[发明专利]一种处理钢铁企业彩涂机组生产扰动的工艺方法及装置

摘要

一种处理钢铁企业彩涂机组生产扰动的工艺方法，其特征在于先建立一个时间缝隙与侯选板卷之间的匹配模型，用全局优化的观点来同时修复所有的时间缝隙，将对由匹配模型所得到的新的生产作业方案进行可行性检查，并修复其中可能出现的不可行情况；最后，使用智能优化算法对可行的新生产作业方案进行改进。本发明还提出了一种专用于实施上述工艺方法的装置，它包括：生产扰动监控器1、TCP/IP网络2、企业数据服务器3、数据采集器4、数据处理器5、存储器6、优化处理器7、基于LCD的触摸屏显示器8和生产作业方案上传器9。采用本发明可以快速响应并有效处理钢铁企业彩涂机组的生产扰动，从而更好地保证了生产的连续性，提高机组的生产作业效率，也降低了生产成本，具备较大的经济价值。

主权项

1、一种处理钢铁企业彩涂涂机组生产扰动的工艺方法，其特征在于：基于匹配模型，用全局优化的观点来同时修复初始生产作业方案中所有由生产扰动所导致的时间缝隙，共包括以下六个步骤：第一步：对生产扰动出现时的系统进行近似描述，在彩涂机组出现生产扰动时，假设初始生产作业方案中出现问题的板卷的集合为M＝{1，2，...，m}，此时候选板卷集合为N＝{1，2，...，n}，注意彩涂前库中所有的过渡卷也包含在N中，并且将其它的板卷称为有合同板卷；基于匹配模型，本发明所考虑的彩涂机组生产扰动优化处理问题可以近似描述为：MinimizeΣi∈NΣj∈Mcijxij---(1)]]>s.t.Σj∈Mxij≤1,]]>∀i∈N---(2)]]>Σi∈Nxij=1,]]>∀j∈M---(3)]]>x_ij∈{0，1}，∀i∈N,]]>∀j∈M---(4)]]>在目标函数(1)中，c_ij是候选板卷i与问题板卷j之间的匹配费用，主要包括它们之间在宽度、厚度、重量、处理时间、涂层颜色、交货期和到达时间上的差异的惩罚值的加权和；x_ij表示候选板卷i与问题板卷j之间的匹配关系，即如果用候选板卷i替代问题板卷j，则x_ij＝1，否则x_ij＝0；约束(2)和(3)为系统自身的工艺和运行约束条件，约束(2)保证每个候选板卷最多只能够匹配一个问题板卷；约束(3)保证每个问题板卷必须匹配上一个候选板卷；约束(4)保证决策变量x_ij只能取0或1；由于前库中过渡卷的数量总是比较多，可以假设n≥m，因此该模型是一个非平衡的匹配模型；第二步：将上述第一步中所建立的模型转化为平衡模型，通过向问题板卷集合M中引入n-m个虚拟的问题板卷从而得到新的问题板卷集合M′＝MY{m+1，...，n}，并设这些虚拟的问题板卷与候选板卷之间的匹配费用为L(一个很大的数)，则上面的非平衡匹配问题模型可以变为一个平衡问题模型(即|M′|＝|N|)：MinimizeΣi∈NΣj∈M′cijxij---(5)]]>s.t.Σj∈M′xij=1,]]>∀i∈N---(6)]]>Σi∈Nxij=1,]]>∀j∈M′---(7)]]>x_ij∈{0，1}，∀i∈N,]]>∀j∈M′---(8)]]>第三步：求解平衡匹配模型使用最短增加路算法(shortest augmenting path algorithm)来求解此平衡匹配问题，并根据所得到的最优解对初始生产作业方案进行局部调整；通常情况下，由该模型所得到的新生产作业方案是可行的；第四步：对调整后的生产作业方案进行可行性检查与修复；第五步：使用智能优化算法对新的生产作业方案进行改进；；第六步：由彩涂机组的生产自动控制系统执行最后所得到的新的生产作业方案。.