D01I:10.13374/i.issn1001-053x.2013.03.014 第35卷第3期 北京科技大学学报 Vol.35 No.3 2013年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2013 长材型特殊钢厂产品结构及产能 王宝12)，穆衍清1,2，居琪萍，谢飞鸣3，王彬1,2)，刘青1,2)， 张立强4)，白素宏4) 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 3)方大特钢科技股份有限公司，南昌3300124)河北钢铁集团石家庄钢铁有限责任公司，石家庄050031 @通信作者，E-mail:qliu@ustb.edu.cn 摘要为了解决市场需求与钢厂产能之间的矛盾，讨论了在满足炼钢厂生产顺行的前提下如何合理安排生产，既满足 诸多客户对各类产品的需求，又充分发挥炼钢厂产能.以国内某长材型特殊钢厂为例，结合产品结构和产能的概念，分 析不同钢种间合理的生产比例及产能.从设备、工序和炼钢厂三个层面分析产品结构和产能之间的关系，并提出了合理 产品结构及产能的计算方法. 关键词钢铁厂：炼钢：生产：调度：产品结构：产能 分类号TF758 Product structure and productivity of special steel plants with long products WANG Baol2),MU Yan-qing2),JU Qi-ping),XIE Fei-ming),WANG Bin2),LIU Qing.2) ZHANG Li-qiang),BAI Su-hong) 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Fangda Special Steel Science and Technology Co.,Ltd.,Nanchang 330012,China 4)Shijiazhuang Iron Steel Co.,Ltd.,Hebei Iron and Steel Group,Shijiazhuang 050031,China Corresponding author,E-mail:qliu@ustb.edu.cn ABSTRACT To solve contradictions between market demands and productivity,the problem how to arrange the production,which not only meets the needs of many customers for all types of products,but also gives full play to productivity was discussed under the premise of smooth running in iron and steel plants.A domestic special steel plant, which produces long products,was chosen as an example,and the reasonable proportion of different type of products was analyzed in combination with the concepts of product structure and productivity.The relationship between product structure and productivity was studied from three aspects of the equipment,the processes and the steelmaking plant. Finally,a method was proposed to calculate the reasonable product structure and productivity. KEY WORDS iron and steel plants;steelmaking;production;scheduling;product structure;productivity 目前钢铁工业面临着新形势的综合挑战，包括续性，又必须满足用户对产品质量和按时供货的要 经营成本、产品质量、合理规模等多目标群优化， 求.