[发明专利]一种基于NSGA-II算法的造纸碎浆调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于NSGA‑II算法的造纸碎浆调度方法及装置。所述方法包括步骤S1～S3：S1、对获取的生产数据进行预处理；其中，所述生产数据包括设备数据和浆液数据，所述预处理包括删除异常数据和填补缺失数据；S2、根据所述浆液数据，计算浆液的生产速度和消耗速度；其中，所述浆液包括磨前池浆液和磨后池浆液；S3、根据NSGA‑II算法构建调度模型，并将步骤S1～S2中的所有数据输入所述调度模型，得到预定时间内设备的作业时间和用电成本。本发明能够通过根据NSGA‑II算法构建的调度模型，在碎浆环节中合理调度间歇性设备的作业时间，降低用电成本。

技术领域

本发明涉及造纸碎浆调度技术领域，尤其涉及一种基于NSGA-II算法的造纸碎浆调度方法及装置。

背景技术

为缓解峰期时段用电紧张，中国部分地区针对大型工业企业实施峰平谷电价计费标准，即规定峰期电价约是谷期电价的3倍，导致多数造纸企业的用电成本高达总能源成本的51％。

在造纸工业中，碎浆环节受人为因素及其他因素(比如非计划停机等)的影响较大，具有不稳定性、随机性和复杂性，需要根据大量数据对碎浆环节中的间歇性设备(比如碎浆机、磨浆机等)进行用电特征分析、数学方法描述制浆过程、建立削峰填谷模型。但现有削峰填谷模型依据的算法难以针对多个优化目标分析大量数据，一般仅支持局部优化调度。为更好地降低用电成本，如何通过新的削峰填谷模型在碎浆环节中合理调度间歇性设备的作业时间，成为造纸企业亟待解决的一大问题。

发明内容

本发明提供一种基于NSGA-II算法的造纸碎浆调度方法及装置，能够通过根据NSGA-II算法构建的调度模型，在碎浆环节中合理调度间歇性设备的作业时间，降低用电成本。

为了解决上述技术问题，本发明一实施例提供的一种基于NSGA-II算法的造纸碎浆调度方法，包括步骤S1～S3：

S1、对获取的生产数据进行预处理；其中，所述生产数据包括设备数据和浆液数据，所述预处理包括删除异常数据和填补缺失数据；

S2、根据所述浆液数据，计算浆液的生产速度和消耗速度；其中，所述浆液包括磨前池浆液和磨后池浆液；

S3、根据NSGA-II算法构建调度模型，并将步骤S1～S2中的所有数据输入所述调度模型，得到预定时间内设备的作业时间和用电成本。

进一步地，所述步骤S1，具体为：根据预存的数据取值范围，删除所述生产数据中的异常数据，并根据所述生产数据中的中位数，填补所述生产数据中的缺失数据。

进一步地，所述步骤S2，具体为：

对浆板耗用量和所述磨前池浆液的浓度进行量化，得到所述磨前池浆液的生产速度；

对所述磨前池浆液的出口流量进行量化，得到所述磨前池浆液的消耗速度；

对所述磨后池浆液的出口流量进行量化，得到所述磨后池浆液的生产速度；

根据所述设备数据、所述磨后池浆液的浓度和纸张定量，量化得到所述磨后池浆液的消耗速度。

进一步地，所述步骤S3，包括步骤S31～S34：

S31、将所述浆液数据作为约束条件初始粒子，对种群进行初始化；

S32、对所述种群进行快速非支配排序、选择、交叉和变异操作后得到初始种群，并设置所述交叉参数和所述变异参数；

S33、对合并父代种群和子代种群得到的融合种群进行快速非支配排序操作后计算拥挤度，得到第一代种群及所述第一代种群的个体；

S34、根据遗传操作继续产生下一代种群直至达到最大进化代数，并且输出满足第一目标函数和第二目标函数的目标种群；其中，所述第一目标函数用于计算所述作业时间，所述第二目标函数用于计算所述用电成本。