[发明专利]面向铝压铸的熔化、配送和保温参数集成的节能优化方法

权利要求书

1.一种面向铝压铸的熔化、配送和保温参数集成的节能优化方法，其针对车间内以某一台熔化炉为主的生产整体，该整体内还包括N台由熔化炉提供合金的压铸机及其对应的N台保温炉，N为大于1的自然数；其特征在于：

首先，获取已知的相关生产信息作为输入，包括该整体中压铸机每次的浇注质量、压铸机每次浇注的间隔时间、压铸机所需生产的产品数量、熔化炉在初始时刻的保温量、初始时刻熔化炉熔化烧嘴的状态、保温炉在初始时刻的保温量、初始时保温炉是否已取料及取料时刻和取料量、初始时压铸机离下次加料的时间；

然后，建立以整体的总成本最小为目标的优化模型如下：

min{Co＝Cm+∑Ct_k+∑Ch_k+∑Cp_k}

其中：Co为该整体的总成本，Cm为该整体中熔化炉的使用成本，Ct_k为该整体中第k台保温炉的铝液运输成本，Ch_k为第k台保温炉的使用成本，Cp_k为第k台保温炉因铝液缺少导致的暂停成本，k为自然数且1≤k≤N；

最后，对上述优化模型进行求解，得到该整体中熔化炉的熔化速度、熔化炉保温区的上限保温质量和下限保温质量、保温炉从熔化炉每次取料的时刻和质量、保温炉的上限保温质量和下限保温质量。

2.根据权利要求1所述的节能优化方法，其特征在于：所述优化模型的约束条件如下：

Vm∈[Vmmin，Vmmax]

Mmmin≤Mmlow＜Mmup≤Mmmax

Mhmin_k≤Mhlow_k＜Mhup_k≤Mhmax_k

其中：Vm为熔化炉的熔化速度，Vmmin和Vmmax分别为熔化炉的最小熔化速度和最大熔化速度，Mmup和Mmlow分别为熔化炉保温区的上限保温质量和下限保温质量，Mmmin和Mmmax分别为熔化炉保温区的最小保温质量和最大保温质量，Mhup_k和Mhlow_k分别为第k台保温炉的上限保温质量和下限保温质量，Mhmin_k和Mhmax_k分别为第k台保温炉的最小保温质量和最大保温质量。

3.根据权利要求1所述的节能优化方法，其特征在于：采用遗传算法对优化模型进行求解，求解过程中：先求得一组整体最小成本的优化参数，在该优化参数基础上运行使该整体中一台压铸机生产任务完成，然后以上述结束的状态为初始状态，求解另外一组整体最小成本的优化参数，在该优化参数基础上运行直到另一台压铸机生产任务完成，重复上述操作，直至所有压铸机生产任务完成。

4.根据权利要求1所述的节能优化方法，其特征在于：所述熔化炉使用成本Cm的表达式如下：

Cm＝Em*pem+Mo*pa

Em＝Emm+Emh+Ems+Emc

Emm＝Pmm*Tmm

Emh＝∫₀^TmhPmh

Ems＝Pms*Tms

Emc＝ΔEmc*Nmc

Pmh＝cmh¹*Mmh+cmh²

其中：Em为熔化炉的熔化能源消耗量，pem为熔化炉的熔化用能源单价，Mo为熔化炉的材料氧化烧损量，pa为熔化炉的熔化材料单价，Emm为熔化炉的熔化能耗，Emh为熔化炉保温区的铝液保温能耗，Ems为熔化炉的熔化待机能耗，Emc为熔化炉的熔化状态切换能耗，Pmm为熔化炉的熔化功率，Tmm为熔化炉的熔化时间，Pmh为熔化炉保温区的保温功率，Tmh为熔化炉保温区的保温时间，Pms为熔化炉的熔化待机功率，Tms为熔化炉的熔化待机时间，ΔEmc为熔化炉一次熔化状态切换的能量损失，Nmc为熔化炉的熔化状态切换次数，Vm为熔化炉的熔化速度，cmm¹、cmm²、cmm³、cmh¹、cmh²、cmo¹、cmo²均为给定的系数，Mmh为熔化炉保温区的溶液质量。