具有特殊缓冲区的钢铁生产调度问题研究
发布时间：2022-04-17 19:29
冶铸轧一体化生产（SM-CC-HR）是钢铁生产中的一个重要瓶颈,也是CIMS的重要组成部分。其生产调度过程可建模为一个复杂的job-shop生产调度问题。随着人工智能优化算法,如:蚁群算法、神经网络算法等的快速发展,研究人员已经积累了大量的关于智能优化算法求解生产调度问题的研究成果。在课题组的前期工作中,已经建立了炉次编制计划的多目标优化模型,提出了一种组合进化算子。通过仿真实验求解所提模型,得到了多组最优解,验证了模型和算法的有效性。仿真实验结果表明,该算法虽然有着优秀的求解效率,但也面临着种群多样性不足,难以跳出局部最优解的问题。基于已有成果,本课题围绕“提高板坯热装比”这一优化目标,提出新的钢铁生产调度数学模型,采用局部保留基因双亲交叉（Local Retention-Parents Crossover,LR-PPX）进化算法求解此模型。具体研究工作如下:首先,本文在连铸-热轧工序衔接部分引入特殊缓冲区,提出了带有缓冲区两阶段作业车间调度数学模型。特殊缓冲区是为了解决板坯热送热装比率较低的问题而设计,其缓冲作用主要通过板坯库中板坯的暂时存放、保温坑的保温作用、专用炉及普通炉的分配...
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生产调度问题研究现状
1.2.2 带有缓冲区的生产调度问题研究现状
1.3 本文主要研究工作
1.3.1 课题研究意义
1.3.2 课题研究方法
1.3.3 课题的主要内容和结构
第二章 具有特殊缓冲区的钢铁生产调度模型
2.1 引言
2.2 钢铁生产工艺分析
2.3 特殊缓冲区
2.3.1 特殊缓冲区物理结构
2.3.2 特殊缓冲区生产模式
2.3.3 特殊缓冲区生产调度约束条件
2.4 钢铁生产调度计划编制
2.4.1 钢铁生产约束条件
2.4.2 炼钢-连铸-热轧生产计划编制方案
2.4.3 特殊缓冲区生产计划编制
2.5 带有缓冲区的两阶段job-shop生产调度数学模型
2.5.1 问题描述
2.5.2 数学模型
2.5.3 模型分析
2.6 本章小结
第三章 改进的 LR-PPX 进化算法设计
3.1 引言
3.2 常见求解算法
3.2.1 SCE算法
3.2.2 蚁群算法
3.2.3 进化算法
3.3 LR-PPX进化算法设计
3.3.1 编码与解码
3.3.2 适应度函数
3.3.3 改进的擂台赛选择策略
3.3.4 交叉算子
3.3.5 变异算子
3.3.6 算法终止条件
3.4 本章小结
第四章 生产调度问题仿真实验
4.1 基本job-shop调度问题仿真实验
4.1.1 仿真实验一
4.1.2 仿真实验二
4.1.3 仿真实验三
4.1.4 仿真实验四
4.2 钢铁生产调度仿真实验
4.2.1 仿真实验基本参数
4.2.2 含特殊缓冲区的钢铁生产计划编制
4.2.3 传统钢铁生产线生产计划编制
4.2.4 实验结果对比与分析
4.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多Agent的MES系统调度[J]. 杨陇苗,王玉洁. 信息系统工程. 2017(02)
[2]基于改进粒子群蚁群算法的多目标双边匹配问题[J]. 陈睿,赵志刚,张雁茹,李永恒. 计算机工程与设计. 2017(01)
[3]改进初始种群的遗传算法解决柔性车间调度[J]. 余智勇,袁逸萍,李晓娟. 机械设计与制造. 2016(11)
[4]加工时间不确定的炼钢连铸生产调度串级交叉熵算法[J]. 王桂荣,李歧强,丁然,王鲁浩. 控制与决策. 2016(07)
[5]融合启发式规则和文化基因算法的多缓冲炼钢—连铸生产调度[J]. 唐秋华,郑鹏,张利平,张启敏,陈立. 计算机集成制造系统. 2015(11)
[6]炼钢-连铸动态调度中基于规则的时间调整方法（待续）[J]. 王珊珊,曾亮,叶理德. 冶金自动化. 2014(04)
[7]炼钢-连铸过程生产计划与调度问题综合优化研究[J]. 王彬,王闯,王宝,刘青,谢飞鸣,卢新春. 武汉科技大学学报. 2014(03)
[8]求解炼钢-连铸生产调度问题的拉格朗日算法[J]. 毛坤,潘全科,庞新富. 系统工程学报. 2014(02)
[9]基于离散人工蜂群算法的炼钢连铸调度优化方法[J]. 马文强,唐秋华,张超勇,邵新宇. 计算机集成制造系统. 2014(03)
[10]工艺规划与车间调度及两者集成的研究现状和发展趋势[J]. 吕盛坪,乔立红. 计算机集成制造系统. 2014(02)