随着计算方法和计算机技术的发展，合理的作 这使得钢厂必然朝着紧凑、连续、高效、节能和环 业计划3-6可]已成为钢铁企业节约资源、降低成本、 保的方向发展1-习.特殊钢厂的主要特点是既要能 提高效率及运行效益的关键.本文旨在从钢铁企业 在有限生产资源和各种生产条件下，保证生产的连 生产流程的物质流解析7-8)出发，在前人工作的 收稿日期：201203-10 基金项目：教育部博士学科点专项基金资助项目(20090006110024)：中央高校基本科研业务费专项(FRF-BR-09-020B):国家自然 科学基金资助项目(50874014)
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 入 长材型特殊 钢厂产品结构 及产 能 王 宝`,, , 穆衍清`,, , 居琪萍 , 谢飞鸣 , 王 彬`,, , 刘 青`,, 网, 张立强 , 白素宏 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室, 北京 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 方人特钢科技股份有 限公司, 南昌 河北钢铁集团石家庄钢铁有限责任公司, 石家庄 困 通信作者, 一 ￡ 摘 要 为 了解决市场需求与钢厂产能之间的矛盾, 讨论了在满足炼钢厂生产顺行的前提下如何合理安排生产, 既满足 诸多客户对各类产品的需求, 又充分发挥炼钢厂产能 以国内某长材型特殊钢厂为例, 结合产品结构和产能的概念, 分 析不 司钢种间合理 的生产比例及产能 从设备 、 工序和炼钢厂三个层面分析产品结构和产能之间的关系, 并提出了合理 产品结构及产能的计算方法 关 键词 钢铁厂 炼 钢 生产 调度 产 品结构 产能 分 类号 `·, 一。乞。`, , 一, 护, 挑 凡乞一 、护 , 似 万 刀坛`, , 石了 。。,, 困, 刀通万` 五乞一乞 少 , 刀 了 。一人。少 豁 , , , , , 盯 , , , , , , , 困 , ￡ , , , , , , , , 目前钢铁工业面临着新形势的综合挑战 , 包括 续性 , 又必须满足用户对产品质量和按时供货的要 经营成木 、 产品质量 、 合理规模等多 目标群优化, 求 随着计 算方法和计算机技术的发展 , 合理的作 这使得钢厂必然朝着紧凑 、连续 、 高效 、节能和环 业计划 一 已成为钢铁企业节约资源 、 降低成本 、 保的方 向发展 `一 特殊钢厂的主要特点是既要能 提高效率及运行效益 的关键 本文 旨在从钢铁企业 在有 限生产资源和各种生产条件下, 保证生产的连 生产流程的物质流解析 一 出发 , 在前人工作的 收稿 日期 一 一 基金项 目 教育部博士学科点专项基金资助项 目 中央高校基本科研业务费专项 一 一 国家 自然 科学基金资助项 目 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2013.03.014
.380 北京科技大学学报 第35卷 基础上9-1川，针对具有多钢种生产任务的长材型特 例进行分析. 殊钢厂，分析其合理的产品结构及产能范围.选取 3设备产能与产品结构 合理的产品结构12)是制定合理生产计划的前提和 基础. 在炼钢厂，由于不同钢种生产周期的不同，当 对于实际的生产组织安排，还需进行进一步的 设备产品结构发生变化时，设备的总产能也随之变 生产排产和调度.炼钢厂的顺利运行离不开快速有 化.设备总产能及各产品产能与设备产品结构的关 效的生产调度，调度需在生产计划的基础上进行， 系如下： 而合理的产品结构是制定生产计划的前提.因此， 60×24×365 pequ 一X (1) 从产能角度研究炼钢厂的合理产品结构是保障生产 10000 i 高效、顺行的重要前提 w 60×24×365 1研究对象 pequ pequni=n (2) 10000 ∑Ti 本文选取国内某典型长材型特殊钢厂为例进 行分析.