全连铸生产调度系统仿真模型的建立

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1996.03.006 第18卷第3期 “北京科技大学学报 Vol.18 No.3 1996年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.1996 全连铸生产调度系统仿真模型的建立 田乃媛吴晓东 北京科技大学冶金系，北京100083 摘要对具有离散事件系统特征的全连铸车间生产调度系统，通过建立其仿真模型进行试验，实现了 借助计算机仿真全连铸生产过程，编制了相应调度程序软件，给出多种优化调度方案图，可供实际生 产调度参考使用 关键词计算机化仿真，全连铸，生产调度 中图分类号TF777,F270.7 全连铸生产调度系统是离散事件系统，即指系统状态在某些时刻由于某随机事件的驱动会发 生变化的系统，比如钢包到达连铸机，若连铸机正值闲期，它可立即由闲变忙，开始浇注，此 外，全连铸生产系统是在高温状态下运行的，各工序在时间上的衔接均受温度影响.这两个特点使 系统对时间调控的要求甚严，若在实际生产中做试验难度颇大，目前只能采用系统仿真的方法， 建立调度仿真模型来进行试验·为此，在研究全连铸生产物流管理工作中，以调度方案寻优为指 导思想，借助计算机来仿真全连铸生产过程，从而制订出相应的调度方案，应是全连铸生产向自 动化迈进的关键一步， 1全连铸生产调度系统仿真的分析 炼钢厂（全连铸车间）是钢铁冶金企业大系统中的子系统，它由多工序一混铁炉（化铁 炉)、转炉、二次精炼装置、连铸机等有机组成·为了分析研究该系统，首先要建立其模型，然后 在模型上进行试验，此过程称为系统仿真山. 描述离散系统特征是通过实体，属性、活动3个内容来完成，系统均由一些相互有关的实 体组成，工厂系统中的实体有车间、原料、成品等；实体均有一定特征，也即具有一定属性，如 车间中机器及人员数量：系统内部会发生多种变化，称之为活动，车间中的生产过程就是主要活动. 为了研究、分析与设计系统，需要对系统进行试验，直接在真实系统上进行困难大，通常是按 真实系统的“样子”构造一个模型来开展试验、这是一个十分有效的手段，从建模直至试验，这 一过程称为系统仿真，具体到全连铸生产离散系统的仿真基本概念如下： (1)实体离散系统中有临时和永久实体两类，前者在系统中只存在一段时间，由系统外部 进入，然后又离开，如全连铸系统中的钢包中的钢水就是临时实体；而永久驻留在系统中的实体 如连铸机则为永久实体；临时实体按一定规律到达永久实体，最后离开系统，促使整个系统呈现 动态. (2)事件引起系统状态发生变化的行为是事件，可理解为事件驱动系统，如钢包到达大包 1995-03-16收稿第一作者女55岁教授 *国家自然科学基金资助项目

第 18 卷 第 3 期 19 9 6 年 6 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u m a l o f U n iev rs ity o f S d en ec a n d T ec h n o l o g y eB ij i n g V o l . 1 8 N o . 3 J J L 19 9 6 全连铸生产调度系统仿真模型 的建立 田 乃媛 吴晓 东 北 京科 技大 学冶金 系 , 北京 1议幻83 摘要 对具有离散事件系统特征的全 连铸车间生产调度系统 . 通过建立其仿真模型进行 试验 , 实现 了 借助计算机仿真全连铸生产过程 , 编制了相应调度程 序软件 , 给出多种优化调度方案 图 , 可供 实际生 产调度参考使用 . 关键词 计算机化仿真 , 全连铸 , 生 产调度 中图分类号 1下 77 , F 270 . 7 全连铸生产调度系统是离散事件系统 , 即指 系统状态在某些时刻由于某 随机事件的驱动会发 生变化 的系统 , 比如钢包到达连铸机 , 若连铸机正 值 闲期 , 它可 立 即由闲 变忙 , 开始 浇注 . 此 外 , 全连铸生产系统是在高温状态下 运行的 , 各工序在时间上的衔接均受温度影响 . 这两个特点使 系统对时间调控的要 求甚严 , 若在 实际生产中做试验难度颇大 , 目前只能采用系 统仿真 的方 法 , 建立调度仿真模型来进行试验 . 