[发明专利]一种基于深度免疫克隆算法的电解铝智能配铝调度方法

说明书

本发明属于配铝调度技术领域。为了提高配铝调度的效率和质量，本发明公开了一种基于深度免疫克隆算法的电解铝智能配铝调度方法，该方法包括以下步骤：步骤S1，获取数据参数；步骤S2，根据种群初始化策略配置进行电解槽拆分；步骤S3，引入编码序列建立与拆分后电解槽的对应关系，并通过交叉变异构建编码序列群组；步骤S4，基于深度免疫克隆算法进行最优化迭代计算，获得最佳编码序列，通过对最佳编码序列进行组包操作得到最佳配铝调度方案。采用本发明的方法，不仅可以提高配铝调度的计算效率，而且可以提高抬包质量，实现最佳配铝调度。

技术领域

本发明属于电解铝行业的配铝调度技术领域，具体涉及一种基于深度免疫克隆算法的电解铝智能配铝调度方法。

背景技术

铝行业是典型的流程行业，电解氧化铝则是铝行业生产流程中最为核心的工艺环节。单个电解槽一次出铝量根据其型号不同，以我国西北某电解铝厂为例，其单槽单次出铝量大约为1500～3000Kg，而装载铝液的铝液抬包容量通常在4000～6500Kg，这样在出铝时，铝液抬包需要从多个电解槽抽取铝液。其中，由于受到电能供给等客观因素的限制，电解厂房的电解槽均为直线依次排布，相邻电解槽的间距大约为5米，天车吊装铝液抬包从一个电解槽移动到相邻电解槽的时间大约为5s。

在实际中，由于不同电解槽之间的槽况不同，每个电解槽所产出的铝液质量也有较大差距，此时如果依次出铝很有可能会导致单个铝液抬包内的铝液质量不达标。这样，为保证产品质量就要进行配铝调度，即根据每个电解槽的检化验数据、计划出铝量等因素对不同电解槽进行组包出铝，从而保证不同电解槽的铝液在铝液抬包内混合后的质量达到要求。

目前，国内大多数铝厂采用传统的人工计算方式进行配铝调度，但是由于配铝调度是一个复杂的多目标组合优化问题，需要考虑的因素特别多，例如连续浇注工艺下对单个铝液抬包的铝液质量要求、天车移动路径要求、铝液抬包的装液量以及不允许跨班次出铝、不允许跨工区出铝、产出铝液质量的方差尽可能大等特殊要求，导致人工计算十分困难，往往无法达到最佳的配铝调度，配铝成分超标导致的质量事故屡见不鲜，配铝调度不佳导致的资源浪费也是难以估量的。

发明内容

为了提高配铝调度的效率和质量，本发明提出了一种基于深度免疫克隆算法的电解铝智能配铝调度方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，获取数据参数；其中，包括计算参数：种群规模、克隆倍数、迭代次数、变异率，包括计算结果期望目标参数：允许的出铝最大跨度、期望最优质量和期望最差质量，还包括种群初始化策略、抬包最大安全容量、单次最低出铝量、梯度拆分参数、梯度质量要求下降参数，以及单槽出铝计划量、单槽原铝质量检化验数据、用铝需求计划；

步骤S2，根据所述种群初始化策略配置进行电解槽拆分；

步骤S3，构建编码序列群组；首先建立第一个编码序列，使第一个编码序列与拆分后依次排列的电解槽一一对应，并且第一个编码序列中的每一个序号分别存储其对应拆分后电解槽的出铝量，接着对第一个编码序列进行交叉变异处理，获得多个不同的编码序列构成编码序列群组；

步骤S4，基于深度免疫克隆算法进行最优化迭代计算；以所述步骤S3中构建的编码序列群组作为抗体种群，依次进行亲和度评价、克隆扩增、深度克隆搜索和克隆选择，完成迭代次数后，输出满足计算结果期望目标的计算结果，获得最优编码序列，进而由最优编码序列进行组包。

优选的，在所述步骤S1获取的数据参数中，所述变异率应在0～1范围内，所示期望最优质量和所述期望最差质量的Si、Fe含量应在0～1范围，Al含量应在0～100范围内。

优选的，在所述步骤S2中，进行电解槽拆分的种群初始化策略为不拆分电解槽、均匀拆分高杂质电解槽、梯度拆分高杂质电解槽和均匀拆分所有电解槽中的任意一种；其中，

所述不拆分电解槽，指的是不对电解槽的单槽出铝量进行任何调整；