该厂有转炉三座，LF精炼炉两座，方坯连 式中：pequ为设备总产能，万ta-l；Pqu为设备 铸机三台；各工序单炉（包）钢水质量为80t.根据 生产钢种i的产能，万ta1:w为设备生产单炉 生产工艺的不同，该厂产品可分为品种钢和常规钢 (包)钢水质量，t:为设备生产钢种i的生产周 两种.品种钢工艺路线为转炉一LF精炼一连铸： 期，min:.为设备产品中钢种i所i比例，0l:n 常规钢工艺路线为转炉一连铸.各工序生产周期见 为设备生产产品的种类个数. 表1. 如表1中所示，该厂连铸机生产一炉品种钢需 50min,而生产一炉常规钢需26min.当连铸机生 表1各工序生产周期 产产品中品种钢比例为η时（假设作业率为100%）， Table 1 Production cycle of each process min 其总产能为 钢种 转炉 吹氩站LF精炼连铸机 80 60×24×365 品种钢 37 40 50 pequ (3) 50m+26(1-) 10000 常规钢 31 10 26 其品种钢产能为 由表1可知，由于钢种不同，同一工序生产 80m 60×24×365 不同产品时的生产周期有所差别.转炉冶炼品种钢 50m+26(1-7) (4 10000 的生产周期为37min,而治炼常规钢的生产周期为 其常规钢产能为 31min:连铸工序生产品种钢的生产周期为50min, 而生产常规钢的生产周期为26min.下面以该厂为 80(1-7) 十 60×24×365 (5) 50m+26(1-7) 10000 例，针对由于生产周期不同而带来的产品结构对产 能的影响进行分析研究. 根据上述公式作设备产能与设备产品结构关 系图，如图1所示 2产品结构 180 ◆一品种钢产能 160 ·一常规钢产能 从宏观上讲，产品结构指一个国家或一个地 e140 120 一一总产能 区的各类型产品在国民经济中的构成情况；从微 80 观上讲，它指一个企业生产的产品中各类产品的比 60 40 例关系。本文将炼钢厂的产品结构分为设备产品结 20 构、工序产品结构和炼钢厂产品结构三方面进行研 08 102030405060708090100 究，设备/工序/炼钢厂产品结构是指设备/工序/炼 连铸机设备品种钢比例/% 钢厂生产各类产品产量占其总产量的比例 图1设备产能与设备产品统构关系 Fig.1 Relationship between the productivity and the prod- 该厂的产品可分为品种钢和常规钢两大类，因 uct structure of the equipment 此选取产品中某一钢种的比例使可对产品结构进行 由图1可知，当该连铸机全部生产常规钢，即 清楚的阐述.本文论述中，选取设备/工序/炼钢厂 n=0,其产能为 产品的品种钢比例来表示其相应的产品结构.在实 际应用中，应根据钢厂实际情况选取合适的钢种比 分+60×24×365=161.7万t·a 10000
第3期 王宝等：长材型特殊钢厂产品结构及产能 381· 当该连铸机全部生产品种钢，即=1（假设作业 产能与工序产能关系更为密切.下文将进一步分析 率为100%)，其产能为 工序层面产能的影响因素及其相互关系 1 Pqm=0×80×60×24×365× 4工序产能与产品结构 10000 =84.1万ta1. 在炼钢厂，一道工序可能由多台设备共同组 随着连铸机设备品种钢比例增加，其品种钢产成，上文中描述了设备产能与设备产品结构间的关 能随之增加，常规钢产能随之降低，总产能随之降 系，通过对各设备产能的计算可得出工序层面上工 低。该方法同样适用于转炉设备总产能及各产品产 序产能情况，进而推算工序层面的产品结构.推算 能与产品结构关系.对于一个炼钢厂而言，其最终 过程见图2. 设备a产品结构 设备b产品结构 设备c产品结构 设备 设备 设备 设备 设备 设备 设备 设备 设备 a产 a产 a产 b产 b产 b产 C c 品x 品y 品z 品x 品y 品2 2 产能 产能 产能 产能 能 产能 产能 产能 产能 工序产品x产能 工序产品y产能 工序产品2产能 工序产品结构 图2工序产品结构的推算过程 Fig.2 Calculation process of product structure for the processes 由图2可知，与工序产能相关的产品结构包括 由式(6)~(7)可知，工序层面的产能受到工序 设备产品结构和工序产品结构两方面.