为此 , 在研究全连铸生产物流管理工作中 , 以调度方案寻优为指 导思想 , 借助计算 机来仿真 全连铸 生产过程 , 从而制订 出相应的调度方 案 , 应是全连铸生产向自 动化迈进的关键一步 . 1 全连铸生产调度 系统仿真的分析 炼钢厂 (全连铸 车间) 是钢铁冶金企业 大系统中的子 系统 , 它 由多工 序 — 混 铁 炉 (化 铁 炉 ) 、 转炉 、 二次精炼装置 、 连铸机等有机组成 . 为了分析研究该系统 , 首先要建立其模型 , 然后 在模型上进行试验 , 此过 程称 为系 统仿真 [ ’ } . 描述离散系统特 征是通过 实体 、 属性 、 活动 3 个内容来完成 . 系统均由一些 相互有 关 的实 体组成 , 工厂 系统中的实体有车 间 、 原料 、 成品等 ; 实体均有一定特征 , 也即具有一定属性 , 如 车间 中机器及人员数 量; 系统内部会发生多种变化 , 称之为活动 , 车间中的生产过程就是主要活动 . 为了 研究 、 分析 与设计系统 , 需要 对系统进行 试验 , 直接在真实系统上进行困难大 , 通常是按 真实系统的 “ 样子 ” 构造一个模型来开展试验 , 这是一个 十分有效的手段 . 从建模直至 试验 , 这 一过程称为系统仿真 . 具体到全连铸生产离散系统的仿真基本概念如下: ( l) 实体 离散系统 中有临时和永久 实体两类 , 前者在系统中只存在一段时间 , 由系统外部 进人 , 然后又离开 , 如全连铸 系统 中的钢包中的钢水就是 临时实体; 而永久驻 留在系统 中的实体 如连铸机 则为永久 实体 ; 临时实体按一定规律到达永久实体 , 最后离开系统 , 促使整个系统 呈现 动态 . ( 2) 事件 引起系统状态发生变化的行为是事件 , 可 理解 为事件驱动系统 . 如钢包到达大包 l卯 5 一 0 3 一 16 收 稿 第一 作者 女 5 岁 教授 中 国 家 自然 科 学 基 金 资助 项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 03. 006

Vol.18 No.3 田乃媛等：全连铸生产调度系统仿真模型的建立 227. 回转台这一行为是一类事件，一旦到达后，系统中的连铸机马上由闲变忙，或目前连铸机正在浇 钢，钢包需要等待再浇，使系统增加1包待浇钢水，总之系统发生了状态变化，系统中往往有 多类事件，事件的发生又与某实体相联系，一类事件发生还可引起其他事件的出现.为了做到对 系统事件的管理，仿真模型中要建立事件表，记录事件类型、发生时间及与该事件相联实体的 有关属性等， (3)活动离散事件系统中表示两个可以区分的事件之间的过程简称为活动.它标志着系统 状态的转移，如钢包到了连铸机平台这一事件就与钢包钢水开浇事件相关，二者之间的过程则是 一种活动，该活动使系统的排队发生变化· 进程 (4)进程若干事件和若干种活动组成了进 ·一待浇活动 一一浇钢活动+ 程，某进程描述了它所包括的事件和活动间的相 互逻辑关系及时序关系·事件、活动、进程三者 铜包到达转台 开浇事件 浇毕事件 之间的关系见图1. 图1事件活动进程关系图 (5)仿真钟由于离散事件系统中，引起状 态变化的事件发生均是随机的，为此仿真模型中时间控制部件不可缺少，以便按一定的规律来调 控，仿真钟是受调控时间部件控制的指针，用于表示仿真时间的变化.仿真钟的推进可从一个事 件发生时刻推到下一事件的发生时刻，呈跳跃性，且推进速度是随机的. 2离散事件系统的仿真方法 离散事件系统仿真中仿真进程的推进方法，根据处理方法不同可分3类：事件调度法、活动 扫描法、进程交互法· 基于进程交互法的系统仿真最为直观，其模型接近实际系统，特别适用于可预测的活动 和顺序较确定的系统·选择此法来处理全连铸调度系统，该系统中的主体活动是较为规则的 具体方法可用下述算法来描述叫： 首先执行初始化操作，设置开始时间t=t。结束时间【，并设置初始化事件，将其置于 FEL(Future Events List)将来事件表中，同时将FEL中有关事件记录于CEL(Current Events Ls)当前事件表中，于是把实体（转炉、钢包、连铸机等）设备状态初始化，即排列转炉开吹 时间、顺序，连铸机开浇顺序等；然后再设置系统仿真钟TIME=t,当TME≤t。时，则执行 当前时间表CEL扫描.在CEL中最后一个记录尚未处理完时，某实体，如转炉可能在吹炼，此 时需执行吹炼“活动”，算出出钢时刻：若转炉正在补炉则需要退出内层循环返回外层循环扫 描，直至最后一个记录处理完毕.然后推进仿真钟，当仿真钟指针指向未来事件表FEL时，如 果安排的最早时间TIME≤t∞，则将FEL表中仿真钟指向的时刻可发生的事件纪录转移到CEL 当前时间表中，执行CEL的扫描循环.若TME>t时，则停止循环， 由于全连铸生产调度系统中，转炉冶炼周期和连铸机浇铸时间都为随机变量，且均近似服从 正态分布，对此可用近似处理，最终得其平均值， 3全连铸生产调度仿真模型 上三转炉分厂全连铸生产调度系统涉及到多因素的影响，相当繁杂·为简化起见，编程时需

