[发明专利]一种应用于钢铁行业炼钢-连铸流程的计划调度系统

权利要求书

1.一种应用于钢铁行业炼钢-连铸流程的计划调度系统，其特征在于，硬件上包括模型服务器、应用服务器、数据库服务器、两台客户端PC机及连接各计算机的网络设备包括交换机、网线、防火墙、路由器设备；模型服务器、应用服务器、关系数据库服务器通过网线连接到交换机上，交换机经过防火墙与外部连接各客户端PC机的路由器设备连接，实现客户端和服务端通讯；软件系统包括基础参数配置模块、智能调度模块、生产过程追踪模块三部分功能模块以及仿真优化模型、行车调度模型两大模型，其中，基础参数配置模块、智能调度模块、生产过程追踪模块部署在应用服务器上，仿真优化模型和行车调度模型部署在模型服务器上；所有的数据和信息均存储在关系数据库上，关系数据库运行在数据库服务器上；应用服务器、数据库服务器、模型服务器之间均通过局域网链接；两台客户端PC机分别用于对调度结果以及生产及物流追踪信息的展示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的基础参数配置模块，包括工艺参数配置、设备参数配置、行车参数配置、钢包信息配置；工艺参数配置所涉及的配置信息包括不同的钢种在各工序的标准作业时间及范围、工装准备时间及范围、标准作业温度及范围、输出温度及范围；设备参数配置用于配置具体设备的参数信息包括设备容量及范围、所在工位、位置坐标、产品、生命周期、附属设备、钢种约束、温度约束、规格约束、不同生产情景下对钢种、规格、温度的特定约束；行车参数配置用于配置行车调度及追踪所需要的各种参数信息，包括行车所属跨、载重、行程区间、水平运行速度、起吊速度；钢包信息配置用于配置钢包的各种信息，包括包号、最大保包龄、当前包龄、当前状态。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的智能调度功能模块包括计划维护模块、智能排产模块、动态调度模块、行车调度模块。计划维护模块用于根据MES系统下达的计划，根据相应的冶金规范，生成制造命令，并根据生产实绩，对制造命令进行增加和删除；智能排产模块根据生产计划，调用仿真优化模型生成作业计划，作业计划以甘特图形式展示，并提供手工推拽方式，能够对甘特图进行必要的调整；动态调度模块根据对生产过程追踪，监视计划的执行偏差，当偏差较大时，调用仿真优化模型重新调整作业计划；行车调度模块，则当计划执行完毕，调用行车调度模型，选择合适的行车，发送调度指令来执行运输任务。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述的行车调度模型运行流程：当某工位计划执行完毕，根据下游作业计划，形成运输任务，包括源工位、目标工位、运输起止时间、钢包；具体的行车调度流程包括行车能力评估、行车能力评价、行车选定、任务执行环节；行车能力评估，是根据运输任务所在跨，遍历此跨内所有行车，以行车当前位置、状态，运行方向、速度、运输任务中源工位和目标工位位置，作为基本输入，对各行车进行能力评估，计算能力指标，包括响应时间、执行时间、避让行车、避让花费时间；行车能力评价，是根据能力评估结果，对能力指标的响应时间、执行时间、避让次数、避让花费时间，进行综合评估并按优先级排序；行车选定是根据行车最优执行顺序，发送行车指令，当某行车拒绝执行，则按照行车执行优先级，选择次优行车，再次发送指令，直到指令被成功接收；任务执行，是指接收指令的行车根据任务的起始位置和时间要求，在规定的时间内，吊运钢包，并向生产过程追踪服务模块反馈任务的执行情况，实时预估计划执行偏差。

5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于，所述的仿真优化模型基于多智能体仿真实现，仿真优化流程包括反向计划粗排、正向仿真模拟、仿真结果评判分析与优化调整、计划下达几个流程，具体如下：

(1)反向计划粗排：根据固有的浇铸节奏，倒排入炉时间，按照入炉时间，确定转炉入炉顺序；

(2)正向仿真模拟：按照入炉顺序，基于多智能体仿真平台，模拟整个生产流程的运行，把钢铁生产过程复杂的物流系统抽象为一个多智能体系统，将生产流程中的工位、工序抽象成智能体模型，基于各工序的生产工艺要求和优化策略，建立同工序多设备任务分配机制以及前后上下游工序之间任务协调机制，以炉次粗排计划、设备生产状态为输入，以保证连浇的情况下入炉时间最小作为目标驱动智能体仿真系统运行，通过模拟整个生产流程，，细化各工位作业时间；

(3)仿真结果评判分析与优化调整：作业计划生成以后，确定是否满足了连浇条件，当不满足，且调整次数在规定的调整范围N内，对断交的炉次，按照入炉顺序依次调整入炉时间后，所有未排炉次重新排序，并再次进行仿真模拟；当作业计划的调整次数超过了最大调整次数N，依然无法满足连浇，则对未开始的连铸节奏进行调整，整个浇次延后一定时间间隔T，然后从反向计划粗排开始，重新启动整个仿真流程；

(4)计划下达：作业计划生成后，由调度人员确认无误后，下达执行。