工序产能、 内各设备产品结构和生产周期的影响.换言之，设 设备产品结构和工序产品结构三者之间密切相关 备产品结构决定了工序产能.从工序层面看，工序 下面将分别论述三者之间的相互关系. 产能与工序产品结构之间的关系对现场生产更具参 4.1工序产能与设备产品结构 考和指导意义.下面对工序产能与工序产品结构之 工序产能与设备产品结构如下所示： 间的关系进行研究 60×24×365 4.2工序产能与工序产品结构 10000 (6) 上文是通过对工序内各产品的产能情况进行 分析进而得出其产品结构：而在实际生产中，往往 22w 60×24×365 需要的是不同工序产品结构下的工序产能情况.经 ppro (7) 10000 计算，可得出工序产能与工序产品结构间关系（以 该厂转炉炼钢工序为例)，工序产能与工序产品结 式中：Pro为工序产品中钢种i的产能，万 构关系和设备产能与设备产品结构关系类似.该厂 tal;Ppro为L序总产能，万ta-1:为设备j生 炼钢工序全部生产常规钢时产能为406.9万ta1, 产钢种i的生产周期，min:m为.工序内设备个数： 全部生产品种钢时产能为340.9万ta-1.品种钢 为设备j生产产品中钢种i所占比例，0~1：n为工 产能： 序生产产品的种类个数：w为设备j的单炉（包） 钢水质量，t. P6 3×80m ×60×24x365 tsn+te(1-n) 10000 ,7=1.(8)
382 北京科技大学学报 第35卷 常规钢产能： 工序产品结构'设备产品结构关系为 R=3x801-× 60×24×365 tsn+tc(1-n) 10000 ,7=0.(9) 四w 其中常规钢与品种钢产能关系为 ppro 宁2成 R.=3×80×60×24×365 ×P (11) (10) 10000 Ppro w i-t 式中：P为工序常规钢产能，万tal:P,为工序品 Erdi 种钢产能，万ta-1;te为常规钢生产周期，min:ts 为品种钢生产周期，min. 式中，o为工序生产产品中钢种i所占比例，01. 需要指明的是：在该厂中，LF精炼工序只负责 将式(11)应用于该厂转炉工序，其结果如表2 品种钢的生产，且各钢种生产周期相差无几，因此 所示.表2中η表示该设备产品结构中品种钢比例， 在分析LF精炼工序的产品结构时，认为其产品只 其范围为01.例如：%表示转炉j产品结构中品 有一种.精炼车间由两座LF精炼炉，单炉最小精 种钢比例，相应的常规钢比例为1-%. 炼周期为40.0min,经计算其理论最大产能为210.2 该厂转炉工序3座转炉在安排生产时，尽量满 万ta-1, 足各设备生产钢种的专一性，即品种倒优先安排转 4.3工序产品结构与设备产品结构 炉a生产，当品种钢产量超过转炉a的最大品种钢 目前，炼钢生产的组织安排生产的过程为先制 产能时，由转炉b承担剩余品种钢生产任务.以此 定各工序的产品结构，然后将任务分配给工序内不 类推，当转炉a和转炉b全部都生产品种钢仍不能 同的设备.因此，研究工序产品结构与设备产品结 满足转炉工序品种钢产能需求时，才由转炉℃承担 构关系显得至关重要，对于工序内不同设备的生产 剩余品种钢生产任务.根据表2中不同设备产品结 任务安排具有指导意义. 构下对应的工序产品结构绘制图3. 表2设备产品结构与工序产品结构关系 Table 2 Relationship between the product structures of the equipment and processes 设备产品结构（品种钢比例）/% 转炉a 转炉b 转炉c 范围 转炉工序产品结构（品种锅比例）/% na 0 0 0≤%<100 029.5 100 贴 0 0≤n5<100 29.562.6 100 100 0≤%≤100 62.6100.0 120 转炉a设备品 转炉b设备品 --转炉c设备品 转炉c品种钢比例为44%.问理，当转炉序产品 种钢比例 。种钢比例 ⑧种钢比例 100 结构发生变化时，可由图3查知工序内各设备的生 80 产情况（即设备产品结构）， 60 转炉a 由木节讨论可知，工序层面的产品结构及产能 转炉b 40 则转炉c 关系由工序内不同设备的生产情况决定.