Vo l . 18 N 6 . 3 田 乃媛等 : 全连铸生 产调 度系统仿真模型的建立 · 2 7 · 回转台这一行为是一类事件 , 一旦到达后 , 系统中的连铸机 马上 由闲变忙 , 或 目前连铸 机正在浇 钢 , 钢包需要等待再浇 , 使系统增加 1 包待 浇钢水 , 总之 系统 发生 了状态变 化 . 系统 中往往有 多类事件 , 事件 的发生又与某实体相联系 , 一类事件发生还可引起其他 事件 的出现 . 为了做到对 系统事件 的管理 , 仿真模型中要建立事件表 , 记 录事件 类型 、 发生 时间及 与该事 件相联 实体 的 有关属性等 . ( 3) 活动 离散事件系统 中表示两个可 以 区分 的事件之间的过程简称为活动 . 它标志着系统 状态的转 移 , 如钢包到 了连铸机 平台这一事件就与钢包钢水开浇事件相 关 , 二者之间的过程则是 一种活动 , 该活动使系统的排 队发生变化 . (4) 进程 若干事件和若 干种活动组成 了进 程 , 某进程描述 了它所包括的事件和活动间的相 互逻辑关系及时序关系 . 事件 、 活动 、 进程三者 之间的关系见图 1 . ( 5) 仿真钟 由于 离散事件系统中 , 引起状 一 进程 翌翌二…二一{l望翌二 钢包到达转台 图 1 开浇事件 浇毕事件 事件活动进程关系图 态变化的事件发生均是随机的 , 为此仿真模 型中时间控制部件不可缺少 , 以便按一定 的规律来调 控 . 仿真钟是受调控时间部件控制的指针 , 用于表示仿真时间的变化 . 仿真钟的推进可从一个事 件发生时刻推到下一事件的发生 时刻 , 呈跳跃性 , 且推进速度是随机 的 . 2 离散事件系统的仿真方法 离散事件 系统仿真 中仿真进程的推进方法 , 根据处理方法不同可 分 3 类 : 事件调度法 、 活动 扫描法 、 进程交互法 . 基于 进程交互 法 的系统仿真 最为直 观 , 其模 型接近 实 际 系统 , 特别适 用于 可 预测 的活 动 和顺序较 确定 的系统 . 选择此法 来处理 全连 铸调度 系 统 , 该 系统 中的主体 活动是较为规则 的 具体方法可用下述算法来描述 [ 2! : 首先执行初始化操作 , 设置开始时间 t 二 0t 、 结 束时 间 t 二 , 并设 置 初 始 化 事件 , 将 其 置 于 F E L 于ut u er E v en st L ist ) 将 来事件 表 中 , 同时将 F E L 中有 关 事 件 记 录于 CE L (C一 t E ven st L ist ) 当前事件表 中 , 于是把实体 (转炉 、 钢包 、 连铸机 等 ) 设 备状态初始化 , 即排列转 炉开 吹 时间 、 顺序 , 连铸机开浇顺序等; 然后再设置系统仿真钟 皿M E = t , 当 n M E 毛 t 二 时 , 则执行 当前时间表 C E L 扫描 . 在 C E L 中最后一个记录 尚未处理完时 , 某实体 , 如转炉可能在 吹炼 , 此 时需执行 吹炼 “ 活动 ” , 算 出出钢时刻 ; 若转炉正在补 炉则需 要退 出 内层循 环 返 回 外 层循 环 扫 描 , 直至最后一个记录处理完毕 . 然后 推进仿真钟 , 当仿真钟指针指 向未来 事件 表 F E L 时 , 如 果安排的最早时间 刀 M E 簇 t 二 , 则 将 FE L 表 中仿真钟指 向的时刻可 发生的事件纪 录转移到 C EL 当前时间表 中 , 执行 C E I` 的扫描循环 . 若 刀 M E > t 二 时 , 则停止循环 . 由于 全连铸生产调度系统中 , 转炉冶炼周期和连铸机浇铸 时间都为随机 变量 , 且均近似服从 正态分布 , 对此可 用近似处理 , 最终得其平均值 . 3 全连铸生产调度仿真模型 上三 转炉分厂全连铸生产调度 系统涉及到多 因素的影 响 , 相 当繁杂 . 为简化起见 , 编程日水需

