炼钢连铸调度系统中制造命令调整模型及算法

　　炼钢连铸生产过程是现代钢铁企业生产中的关键工序，起着承上启下的作用，主要包括炼钢、精炼、连铸三道工序的作业。整个炼钢连铸生产过程对成分、时间、温度等都有极高的要求。此外，还要在保证生产质量和连铸连续作业的前提下，充分发挥设备产能，提高作业率。

　　近年来，炼钢连铸生产调度问题一直是学术界和钢铁界研究和关注的热点[1-9]。炼钢连铸生产调度是一个多目标、多任务，涉及多项模型技术和计算机技术的复杂生产调度问题。它主要包括出钢计划的静态编制、生产计划的动态调整、设备管理以及人机交互画面等多个子系统模块。国内外针对炼钢连铸生产调度问题的研究成果有很多，如神经网络、遗传算法、启发式算法、准时制调度等，但由于炼钢连铸工艺自身的复杂性，这些方法并不能很好地解决各种异常情况。

　　在实际炼钢连铸生产中，经常出现一些突发事件，这些突发事件往往会导致预先编制好的出钢计划无法继续执行，从而急需人工干预和调整。一方面，由于高温钢水不允许停留过长时间，现场对调度时间要求很苛刻;另一方面，人工调整具有依赖操作工经验、预见性差、速度慢等缺点，难以在短时间内做出合理调度。因此，寻找智能生产计划动态调整方法非常重要。

　　本文采用多目标优化模型和启发式算法分别进行制造命令调整中的时间和设备调整。该技术已在某大型炼钢厂进行实际应用，运行结果表明了该模型算法的有效性和实用性。

　　1 炼钢连铸工艺流程及特点

　　炼钢连铸生产工艺流程比较复杂。在炼钢连铸系统中，被加工对象是炼铁厂生产的高温铁水。鱼雷车将高温铁水运输到炼钢厂后，装入转炉进行吹炼，吹炼完的钢水被装入空钢水包中，台车将钢水包运到吊车跨，吊车再将钢水包吊到相应精炼设备的台车上，然后精炼台车进入精炼工位，精炼设备对钢水进行处理，处理结束后，精炼台车将钢水包运到浇铸跨或模铸跨进行浇铸。

　　整个炼钢连铸系统包括多个数量、多种类型的生产设备。以该大型钢厂为例，炼钢连铸调度系统中有3台转炉;3台真空脱气精炼设备(RH)、2台脱合金精炼设备(CAS)、1台脱硫精炼设备(KIP)、1台电炉精炼设备(LF);3台连铸机(CC)。其中，转炉工艺段有脱碳和脱磷脱碳两种工艺区分，精炼工艺段最多可达4重精炼。由此可见，炼钢连铸工艺流程相当复杂。

　　2 制造命令调整

　　在炼钢连铸生产过程中，可能的扰动因素很多，大致可分为时间类、设备故障类、浇铸异常类、钢水质量不达标等扰动。在炼钢连铸动态调整系统中，每类扰动都有其相应的解消方法。制造命令调整是炼钢连铸动态调整系统中最重要的扰动解消方法之一。它不仅可以解消由设备故障、浇铸异常、钢水质量引发的设备冲突，还可以进行时间调整，提高生产效率。