同理，炼 20 钢厂是由诸多工序共同组成，炼钢厂层面的合理产 40 60 80 100 品结构和产能要充分考虑到不同工序间的协调和匹 转炉工序品种钢比例/% 配.下文将以此为依据进一步分析炼钢厂产品结构 图3工序产品结构与设备产品结构 与产能关系. Fig.3 Relationship between the product structures of the equipment and processes 5炼钢厂产能与合理产品结构 当转炉」：序品种钢比例为40%时，转炉a全部 现代钢厂炼钢一连铸过程的高效运行要求 生产品种钢，即品种钢比例为100%：转炉b品种 以连铸工序为中心.在实际生产中，炼钢厂的产 钢比例为28%：转炉c全部生产常规钢，即品种钢 量取决于连铸工序的生产能力.因此，在本文的分 比例为0.当转炉工序品种钢比例为80%时，转炉a 析研究中以连铸]序的产能米评价炼钢厂的生产能 和转炉b全部生产品种钢，即品种钢比例为100%： 力.连铸工序产能与产品结构关系如图4所示
第3期 王宝等：长材型特殊钢厂产品结构及产能 ·383· 600厂 ·工序品种钢产能 个流程的顺行.此产品结构下，炼钢厂的产能为 (45) 500 。工序常规钢产能 -·-工序总产能 283.9376.4万ta-1,其中当品种钢比例为72.2%时 400 300 炼钢厂总产能为283.9万ta1,当品种钢比例为 200 37.0%时炼钢厂总产能为376.4万ta-1. 100 0文 500 …连铸转炉)工序品种钢产能 0102030405060708090100 450 一连铸工序常规钢产能 工序品种钢比例/% $400 27.8% 一一-转炉工序常规钢产能 300 一LF精炼工序品种钢最大产能 图4工序产能与工序产品结构关系（连铸工序） 250 b|72.2% Fig.4 Relationship between the productivity and the prod- 200 150 uct structure of the continuous casting process -----0 100 由图4可知，当连铸工序全部生产品种钢时， 50 -D 40 60 80 100 其产能为485.2万ta-1,而上文中转炉工序的常规 工序品种钢比例/% 钢最大产能仅为406.9万ta-1,无法满足连铸工序 图5合理产品结构 的生产需求.因此，对于一个炼钢厂而言，存在一个 Fig.5 Reasonable product structure 合理的产品结构范围，才能保证各工序间的产能合 理匹配，保证流程的顺行.要实现炼钢厂连铸机的 特殊钢厂炼钢一连铸过程的生产组织方式为： 连续浇注，需满足以下四个约束条件：①转炉工序 根据生产计划确定各个浇次计划在相应连铸机上的 冶炼常规钢产能≥连铸工序浇注常规钢产能：② 开浇时刻，以及各个炉次计划在相应设备上作业开 转炉工序冶炼品种钢产能≥连铸工序浇注品种钢 始及结束时刻，即制定生产调度计划：同时，执行生 产能：③LF精炼工序理论最大产能≥转炉工序冶 产调度计划，并根据实际生产过程中的不确定性因 炼品种钢产能：④LF精炼工序理论最大产能≥连 素，对其进行重新编排，生产调度的目标是使各生 铸工序浇注品种钢产能. 产炉次在各工序上的时间、温度和成分符合要求， 依据上述四个约束条件，可对炼钢厂合理产品 使生产流程高效、低耗、连续和稳定地运行 结构进行求解，求解过程分为以下六步. 对于特殊钢厂的炼钢一连铸调度问题，主要是 (1)前提条件：使转炉品种钢产能=连铸品种 通过建立多目标调度模型予以解决.在静态调度计 钢产能，即满足条件②.图5中线A既表示转炉工 划的求解过程中，根据炼钢厂系统运行原则，按照 序品种钢年产能又表示连铸工序品种钢年产能. 炼钢炉与连铸机作业周期的不同对应关系，对生产 (2)根据式(10)常规钢产能与品种钢产能关系， 模式进行分类，并给出相应的求解方法.在动态调 绘制步骤(1)中“转炉品种钢产能=连铸品种钢产 度过程中，通过对调度过程中动态事件进行分类， 能”条件下转炉常规钢产能曲线，如图5中线C归纳了在生产出现异常情况下的动态调整规则，并 所示. 给出时间调整方法. (3)由条件①判断，得到图5中箭头a所示交 总的来看，排产是对产品结构的进一步落实细 点，对应品种钢比例为27.8%. 