[发明专利]两流异宽的炼钢-连铸过程批量计划优化方法

权利要求书

1.一种两流异宽的炼钢-连铸过程批量计划优化方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、建立炼钢-连铸生产调度的炉次-浇次批量计划模型；

S2、采用变邻域结合模拟退火算法对步骤S1所述模型进行优化；

步骤S1中，首先生成半炉次计划，进而生成同钢种的半中间包计划，中间包计划，以此确定炉次计划，在确定炉次计划后，考虑异钢种连浇及烫辊材约束的浇次计划，具体过程如下：

S11、数据处理；

将工单按照机组，精炼路径，厚度，出钢记号分成不同的组炉工单互斥集，在集合内将工单按照允许生产宽度降序排列，以便炼钢组炉；

S12、组半炉次过程；

S121、取工单互斥集的第一个工单集合，针对每一个工单进行下一个步骤S122；

S122、判断该工单集合是否为空，为空则删除该工单集合，再进行步骤S121，否则进行下一个步骤S123；

S123、取工单集合内的一个工单，进行下一个步骤S124；

S124、判断炉次集合是否为空，为空则建立一个半炉次集合，并产生一个新的半炉次；根据组炉规则，遍历炉次集合，判断能否将该工单加入到当前半炉次，若能，则将该工单加到当前炉次，并从工单集合中删除，若不能则新建半炉次，将工单加入该半炉次，将该半炉次加入炉次集合，并将该工单从工单集合中删除，而后转步骤S125；

S125、判断工单互斥集是否为空，为空则转步骤S13，否则转步骤S121；

S13、组预中间包过程；

S131、取炉次集合的第一个半炉次，针对第一个半炉次进行步骤S132；

S132、判断预中间包集合是否为空，为空则建立一个预中间包集合，并产生一个新的预中间包；根据组预中间包规则，遍历预中间包集合，判断能否将该半炉次加到当前预中间包，若能，则将该工单加到当前预中间包，并从半炉次集合中删除该半炉次，若不能则新建预中间包，将半炉次加到该预中间包，并从炉次集合中删除该半炉次；转步骤S133；

S133、判断半炉次集合是否为空，为空转步骤S14，否则转步骤S131；

S14、组中间包过程；

S141、按照机组，精炼路径，厚度，出钢记号将预中间包分成不同的组浇互斥集合，并将集合内预中间包按照半炉次数量降序排列；

S142、判断中间包集合是否为空，为空则建立一个中间包集合，取预中间包集合内前两个预中间包，判断半炉次数量是否相等，相等则组合成中间包，并放入中间包集合内，若半炉次数量不相等，则将数量大的中间包截去差距半炉次，并将截取部分放入预中间包集合，将剩下的两个预中间包进行组合，形成中间包，放入中间包集合，转步骤S143；

S143、判断预中间包集合是否为空，为空则删除，并取互斥集内下一预中间包集合，若组中间包互斥集为空，则转步骤S15，否则转步骤S142；

S15、确定炉次；

S151、遍历中间包集合，按顺序取中间包，转步骤S152；

S152、遍历该中间包，取同一中间包内，左右流次对应位置的半炉次构成炉次，设定半炉次的炉号属性；

S153、判断中间包集合是否遍历完成，完成转步骤S16，否则转步骤S151；

S16、考虑异钢种连浇，确定浇次计划；

S161、按照连连浇组浇规则，将浇次集合中未组出最优经济炉数的浇次分为不同的互斥连连浇集合，转步骤S162；

S162、取其中一个连连浇集合，遍历浇次，判断两个浇次宽度能否衔接，从而将两个浇次合并为一个连连浇；若能合并，则将两个浇次合并，不能则取下一浇次进行判断，直到浇次组合完成；转步骤S163；

S163、判断互斥连连浇集合是否遍历完成，完成则进入优化步骤，否则转步骤S162；

根据步骤S1中的具体步骤生成初始解后，再在步骤S2中，使用变邻域结合模拟退火算法进行优化；

以炉次计划为例，定义如下的邻域结构：N1-交换板坯；

该操作通过交换不同炉次的板坯，如果该操作满足约束并改善目标函数，则接受该交换；

N2-交换板坯，该操作通过交换不同炉次的板坯，如果该操作满足约束并改善目标函数，则接受该交换；

浇次计划的邻域结构与炉次计划同理；

由于模型约束极多，且采用贪婪方式接受邻域变换，若陷入局部最优解，为解决该问题，当陷入局部最优时，采用模拟退火算法获得新解，再迭代进行变邻域搜索，从而获得可接受的解；

采用的算法步骤如下：

S21、将上述过程生成的初始解设为S₀，设置模拟退火算法的参数；

S22、对解S₀采用内层模拟退火，获得新的解S′；

S221、判断i＜m是否成立，m为炉次总数，若是则转步骤S222，否则转步骤S22；

S222、在当前解的基础上，任意交换炉次获得新的解S′；计算新解S的目标函数值，以及目标函数差值ΔE＝S′-S₀；决定是否接受新解，如果ΔE0或者e^-ΔE/T大于随机概率p，则保留解S′；i++；

S223、降温，令T＝T·Δt，转步骤S23；

S23、对解S₀进行变邻域搜索(VNS)，设初始参数k＝1；转步骤S231；

S231、判断k是否小于4，若是则使用邻域结构N_k进行搜索，直到陷入局部最优解S^*，如果S^*优于S₀则令S₀＝S^*，k＝0；否则k++；若k＝4，则转步骤S24；

S24、对解S^′进行步骤S2得到解S^′*；判断该解是否优于S^*，是则接受并赋值给S^*；

S25、判断T是否小于40，是则输出解，否则转步骤S23。

2.根据权利要求1所述的两流异宽的炼钢-连铸过程批量计划优化方法，其特征在于，

具有性能指标：组到各个炉次中的生产工单的钢种差异尽可能小；组到各个炉次的生产工单同流宽度差异尽可能小；组到相同中间包的相邻炉次之间钢种等级差异尽可能小；组到相同中间包的相邻炉次之间宽度差异尽可能小。