…228· 北京科技大学学报 1996年No.3 做如下假设： (1)假定中间包使用6次就换一个新包，1#~4#CC换包时间定为10in,而5℃C用完一 个中间包就需要上引锭杆； (2)吹氩时间、转炉出钢时间、钢包运至大包回转台时间合而为一，由于过程波动不大，按 稳态处理，时间约6min; (3)浇注同一钢种，忽略钢水温度的影响，连续浇钢不受温度变化而中断· 本模型中主要研究排队系统的等待时间，有转炉钢水等连铸机和连铸机等转炉钢水两种情况， 二者的等待值分别不能超过15min和5mn,要想保证多炉连浇必须满足这两个约束条件中的一个， 模拟过程中，选择三转配三机的生产模式，根据用户产品要求先将开吹时间和连铸机机号 输人程序，仿真应根据输人的程序进行运算，考虑各种约束条件，最终运行结果可得到调度作 业时间表和相应的调度方案图.表1和图2即是多种调度方案中的一个，示出一个班中三转配三 机(1*，3共，5*CC)作业下的生产运作的具体调度情况.首先输人转炉开吹时间0.10、20im 和连铸机机号1、3、5以及转炉和连铸机的初始状态，从表1中可知转炉的开吹序列为LD1- LD2-LD3,对应的连铸机开浇序列为1OC-3CC-5CC.开始由于3台铸机均浇第1包钢 水，所以等待时间均为0mim.3台铸机浇完第1包钢水的时刻分别为(1OC)79im、(3CC) 83min、(5CC)80min,这就决定了下-浇注序列变为1CC-5C℃-3C℃.由表中还可得知第 4包钢水由D1冶炼，计划在61im出钢，67mm到达1CC大包回转台待浇，等待时间为 13min.同理可知第5包钢水的等待时间为3min,第6包钢水也需等待2min. 表1全连铸车间时间调度表 序号转炉炉号出钢时间mm到站时间m连铸机号开浇时间/m浇毕时间/mm 等待时间min 30 哈 1 哈 6 0 2 42 48 3 邓 83 0 3 50 56 5 56 82 0 1 57 63 76 112 3 2 73 79 5 82 105 3 6 3 75 81 3 83 113 2 > 9 5 105 132 12 P 2 101 107 1 112 153 5 9 3 108 114 3 113 149 1 10 1 116 122 5 132 157 10 1 2 130 136 3 149 182 3 12 3 137 143 153 191 10 3 142 148 5 157 179 9 名 2 159 165 5 179 216 14 15 3 169 175 3 182 211 7 : 平均等待时间为6.33min:平均出钢间隔时间为13.48min

· 2 8 · 北 京 科 技 大 学 学 报 19 96 年 N o . 3 做如下假设 : ( )l 假定 中间包使用 6次就换一个新包 , 1 # 一 4 # C C 换包时间定为 or ~ , 而 5弋C 用完 一 个 中间包就需要上引锭杆 ; (2) 吹氢时间 、 转炉出钢 时间 、 钢包运至大包 回转台时间合而 为一 , 由于 过程波动不 大 , 按 稳态处理 , 时 间约 6 ~ ; ( 3) 浇注同一钢种 , 忽略钢水温度的影 响 , 连续浇钢不受温度变化而 中断 . 本模型 中主要研究排队系统的等待时间 , 有转炉钢水等连铸机和连铸机等转炉钢水 两种情况 , 二者 的等待值分别不能超过 巧 nI 和 S ln , 要想保证多炉连浇必须满足这两扭勺束刹牛中的一个 . 模拟过程 中 , 选择三转配三机的生产模式 . 根据用 户产 品要求 先将 开吹 时间和 连铸机机 号 输人程序 , 仿真应根据输人的程序进行运算 , 考虑 各种 约束条 件 , 最 终运行 结果 可得到 调度作 业时 间表和相应的调度方案 图 . 表 1 和图 2 即是多种调度方案中的一个 , 示 出一个班 中三转配三 机 ( 1 # , 3 # , 5气〔 ) 作 业下 的生产运作的具体调度情 况 . 首 先输人 转炉 开吹 时间 0 、 10 、 20 nmr 和连铸机机号 1 、 3 、 5 以及转炉和连铸机的初始状态 , 从表 1 中可 知转 炉的开 吹 序 列 为 L D I 一 L D Z一 1」〕 3 , 对应 的连铸 机开 浇序列 为 1 刹( I 二一 3飞兀! 一 5飞〔 ! . 