化，最终通过调度对排产进行动态控制以实现炼钢 (4)根据前文计算结果，LF工序理论最大产能 厂的顺利运行.然而，排产与调度首先应建立在合 为210.2万ta~1.绘制LF理论最大产能标准线如 理产品结构的基础之上，从产能角度研究炼钢厂的 图5中线B所示. 合理产品结构是保障生产高效、顺行的重要前提. (⑤)根据条件③判断，得到图中箭头b所示交 本文研究发现，产品结构对产能的影响本质上是由 点，对应品种钢比例为72.2%. 不同产品生产周期的差异造成的.因此，无论是转 (6)由于LF精炼工序钢水全部由转炉工序提 炉炼钢厂还是电炉炼钢厂，当其生产的各产品生产 供，因此在实际生产中，当条件③满足时，LF精炼 周期存在差异时，炼钢厂产品结构和产能的关系均 工序品种钢产能=转炉品种钢产能.由步骤(1)可 符合本文所论述的关系 知转炉品种钢产能=连铸品种钢产能，即LF精炼 工序品种钢产能=连铸品种钢产能，满足条件④. 6结论 综上所述，该钢厂合理产品结构为：品种钢 (1)对长材型特殊钢厂设备层面的设备产能进 比例在27.8%722%.在制定作业计划时，应遵 行分析，描述了设备产能和设备产品结构之间关系， 循这一比例范围保证连铸工序的连续生产以及整 随着设备产品结构变化，设备总产能发生改变，并
第 期 王 宝等 长材型特殊钢厂产品结构及产能 · · 一 工序品种钢产能 工序常规钢产能 女之一 、一,二叮能 个流程 的顺行 此产品结构 下, 炼钢厂的产 能为 万 一, 其中当品种钢比例为 时 炼钢厂总产能为 万 一, 当品种钢 比例为 时炼钢厂总产能为 万 一 …连铸 转炉 工序品种钢产能 , 勺日一﹄匕︶︵尸砂日︵︺ 生一陌瞿︵︶哆` 已八,︸﹄八日︺︸ ,次貂化︵祠︶书 工序品种钢比例 图 工序产能与工序产品结构关系 连铸工序 、卜· — 连铸工序常规钢产能 一一 转炉工序常规钢产能 一 一 精炼工序品种钢最大产能 扮、 二、 、 忍二之曰一 二一几一一百 由图 可知, 当连铸 工序全部生产品种钢时, 其产能为 万 一 , 而上文中转炉工序的常规 钢最大产能仅为 万 一, 无法满足连铸工序 的生产需求 因此 , 对于一个炼钢厂而言, 存在一个 合理的产品结构范围, 才能保证各工序间的产能合 理匹配 , 保证流程的顺行 要实现炼钢厂连铸机 的 连续浇注, 需满足 以下四个约束条件 ①转炉工序 冶炼 常规钢产能 连铸工序浇注常规钢产能 ② 转炉 工序冶炼品种钢产能 妻连铸工序浇注 品种钢 产能 ③ 精炼工序理论最大产能 转炉工序冶 炼 品种钢产能 ④ 精炼工序理论最大产能 连 铸工序浇注 品种钢产能 依据上述四个约束条件, 可对炼钢厂合理产品 结构进行求解, 求解过程分为以下六步 前提条件 使转炉品种钢产能 二连铸品种 钢产能, 即满足条件 ② 图 中线 既表示转炉工 序品种钢年产能又表示连铸工序 品种钢年产能 根据式 常规钢产能与品种钢产能关系, 绘制步骤 中 “转炉 品种钢产能 连铸品种钢产 能” 条件 下转炉常规钢产能曲线 , 如图 中线 所示 由条件 ①判断, 得到 图 中箭头 所示交 点, 对应品种钢 比例为 根据前文计算结果, 工序理论最大产能 为 万 一 绘制 理论最大产能标准线如 图 中线 所示 根据条件 ③判断, 得到图中箭头 所示交 点, 对应品种钢比例为 由于 精炼工序钢水全部 由转炉工序提 供, 因此在实际生产 中, 当条件 ③满足时, 精炼 工序 品种钢产能 转炉品种钢产能 由步骤 可 知转炉品种钢产能 一连铸 品种钢产能, 即 精炼 工序品种钢产能 二连铸品种钢产能, 满足条件 ④ 综上所述 , 该钢厂合理产 品结构为 品种钢 比例在 在制定作业计划 时, 应遵 循 这一 比例 范围保证连铸 工序 的连续 生产 以及整 工序品种钢比例 图 合理产品结构 特殊钢厂炼钢 一 连铸过程的生产组织方式为 根据生产计划确定各个浇次计划在相应连铸机上的 开浇时刻 , 以及各个炉次计划在相应设备上作业开 始及结束时刻, 即制定生产调度计划 同时, 执行生 产调度计划, 并根据实际生产过程 中的不确定性 因 素, 对其进行重新编排 生产调度 的 目标是使各生 产炉次在各工序上 的时间 、 温度和成分符合要求 , 使生产流程高效 、低耗 、连续和稳定地运行 对于特殊钢厂的炼钢一 连铸调度问题 , 主要是 通过建立多 目标调度模型予 以解决 