[发明专利]一种基于粗糙集规则挖掘的炼钢-连铸作业计划重排方法

说明书

本发明公开了一种基于粗糙集规则挖掘的炼钢‑连铸作业计划重排方法，主要包括以下步骤：1）基于现场工艺拓扑图和工艺规则，采用并行倒推算法根据浇次计划编制炼钢生产作业计划；2）采用粗糙集上、下近似集算法，从决策表中挖掘“触发干扰‑工况条件‑操作序列”形式的专家规则，并存储成决策树格式；3）根据现场干扰及工况匹配规则，依据规则实现计划重排；4）若基于规则调整的计划不优化，可人工通过界面手动调整，基于存储的人工调整结果重新优化计划重排规则形成优良规则库；5）将调整后的计划以甘特图的形式展示给调度人员，并提供鼠标界面调整功能。本发明确保炼钢‑连铸生产过程紧凑、有序运行，降低了生产运营成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于炼钢生产过程智能调度技术领域，具体涉及一种基于粗糙集规则挖掘的炼钢生产过程作业计划在扰动下的重排方法。

背景技术

炼钢生产过程中，铁水、钢水及废钢通过容器在各工序间流转，从铁水进入炼钢车间到钢水注入连铸机，整个过程需要经过多道工序，每道工序有多个设备，编制基于炼钢工艺拓扑图的作业计划是保证炼钢过程正常运转的基础。但现场工艺复杂、任务多、扰动频发，编制好的以炉次为单位的作业计划需要频繁调整，因此，合理的计划编排及扰动下的计划重排是炼钢过程紧凑、有序运行的重要保证，对炼钢过程节能降耗、节约生产运营成本、提高生产效益和企业竞争能力具有重要意义。目前我国大多数炼钢-连铸生产过程的管理技术和信息化水平明显滞后于发达经济体的相关行业水平，没有形成实际可行的的扰动下计划重排方法和系统。

发明内容

为解决炼钢-连铸生产过程扰动下原定计划无法顺利执行的问题，本发明的目的在于提供一种能够降低生产故障率、减轻调度人员负担、提高生产效率及实现生产过程节能减排，在不同扰动下能快速有效的实现炼钢作业计划重排的炼钢-连铸生产过程智能调度方法。

为实现上述目的，图1为本发明方案框架图，本发明技术方案主要包括以下内容：根据组炉组浇结果，采用倒推算法实现炼钢作业计划静态编排，采用倒推+顺推的方法实现订单插入、删除、浇次和炉次交换等扰动下任务的重排，采用粗糙集挖掘专家规则并在线优化，基于规则实现设备故障、维修计划插入、工位更换和某生产环节大延时等异常情况下的计划重排，从而实现炼钢-连铸生产过程的智能调度，该调度方法主要包括以下步骤：

1) 组炉组浇：所述组炉是基于铁包的铁水容量，将ERP系统下发的由销售订单生成的生产订单分解、组合成炉次的过程，所述组浇是将所组炉次排成一个序列，序列中的炉次数由中间包决定，而炉次序列的时间安排以及序列内各炉次顺序由连铸机使用情况和订单交货期分别决定；

2) 并行倒推编排静态作业计划：所述作业计划编排是安排浇次中各炉次在连铸机上的开始、结束时间，并根据浇次计划安排各炉次任务的工艺生产路径并计算各炉次在铁水预处理、转炉、精炼炉、连铸机等生产设备的开始和结束时间，所述并行倒推算法是一种由炼钢最末一道工序（连铸）开始，根据钢种生产工艺路径依次计算计划炉次在紧前工序某设备的开始和结束时间，主要包括如下工艺规则：

a、紧前工序具有多设备时的工位优化选择规则，

b、连铸机不断浇的约束规则，

c、倒推出现冲突时的各连铸机浇次开浇时间的调整规则；

3）倒推+顺推实现订单插入、删除计划变更时的任务重排：所述倒推+顺推是一种作业计划重排方法，实际生产过程中经常出现浇次和浇次内炉次的紧急订单插入及有库存订单的删除，以及浇次和炉次生产时间顺序的交换等扰动，扰动发生时需要对原作业计划进行重排，重排时考虑到有些炉次部分工序已经生产完成，不能直接采用并行倒推算法进行统一计算，需要将当前炉次分为已经生产炉次+正在生产炉次+未生产炉次，保留已生产炉次计划，对正在生产炉次采用由前工序推到后工序的顺推算法，基于顺推结果的最早可用时间对未生产的炉次由末道工序开始进行倒推计算；