇次浇铸时间之和除以H台连铸机总的计划期时间；式(3)表示积压金属量分别由该计划期的进铁量期初库存金属量在线安全库存金属量金属损耗量浇钢量的关系构成；式(4)表示计划期累计浇钢量等于各台连铸机的遗留任务量与待开浇次浇钢量之和；式(5)表示H台连铸机在计划期内的单位时间平均浇钢量等于累计浇钢量除以计划期长度；式(6)表示当计划期金属损耗系数已知时,累计金属损耗量与累计浇钢量的相互关系；式(7)表示当用单位时间平均浇钢量计算平均在线库存金属量时,应该利用金属损耗系数η将其折算成相应数量的铁水量；式(8)表示在线安全库存金属量需要在平均在线库存金属量的基础上加一个随机变动需求金属量S3，建立待开浇次与遗留任务约束条件、待开浇次之间是否连浇的约束条件、各待开浇次时间与计划期起止时间约束条件以及积压金属量的约束条件；S4，控制器通过钢厂的MES数据库及MES客户端系统获得步骤S2中各已知量参数的取值；S5，根据步骤S4中已知物理量和参数的取值计算中间变量，所述中间变量包括各待开浇次浇铸周期、各铸机遗留任务浇铸时间、各铸机单位时间浇钢量、汇总的金属损耗系数、整理后积压金属量公式中实数决策变量前系数、整理后实数型决策变量前系数；S6，根据步骤S5获得的中间变量确定目标函数各系数，对于第i连铸机第j浇次，令：f(i,j)＝f(i,j)+整理后实数型决策变量前系数×连铸机i第j浇次开浇时间x(i，j)，令p＝f(i,j)，所述x(i，j)＝sdpvar(i，j)，其中，sdpvar(i，j)是matlab中定义实数型变量的函数；S7，根据步骤S5获得的中间变量确定步骤S3中的约束关系；S8，利用优化求解器solvesdp(F，?p)，得到第k计划期第i铸机第j待开浇次开浇时刻及浇次间是否连浇的其中，solvesdp()是matlab优化函数，F为总的约束关系标识符，?p为求最大值时总的目标函数标识符；S9，控制器根据得到的数据进行炼钢?连铸生产的作业计划编制，并对生产运行系统实施有效控制。 

关 键 词： 

法律状态：生效 

IPC专利分类号：B22D11/16