人机交互调整炼钢连铸调度计划

　　O 引言

　　炼钢连铸生产计划调度系统是钢铁企业制造执行系统(MES，Manufacture Execute System)的重要组成部分，在企业的生产管理中起着承上启下的作用。现代化的供应链管理对企业的生产组织提出了更高的要求，需求驱动要求一个好的调度计划能够在正确的时间、正确的地点实施正确的行为。

　　目前在炼钢连铸调度计划的编制上，一般是把它看作一类特殊的多工件、多工序、多机的车间作业排序(Job Shop Scheduling)问题，可行的方法包括线性规划、启发式算法、遗传算法、禁忌搜索、专家系统等等。采用规划方法解决此类问题具有实现某种最优评价指标的好处，但往往计算的时间复杂性大，不利于在工业领域中的快速实现，同时也无法有效地利用计划调度人员多年积累的领域知识。为此本文提出了一种动态调整炼钢连铸计划的人机交互方法，通过计划图形动态编辑器这样的工具软件加以实现，可以极大地提高计划编制的效率，同时保证计划的规范性。

　　l 炼钢连铸生产计划调度系统简介

　　从整个钢铁企业的生产计划层次(图1)来看，炼钢连铸生产计划调度系统处于生产作业计划这一层次，属于制造执行系统在炼钢区域的部分，负责安排炼钢厂的生产物流。它接收上一级的生产合同计划与物料计划，计算得出炼钢区域的生产作业计划，并下发到下一级形成生产指令，对整个生产管理和控制起到承上启下的作用。

　　炼钢连铸生产的工艺流程如图2所示，一个炼钢厂会有多台炼钢设备、精炼设备、浇铸设备以及相应的生产辅助设备，钢水一般要经过“炼钢-精炼-浇铸”这样3个大的工序铸造成坯，在炼钢和精炼的过程中还可能涉及多重处理。从现有的研究来看，一般是把炼钢连铸生产计划调度问题归结为在批量计划(炉次和浇次计划)的基础上，以炉次为最小计划单位，以某一目标函数(如最小等待时间、最小提前/拖期费用或最小总流程时间)最优为评价的一类多工件、多工序、多机的特殊车间作业排序问题。其最终结果是要确定在何时、在何种设备上以何种顺序安排钢水从炼钢到连铸的生产过程的各个工序[1]。

　　在线生产调度计划的编制与调整因其复杂性与重要性成为工业工程领域研究的热门课题，可以利用的方法包括线性规划、启发式算法、遗传算法、禁忌搜索、专家系统等等[1～5]，这些方法在一定的限制条件下可以编制出优化的生产调度计划。但由于在实际生产中编制计划的条件经常会发生变化，它们或多或少会在一些场合失效，从而影响使用。就我国钢铁企业计划调度系统的实际情况而言，大部分仍旧采用人工调度方法，计划编制效率较低，生产计划柔性较差，不能适应多变的生产情况，与国际先进水平相比尚有较大差距。