[发明专利]一种基于准时制的炼钢生产计划时间并行顺推编制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金生产计划与调度领域，具体地说是一种适用于解决冶金领域炼钢生产作业计划与调度方案制定难题的方法。 

背景技术

炼钢连铸生产是钢铁生产组织中的关键工序，具有多元性、多层次、非线性和动态开放性等复杂大系统特征。其生产作业计划制定不仅要考虑各工序的生产工艺约束，多机多任务的动态匹配和多路径的动态选择，还需从系统的角度来考虑上、下游工序对生产组织的影响，是NP完全问题。制定合理的炼钢连铸生产作业计划，可保证生产物流的紧密衔接，改善钢厂的生产组织方式和提高系统的整体运行效率。     

近年来，国内外学者对该问题进行了广泛研究，但已有研究通常先将钢铁生产作业计划编制问题抽象为混合流水车间的作业排序问题，并从“控制损失”的角度来建立以铸机断浇、作业前等待等作业偏离预定生产目标所产生的惩罚费用为目标函数的数学规划模型，然后采用基于仿真的方法、启发式方法、遗传算法、蚁群优化算法、粒子群优化算法和多智能体等方法进行模型求解。此建模和求解思想难以确定目标优化的程度，特别是不一定能保证“连浇”这一关键生产目标的实现；此外，在作业计划编制时难以体现生产中加工和运输时间的不确定性，导致编制的作业计划的可执行性不强。 

发明内容

本发明的目的是克服现有研究方法的不足，建立一种通用的基于准时制的炼钢生产计划时间并行顺推编制方法，为研究炼钢连铸生产作业计划与调度方案制定及其优化问题提供一种新方法和途径。 

本发明根据炼钢连铸生产组织的特点，发明一种考虑作业时间和运输时间正态分布规律，将各炉次的开始浇注时间视为交货期、各炉次时间倒推计算所得其在各工序上开始作业时间作为计划编制的参考目标时间点的基于准时制思想的炼钢连铸生产作业计划编制方法。 

此作业计划编制方法中，将连浇计算得到各炉次在连铸机上的开始浇注时间视为交货期，将基于工序时间倒推计算得到的各炉次在各工序上的开始作业时间作为计划制订的参考目标时间点，由时间并行顺推计算出各炉次的开始与结束作业时间后，由工位选择规则为各炉次分配合适的加工工位，再参照参考目标时间来调整和确定各炉次在各工序相应工位上的开始和结束作业时间，以保证各炉次能按时浇注(即准时交货)，使生产作业计划中浇次间的实现连浇。 

本发明的技术方案为：根据炼钢连铸生产工艺流程与生产组织模式，建立以工位、工序、运输线为基本元素来表征实际生产中工位、工序和产品加工工艺路线的炼钢连铸生产工艺流程网络底层对象模型，在考虑各钢种作业时间和运输时间正态分布规律基础上，将由“连浇”约束计算所得各炉次的开始浇注时间视为交货期，各炉次的开始浇注时间基于工序倒推所得各炉次在各工序上的开始作业时间作为计划编制的参考目标时间点，由时间并行顺推计算出各炉次的开始与结束作业时间后，由工位选择规则为各炉次分配合适的加工工位，再参照参考目标时间来调整和确定各炉次在各工序相应工位上的开始和结束作业时间，以保证各炉次能按时浇注即准时交货，快速编制出可执的且实现连浇生产的作业计划与调度方案，具体包括以下步骤： 

步骤1：读取生产工艺流程网络底层对象模型，接收炼钢连铸生产批量计划，即炼钢生产的浇次计划和炉次计划，读取烧次计划中所涉及的加工钢种在各工序上的加工时间和在各工序间运输时间的正态分布参数； 

步骤2：进行开浇时间搜索：由各搜索算法搜索或由人工设置各连铸机的开浇时间； 

步骤3：进行连浇计算， 

由各连铸机的开浇时间，以“连浇原则”，由炉次i在连铸工序k#连铸机上的开始作业时间x_i，M，k、平均浇注时间t_i，M，k以及与后一炉次i′开始浇注的时间间隔σ_i，M，k，通过式(1)来计算炉次i′的开始浇注时间x_i′，M，k依此方法计算出各炉次在连铸机上的开始和结束浇注时间，此时间视为交货期； 

x_i′，M，k＝x_i，M，k+t_i，M，k+σ_i，M，k    (1) 

步骤4：基于工序时间倒推计算，