在静态调度计 划的求解过程 中, 根据炼钢厂系统运行原则, 按照 炼钢炉与连铸机作业周期的不同对应关系, 对生产 模式进行分类, 并给 出相应的求解方法 在动态调 度过程中, 通过对调度过程中动态事件进行分类 , 归纳了在生产 出现异常情况下的动态调整规则, 并 给 出时间调整方法 总的来看 , 排产是对产 品结构的进一步落实细 化, 最终通过调度对排产进行动态控制 以实现炼钢 厂的顺利运行 然而, 排产与调度首先应建立在合 理产 品结构 的基础之上 , 从产能角度研究炼钢厂的 合理产品结构是保障生产高效 、 顺行的重要前提 本文研究发现, 产 品结构对产能的影响本质上是由 不同产品生产周期的差异造成的 因此, 无论是转 炉炼钢厂还是电炉炼钢厂, 当其生产的各产品生产 周期存在差异时, 炼钢厂产品结构和产能的关 系均 符合本文所论述的关系 结论 对长材 型特殊钢厂设备层面的设备产能进 行分析, 描述 了设备产能和设备产品结构之间关系, 随着设备产 品结构变化 , 设备总产能发生改变 , 并
·384· 北京科技大学学报 第35卷 且设备生产各产品产能随之变化 [5]Azevedo A L,Sousa J P.A component-based approach (2)对长材型特殊钢厂工序层面的工序产能进 to support order planning in a distributed manufacturing 行分析，阐述了工序产能、设备产品结构和工序产 enterprise.J Mater Process Technol,2000,107:431 品结构三者之间的相互关系，并指出工序不同产品 [6]Witt A,Voss S.Application of a mathematical model to 间的产能关系. an intermediate-to long-term real-world steel production planning problem based on standard software.Eur J Ind (3)对长材型特殊钢厂钢厂层面的炼钢厂产 Eng,2011,5(1):81 能进行分析，提出炼钢厂合理产品结构的约束条 [7)Liu Q,Tian N Y,Yin R Y.Operation principle and con- 件.对国内某典型长材型特殊钢厂的产品结构进 trol strategy for steelmaking workshop system.Chin J 行研究，得出其合理产品结构为品种钢比例在 Process Eng,2003,3(2):171 27.8%72.2%. (刘青，田乃媛，殷瑞钰.炼钢厂系统的运行原则与调控策 (④)从产品结构对产能的影响角度出发，对炼 略.过程工程学报，2003,3(2)：171) 钢厂生产运行的三个层面（设备、工序和炼钢厂）进 [8]Du B,Huang K W,Zhu J.Research and application of 行研究，研究成果对于转炉或电炉特殊钢厂都具有 Baosteel optimal production plan logistics system// 适用性，对于制定炼钢厂合理产品结构及产能分析 Proceedings of China Iron Steel Annual Meeting.Bei- jing,2009:355 具有一定的参考价值 (杜斌，黄可为，朱俊.宝钢生产计划及物流优化技术的研 究与应用//中国钢铁年会论文集.北京，2009：355) 参考文献 [9]Morris J A.The concept of steel capacity.J Ind Econ, 1954,3(1):47 [1]Yin R Y.Some science problems about steel.Acta Metall [10]Liu Q,Yin J,Tian X Z,et al.Matching of productive Sn,2007,43(11):1121 capacity among working procedures and allocating of con (殷瑞钰.关于钢铁制造流程的研究.