开始 由于 3 台铸 机均 浇第 1 包 钢 水 , 所以 等待时间均为 O ~ . 3 台铸机浇完第 1 包钢水 的时刻分 别 为 ( 1气 I :) 79 ~ 、 (3气 I )) 83 nmr 、 ( 5气工) 80 n l n , 这就决定 了下一浇注序列变为 1代X二一 5气工二一 3代r . 由表 中还可得知第 4 包钢水 由 L D I 冶炼 , 计划 在 6l lnT 出钢 , 67 ~ 到达 1飞兀! 大 包 回转 台待 浇 , 等 待 时 间 为 13 nrT . 同理可知第 5 包钢水的等 待时间为 3 n 卫n , 第 6 包钢水也需等待 2 ~ . 表 1 全连铸车间时间调度表 序号 转炉炉号 出钢时间 /nI 到站时间 /恤 连铸机号 开浇时间 /nmI 浇毕时间 /nI 等待时间 /恤 1 1 3() 36 1 36 7 6 0 2 2 4 2 48 3 48 83 0 3 3 刃 56 5 56 82 0 4 1 57 6 3 1 76 112 13 5 2 73 79 5 82 105 3 6 3 7 5 8 1 3 83 1 13 2 7 1 87 93 5 105 132 1 2 8 2 10 1 107 1 112 153 5 9 3 108 1 14 3 1 13 149 一 l 10 1 1 16 122 5 132 157 10 1 1 2 13 0 136 3 149 18 2 13 12 3 137 14 3 1 1 53 19 1 10 13 1 14 2 148 5 157 179 9 14 2 159 16 5 5 179 2 16 14 巧 3 169 175 3 182 2 1 1 7 平均等待时间为 6 . 3 r n l n ; 平均出钢间隔时 间为 13 . 48 11 1” 1

Vol.18 No.3 田乃媛等：全连铸生产调度系统仿真模型的建立 .229, LDI LD2 LD3 REFI REF2 REF3 CC #CC 3#CC 4#CC 5#CC 0 2 5 6 8 9 t/h 图2三转-三机作业下的8h调度方案图 为了协调转炉与铸机的作业，从表中也可以看到各座转炉均需安排一定的补炉时间，比如LD3 在第6炉出钢毕，则需要停炉2h左右，可彻底补炉1次.同样由表中也可了解到中间包的换包 时间。 由调度作业时间表绘出的调度方案图则更加直观，图2反映了该作业模式下转炉和连铸机 是如何安排生产的，可做为厂方实际生产时的调度依据， 需要指出的很重要的一点，那就是在制定调度方案仿真后，合理的温度制度仿真就可迎刃而 解，钢水的温度损失均包括出钢过程温降、吹氩过程温降、运输过程温降、浇注过程温降、回转 台上待浇温降等几部分，而前4种温度损失是不可避免的，只有尽量减少等待过程中温降·从凋 度时间表上可知各包钢水在回转台上的等待时间，由此即可计算出等待温降，然后再考虑前4种 温降，就可定出合理的转炉出钢温度，当然各个厂有自己的温度损失值和适合不同钢种的出钢温 度值. 4结论 全连铸车间生产调度系统仿真模型的建立与实验，以及开发出的相应软件，可便于厂家按计算 机绘出的图表有效地进行调度，为全连铸车间生产调度向自动化迈进提供了一个应用的辅助工具， 参考文献 1熊光楞，肖田元.仿真与离散事件系统仿真，北京：清华大学出版社，991

V 61 . 1 8 N 6 . 3 田 乃媛 等 : 全连铸生 产调 度系统仿真模 型的建立 . . l `es LD , 气( DL Z 科 1 气气只只 . | L D 3 R E F I R E F Z R E F 3 ! # 〔〔 : |1 11 .日引 日 派甲”比 以日以日1 `1 es l l l ; . 1 11 1 1 | . . óō l esl | . se . .. 1 l l l . es | . 1 . . 日 二 门l ; . 毗瓜忽般 匕一一一一一一一一` — -一一一一上 一 一一一人一一一一一 - L一— — — J一一一 一一 一一上一 -一 一 一 J一一一一 — 一习匕一一 — — 一一 J 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t / h 图 2 三 转 一 三 机传业下的 s h 调度方案图 为 了协调转炉与铸机 的作业 , 从表中也可以看到各座转炉均需安排一定的补炉时间 , 比如 1」〕 3 在第 6 炉出钢毕 , 则需要停炉 Z h 左右 , 可 彻底补炉 1 次 . 