硕士论文
[1]炼钢—连铸生产调度计划优化问题研究[D]. 王洪跃.辽宁科技大学 2015
[2]多目标炼钢-连铸计划编制问题研究[D]. 高昆.内蒙古工业大学 2013
[3]提钒—炼钢生产调度的优化与仿真研究[D]. 曲亚萍.重庆大学 2010
[4]基于改进遗传算法的车间调度优化及其仿真[D]. 马秀明.大连理工大学 2008
[5]基于Multi-Agent的连铸热轧一体化生产调度系统[D]. 佘国林.大连理工大学 2007
本文编号：3646135
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生产调度问题研究现状
1.2.2 带有缓冲区的生产调度问题研究现状
1.3 本文主要研究工作
1.3.1 课题研究意义
1.3.2 课题研究方法
1.3.3 课题的主要内容和结构
第二章 具有特殊缓冲区的钢铁生产调度模型
2.1 引言
2.2 钢铁生产工艺分析
2.3 特殊缓冲区
2.3.1 特殊缓冲区物理结构
2.3.2 特殊缓冲区生产模式
2.3.3 特殊缓冲区生产调度约束条件
2.4 钢铁生产调度计划编制
2.4.1 钢铁生产约束条件
2.4.2 炼钢-连铸-热轧生产计划编制方案
2.4.3 特殊缓冲区生产计划编制
2.5 带有缓冲区的两阶段job-shop生产调度数学模型
2.5.1 问题描述
2.5.2 数学模型
2.5.3 模型分析
2.6 本章小结
第三章 改进的 LR-PPX 进化算法设计
3.1 引言
3.2 常见求解算法
3.2.1 SCE算法
3.2.2 蚁群算法
3.2.3 进化算法
3.3 LR-PPX进化算法设计
3.3.1 编码与解码
3.3.2 适应度函数
3.3.3 改进的擂台赛选择策略
3.3.4 交叉算子
3.3.5 变异算子
3.3.6 算法终止条件
3.4 本章小结
第四章 生产调度问题仿真实验
4.1 基本job-shop调度问题仿真实验
4.1.1 仿真实验一
4.1.2 仿真实验二
4.1.3 仿真实验三
4.1.4 仿真实验四
4.2 钢铁生产调度仿真实验
4.2.1 仿真实验基本参数
4.2.2 含特殊缓冲区的钢铁生产计划编制
4.2.3 传统钢铁生产线生产计划编制
4.2.4 实验结果对比与分析
4.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多Agent的MES系统调度[J]. 杨陇苗,王玉洁. 信息系统工程. 2017(02)
[2]基于改进粒子群蚁群算法的多目标双边匹配问题[J]. 陈睿,赵志刚,张雁茹,李永恒. 计算机工程与设计. 2017(01)
[3]改进初始种群的遗传算法解决柔性车间调度[J]. 余智勇,袁逸萍,李晓娟. 机械设计与制造. 2016(11)
[4]加工时间不确定的炼钢连铸生产调度串级交叉熵算法[J]. 王桂荣,李歧强,丁然,王鲁浩. 控制与决策. 2016(07)
[5]融合启发式规则和文化基因算法的多缓冲炼钢—连铸生产调度[J]. 唐秋华,郑鹏,张利平,张启敏,陈立. 计算机集成制造系统. 2015(11)
[6]炼钢-连铸动态调度中基于规则的时间调整方法（待续）[J]. 王珊珊,曾亮,叶理德. 冶金自动化. 2014(04)
[7]炼钢-连铸过程生产计划与调度问题综合优化研究[J]. 王彬,王闯,王宝,刘青,谢飞鸣,卢新春. 武汉科技大学学报. 2014(03)
[8]求解炼钢-连铸生产调度问题的拉格朗日算法[J]. 毛坤,潘全科,庞新富. 系统工程学报. 2014(02)
[9]基于离散人工蜂群算法的炼钢连铸调度优化方法[J]. 马文强,唐秋华,张超勇,邵新宇. 计算机集成制造系统. 2014(03)
[10]工艺规划与车间调度及两者集成的研究现状和发展趋势[J]. 吕盛坪,乔立红. 计算机集成制造系统. 2014(02)
硕士论文
[1]炼钢—连铸生产调度计划优化问题研究[D]. 王洪跃.辽宁科技大学 2015
[2]多目标炼钢-连铸计划编制问题研究[D]. 高昆.内蒙古工业大学 2013
[3]提钒—炼钢生产调度的优化与仿真研究[D]. 曲亚萍.重庆大学 2010
[4]基于改进遗传算法的车间调度优化及其仿真[D]. 马秀明.大连理工大学 2008
[5]基于Multi-Agent的连铸热轧一体化生产调度系统[D]. 佘国林.大连理工大学 2007
本文编号：3646135
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3646135.html
