煉鋼廠智能優化調度系統檢視原始碼討論檢視歷史

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煉鋼廠智能優化調度系統鋼鐵製造流程是物態轉變、物性控制與物流控制的優化結合，其生產過程是一種准連續/間歇過程，對其生產過程進行運行控制既要考慮治金工序單元的功能優化及可靠的生產控制，還要考慮上下游工藝流程的優化協調。對鋼鐵企業而言，如果各工序單元自動化化系統穩定可靠，那麼生產的主要問題就是如何根據訂單計劃組織生產以及如何克服生產過程中擾動，優化生產節奏的問題。目前鋼鐵企業大多還處於手工編制計劃階段，手工編制計劃大多依賴經驗，時間周期較長、力度粗（不能到具體設備）、難以基於多目標進行優化。因此基於計算機建模技術，建立生產優化調度模型，實現計劃的自動編制，提高作業調度的精細化和智能化，具有重要現實意義。

技術原理

本技術基於多智能體的計劃調度算法，把複雜的鋼鐵生產流程抽象為一個多智能體系統，對複雜物流系統進行建模與仿真優化通過分步驟和反饋迭代優化（局部優化、全局優化），化解求解難度，提高適應性，通過基於智能體仿真、局部運籌優化（搜索）、可理解/可進化的計劃調整策略，充分發揮人（全局、經驗直覺）、機（模型化、湧現化）優勢。解決了煉鋼廠智能排產及動態調度問題。

技術內容

基於多智能體的計劃調度算法的特鋼廠智能調度系統為例所涉及的關鍵技術如下∶（1）工藝路徑確定∶基於品種、規格、鋼種、錠型，從工藝路徑數據庫查詢生產工藝路

徑信息，確定各訂單所需要的主要工藝流程。

（2）物料需求計劃∶冶煉物料需求計算，需要沿物料轉換逆過程， 由鍛鋼對申渣錠/鑄

錠重量需求，依次計算電渣錠/鑄錠支數、電極棒支數、冶煉鋼水重量需求，計算過程需要考慮余材充當及物料轉換過程中收得率，最後得出物料余材充當量及新物料需求量。

（3）生產工藝組合；設備周轉時間、設備容量、工藝和質量要求、工裝設備更換頻率等

形成各工序的生產組合策略，以生產組合策略作為約束，以滿足交期、減少余材產生降低庫存、減少設備更換次數、減少瓶頸設備空閒時間、降低能耗作為目標進行迭代，給出生產任務的組合及生產次序，即計劃粗排，計劃粗排作為作業計劃的初始值。

（4）多智能體仿真∶作業計劃通過多智能體仿真技術實現，把鋼鐵生產過程複雜的物流

系統抽象為一個多智能體系統，將生產流程中的工位、工序抽象成智能體模型，基於各工序

的生產工藝要求和優化策略，建立同工序多設備任務分配機制以及前後上下游工序之間任務

協調機制，以計劃粗排、設備生產狀態、庫存信息、生產實績作為輸入驅動智能體仿真系統

運行，通過模擬整個生產流程，細化各工位作業時間，減少非作業時間和不必要的等待，提高作業效率。

（5）多目標評判和調整∶涉及到兩個方面一是在仿真過程中，根據仿真結果，對本計劃的交貨期、余材、生產效率和能耗進行綜合評判，通過①惡化指標優化調整。②充分利用後續工位影響這些反饋信息，提出計劃調整策略，輸出給工序協調智能體。為避免陷入局部優

化，需要結合蒙特卡羅組爐次序或權重調整；二是仿真結束，或計劃人員認為目前所得到的計劃集合足夠好時，對各計劃仿真結果的交貨期、余材、生產效率和能耗等指標進行綜合評判，從中選擇滿意方案。

（6）動態調度∶動態調度包括計劃執行情況反饋（正常與偏差）、動態調整、計劃重排等內容。首先對造成計劃偏離的擾動因素進行判斷（時間提前或滯後、溫度不達標、質量不合格、設備故障、計劃調整等），根據擾動大小，確定調整策略，如果擾動較小，僅需要通過

仿真系統進行優化調整即可，如果是大擾動，則需要進行異常重排。通過動態調整，可以實現對生產過程動態管控和閉環控制。