同样由表中也可 了解到 中 间包的换 包 时间 . 由调度作业时间表绘 出的调度方案 图则更加直观 , 图 2 反 映 了 该作 业模式 下 转 炉和连铸机 是 如何安排生产 的 , 可做为厂方实际生产时的调度依据 . 需要指 出的很重要的一点 , 那就是在制定调度方案仿真后 , 合理 的温度制度仿真就 可迎刃 而 解 . 钢水的温度损失均包括 出钢过程温降 、 吹氢过程温降 、 运输过程温 降 、 浇注过程温降 、 回转 台上待浇温降等几 部分 , 而前 4 种温度损失是不可避免的 , 只有尽量减少等待过程 中温降 . 从调 度时间表上 可知各 包钢水在 回转台上 的等待时间 , 由此 即可计算 出等待温降 , 然后再考虑前 4 种 温降 , 就可定出合理的转炉出钢温度 , 当然各个厂有 自己 的温度损失值 和适合不同钢种 的出钢温 度值 . 4 结论 全连铸车间生产调度系统仿真模型的建立 与实验 , 以及开发出的相应软件 , 可便于厂家按计算 机绘 出的图表有 效地进行调度 , 为全连铸车间生 产调度 向 自动化迈进提供了一个应用的辅助工具 . 参 考 文 献 熊光楞 , 肖田 元 . 仿真与离散事件系统仿真 . 北京: 清华大学出版社 , 1勇 l

·230· 北京科技大学学报 1996年No.3 2齐格勒BP.制模与仿真理论，北京：机械工业出版社，1984.59~109 Buildup of Simulating Model for Full Continuous Casting Production Scheduling System Tian Naiyuan Wu Xiaodong Department of Metallurge.USTB,Beijing 100083.PRC ABSTRACT The scheduling system in continuous casting workshop is characteristic of discrete event.Some experiments are made on the simulating model.Programming the scheduling software and stimulating the process of full continuous casting are achieved by computer.The practical production with availably optimum scheme diagrams is provided for reference. KEY WORDS computerized simulation,full continuous casting,production dispatching 钟翰怜钟龄铃岭的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的钟单 科技成果 模糊数学在工具钢碳化物评级自动化中的应用 钢中共晶碳化物分布不均匀性是反映钢材内在质量的重要指标之一，如何检验碳化物的 不均匀性，如何对其评级，是钢的生产厂家与使用单位共同关心的问题. 由于钢中碳化物分布的不均匀性，模糊性以及级别间的渐变性，使得对其定量化描述相当 困难，故时至今日国内外仍采用人工比较的方法对碳化物进行评级，这就很难保证各工厂，各 地区在评级的一致性，况且对评级的不一致性也没有不受主观因素影响的仲裁方法. 通过对合金工具钢共晶碳化物的不均匀性的研究，探寻其分布规律和影响其级别的因 素，构造了定量化描述碳化物分布规律的两种数学模型，并设计出不依赖检验人员的工作状 态等主观因素，能比较客观的评定钢中碳化物级别的自动评级系统一FCRP.还利用此系统 对合金工具钢共晶碳化物的标准图谱GB1299-85随机进行了评级检验，准确率为100%.从 而可望使对碳化物的评级工作从目前的人工比较方法发展到用仪器测量、数字显示结果的科 学方法. 该成果的推广应用，可望保证对碳化物评级的一致性，对提高评级精度、快速性及材料的 利用率，实现评级自动化，不论在理论上还是实用价值上都有十分重要的意义，且有广泛的应 用前景与明显的经济效益