金属学报，2007， tinuous casting machines for quality steel in a converter 43(11:1121) plant.J Univ Sci Technol Beijing,2007,29(8):845 [2 Yin R Y.Metallurgical Process Engineering.2nd Ed.Bei- (刘青，尹佳，田新中，等。转炉炼钢厂工序产能和品种钢铸 jing:Metallurgical Industry Press,2009 机配置.北京科技大学学报，2007,29(8)：845) (殷瑞钰.冶金流程工程学.2版.北京：治金工业出版社， [11]He D F,Yu G,Xu A J,et al.Productivity calculation 2009) using Gantt chart combination based on precise design.J [3]Tang L X,Guan J,Hu G F.Steelmaking and refining coor- Univ Sci Technol Beijing,2010,32(12):1681 dinated scheduling problem with waiting time and trans- (贺东风，于港，徐安军，等.基于精准设计的甘特图组合产 portation consideration.Comput Ind Eng,2010,58:239 能核算.北京科技大学学报，2010,32(12)：1681) [4]Mohanty PP.An agent-oriented approach to resolve the [12]Lea B R,Fredendall L D.The impact of management ac- production planning complexities for a modern steel man- counting,product structure,product mix algorithm,and ufacturing system.Int J Adu Manuf Technol,2004,24: planning horizon on manufacturing performance.Int J 199 Prod Econ,2002,79(3):279
· · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 且设备生产各产品产能随之变化 对长材型特殊钢厂工序层面的工序产能进 行分析, 阐述了工序产能 、设备产品结构和工序产 品结构三者之 间的相互关系, 并指出工序不 同产品 间的产能关系 对 长材型特 殊钢厂钢 厂层面 的炼钢 厂产 能进行分析 , 提 出炼钢厂合理产品结构的约 束条 件 对 国内某 典型长材型特殊钢厂 的产 品结构进 行研 究 , 得 出其合理产 品结 构为 品种 钢 比例 在 从产品结构对产能的影响角度 出发, 对炼 钢厂生产运行 的三个层面 设备 、工序和炼钢厂 进 行研究, 研究成果对于转炉或 电炉特殊钢厂都具有 适用性, 对于制定炼钢厂合理产品结构及产能分析 具有一定的参考价值 参 考 文 献 【〕 亡 亡以 从。, , 殷 瑞钮 关 于钢铁制 造流程 的研究 金属学报, , 。勺` 阳 玩 夕葱。 仰 , 殷瑞钮 冶金流程 工程学 版 北京 冶金工业出版社, 丁乞刀 , , 鹅 移七玩 几 , , 【』 叱 几 。可 几 , , 』 , 一 亡 阳 几 , , , 一 玩 万”夕, , 【 , , 。 饭几 舰 几夕, , 刘青, 田乃媛, 殷瑞任 炼钢厂系统的运行原则与调控策 略 过程工程学报, , 」 , , 即 尸阳 匆 云。 加 。 几介 `叩 , 杜斌, 黄可为, 朱俊 宝钢生产 计划及物流优化技术 的研 究与应用刀中国钢铁年会论文集 北京, 』 犷 。, , 【』 , , , · 介 乞勺 乞了乞 示。夕, , 刘青, 尹佳, 田新中, 等 转炉炼钢厂工序产能和品种钢铸 机配置 北京科技大学学报, , 【 , , , 饰 `。 ` 红云仰, , 贺东风, 于港, 徐安军, 等 基于精准设计的甘特图组合产 能核算 北京科技大学学报, , 【 」 , , , , 玩 亡 尸阳 。,