北 京 科 技 大 学 学 报 199 6 年 N o . 3 2 齐格勒 B P . 制模与仿真理论 . 北京: 机械工 业 出版社 . 1984 . 59 一 1田 B u ild u P o f S im u l a t ing M o d e l of r F u l l C o n t i n u o u s C a s t i n g P r o d u c t i o n S e h e d u li n g S y s t em Ti a n N a iy u a n W “ Xi a o d o n g D e P a r tm e n t o f M e t a l l u r g e , U S T B , B e ij 一n g 100 0 83 , P R C A B S T R A C T T h e s c h e d u li n g s y s t e m i n co n t i n u o u s ca s t i n g w o r k s h o P 1 5 c h a r a c t e r i s t i c o f d i s c r e t e e v e n t . S o m e e x P e r im e n t s a r e m a d e o n t h e s im u l a t i n g m o d e l . P r o g r a m i n g t h e s e h e d u li n g s o ft w a r e a n d s t im u l a t i n g t h e P r o e s s o f fu l l e o n t i n u o u s c a s t i n g a r e a c h i e v e d b y co m P u t e r . T h e P r a e t ica l P r o d u c t i o n w it h a v a il a b ly o P t im u m s e h e m e d i a g r a nsr 1 5 P r o v i d e d fo r r e fe r e n e e . K E Y W O R D S co m P u t e r i z e d s im u l a t i o n , fu ll c o n t i n u o u s c a s t i n g , P r o d u c t i o n d i s P a t c h i n g 科技 成果 模糊数学在工 具钢碳 化物评级 自动化 中的应用 钢 中共 晶碳 化物分 布不 均匀性 是反 映钢材 内在质量 的重要 指 标 之 一 , 如 何 检验 碳 化 物 的 不 均匀 性 , 如何 对其评 级 , 是钢 的生产 厂 家 与使用单 位共 同关心 的问题 . 由于 钢 中碳 化物分 布 的不均 匀性 , 模 糊性 以 及级 别间 的渐变性 , 使 得对其 定量 化描述 相 当 困难 , 故 时至今 日国 内外仍 采用 人 工 比 较的方 法对碳 化物进 行评级 . 这 就 很 难保 证 各 工 厂 、 各 地 区 在评 级 的一致 性 , 况且 对评级 的不 一致性 也没有 不受 主观 因素影 响的仲裁 方法 . 通过 对合金 工 具 钢 共 晶碳 化 物 的不 均 匀性 的研 究 , 探 寻其 分 布 规 律和 影 响 其级 别 的 因 素 , 构造 了定 量化 描述碳 化 物分布规 律 的两种 数 学 模 型 , 并 设计 出不 依 赖 检 验 人 员 的工 作 状 态等主观 因素 , 能 比较 客观 的评定 钢 中碳 化物级 别 的 自动 评 级 系 统 一 F C R P . 还利 用此 系 统 对合 金工 具钢 共 晶碳化 物的标 准 图谱 G BI 2 9 一 85 随机 进行 了 评级 检 验 , 准确 率 为 10 % . 从 而可 望使 对碳 化物 的评级 工作 从 目前 的 人工 比较方法 发展到 用仪器 测量 、 数 字 显示 结 果 的 科 学方 法 . 该成 果 的推广 应用 , 可望 保证 对碳化 物评 级的一 致性 , 对提 高评 级 精 度 、 快 速性 及材 料 的 利用 率 , 实现评 级 自动化 , 不 论在理 论上 还是 实用 价值上都 有 十分重要 的 意 义 , 且 有 广泛 的 应 用前 景 与明显 的经 济效益