D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.05.004 第30卷第5期 北京科技大学学报 Vol.30 No.5 2008年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2008 转炉特钢流程连铸轧钢生产排产系统 刘青)白素宏)卢军辉) 张立强)成国光) 1)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000832)石家庄钢铁有限责任公司生产部，石家庄050031 摘要针对转炉特钢流程轧钢工序、连铸工序的生产特点，对轧制计划规则生成进行了描述，提出了基于规则的轧钢生产 计划排产启发式算法，给出了详细求解步骤.在分析实际生产状况的基础上，对连铸浇次计划生成规则进行了描述，建立了连 铸浇次最优化模型，同时对生产排产系统进行了总体设计和技术架构.运用Delphi7.0和SQL Server2OO0开发了生产排产系 统，并应用于中型转炉特钢厂，实践证明模型实用可靠，系统通用性强 关键词转炉；生产排产；轧钢：浇次：启发式算法 分类号TF748.2 Production plan schedule for the casting-rolling process in BOF special steel plants LIU Qing),BAI Suhong,LU Junhui),ZHA NG Liqiang,CHENG Guoguang) 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)Department of Production Planning,Shijiazhuang Iron &.Steel Co.Ltd..Shijiahuang 050031.China ABSTRACI According to the characteristics of the rolling and casting process in BOF special steel plants,the rolling plan compiling rules were described.The heuristic algorithm based on the rules for rolling production planning optimization was put forward,and some procedures to make the plan were given out in detail.On the basis of the analysis of real production state,cast plan compiling rules were described,and the model of cast plan optimization was established.Moreover.the overall design and technology realization of a production planning system were processed.By using Delphi 7.0 and SQL Server2000,the production planning system was de- veloped and applied to one medium-sized converter special steel plant.and its practicality.reliability and versatility were proved in practice. KEY WORDS BOF:production plan scheduling:rolling:cast:heuristic algorithm 目前，面对用户多品种、小批量的需求，钢厂在 改进工艺的同时，迫切需要对炼钢一连俦一轧制的 1实际排产问题的特点 生产排产方法进行研究和开发，实现炼钢一连铸一 钢厂组织生产过程中面临的实际排产问题有以 轧制的一体化生产控制与管理，以保证生产物质流 下特点山： 连续和高效运行，有效地发挥热装、热送工艺的作 (1)复杂性，由于装卸作业、装卸设备、库场、搬 用，最大限度地提高热装率和热装温度，降低中间库 运系统之间相互作用、相互影响，每个作业又要考虑 存，进而达到降低产品成本，提高产品质量，缩短产 它的到达时间、装卸时间、准备时间、操作顺序、交货 品生产周期的目的，本文针对中小转炉特钢流程连 期等，因而相当复杂， 铸一轧钢生产排产过程，开发了生产排产系统工业 (2)动态随机性，在实际的生产排产系统中存 软件，建立了钢厂物质流和信息流统一管理的平台， 在很多随机的和不确定的因素，比如作业到达时间 便于钢厂组织生产，提高准时交货率. 的不确定性、作业加工时间也有一定的随机性，而且 生产系统中常出现一些突发偶然事件，如设备的损 收稿日期：2007-04-26修回日期：2007-08-07 坏/修复、作业交货期的改变等 基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(No-NCET一 (③)多目标性，实际的计划排产通常是多目标 07-0067) 的，并且这些目标间可能发生冲突。 作者简介：刘青(1967一)男教授，博士， E-mail:qliu@metall.ustb.edu.cn
转炉特钢流程连铸－轧钢生产排产系统 刘 青1） 白素宏2） 卢军辉1） 张立强2） 成国光1） 1） 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 2） 石家庄钢铁有限责任公司生产部石家庄050031 摘 要 针对转炉特钢流程轧钢工序、连铸工序的生产特点对轧制计划规则生成进行了描述提出了基于规则的轧钢生产 计划排产启发式算法给出了详细求解步骤．在分析实际生产状况的基础上对连铸浇次计划生成规则进行了描述建立了连 铸浇次最优化模型同时对生产排产系统进行了总体设计和技术架构．运用 Delphi7∙0和 SQL Server2000开发了生产排产系 统并应用于中型转炉特钢厂实践证明模型实用可靠系统通用性强． 关键词 转炉；生产排产；轧钢；浇次；启发式算法 分类号 TF748∙2 Production plan schedule for the casting-rolling process in BOF special steel plants LIU Qing 1）BAI Suhong 2）LU Junhui 1）ZHA NG Liqiang 2）CHENG Guoguang 1） 1） School of Metallurgical and Ecological EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China 2） Department of Production PlanningShijiazhuang Iron ＆ Steel Co．Ltd．Shijiazhuang050031China ABSTRACT According to the characteristics of the rolling and casting process in BOF special steel plantsthe rolling plan compiling rules were described．T he heuristic algorithm based on the rules for rolling production planning optimization was put forwardand some procedures to make the plan were given out in detail．On the basis of the analysis of real production statecast plan compiling rules were describedand the model of cast plan optimization was established．Moreoverthe overall design and technology realization of a production planning system were processed．By using Delphi7．0and SQL Server2000the production planning system was developed and applied to one medium-sized converter special steel plantand its practicalityreliability and versatility were proved in practice． KEY WORDS BOF；production plan scheduling；rolling；cast；heuristic algorithm 收稿日期：2007-04-26 修回日期：2007-08-07 基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目（No．NCET－ 07－0067） 作者简介：刘 青（1967－）男教授博士 E-mail：qliu＠metall．ustb．edu．cn 目前面对用户多品种、小批量的需求钢厂在 改进工艺的同时迫切需要对炼钢－连铸－轧制的 生产排产方法进行研究和开发实现炼钢－连铸－ 轧制的一体化生产控制与管理以保证生产物质流 连续和高效运行有效地发挥热装、热送工艺的作 用最大限度地提高热装率和热装温度降低中间库 存进而达到降低产品成本提高产品质量缩短产 品生产周期的目的．本文针对中小转炉特钢流程连 铸－轧钢生产排产过程开发了生产排产系统工业 软件建立了钢厂物质流和信息流统一管理的平台 便于钢厂组织生产提高准时交货率． 1 实际排产问题的特点 钢厂组织生产过程中面临的实际排产问题有以 下特点［1］： （1）复杂性．由于装卸作业、装卸设备、库场、搬 运系统之间相互作用、相互影响每个作业又要考虑 它的到达时间、装卸时间、准备时间、操作顺序、交货 期等因而相当复杂． （2）动态随机性．在实际的生产排产系统中存 在很多随机的和不确定的因素比如作业到达时间 的不确定性、作业加工时间也有一定的随机性而且 生产系统中常出现一些突发偶然事件如设备的损 坏／修复、作业交货期的改变等． （3）多目标性．实际的计划排产通常是多目标 的并且这些目标间可能发生冲突． 第30卷 第5期 2008年 5月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．5 May2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．05．004
第5期 刘青等：转炉特钢流程连铸轧钢生产排产系统 .567. 的生产作业计划 2系统总体结构设计 9 生产排产系统需要达到的目标如下： 合同初始化 (1)实现总厂对分厂集中生产控制管理1： 合同按交货期排序 (2)根据生产实际的反馈情况动态调整生产 计划； 选择生产合同 (3)要实现全厂范围内信息的共享，不同分厂之 分配轧钢厂 间可以互相查看正常品、不良品、废品等在各个时期 选择一个未排产的合同 的生产情况，以便及时地进行生产计划的改变、补 料、借料等处理； 结束 按交货期进行分组 (4)对合同进行实时跟踪 生产计划编制规则 据此四项要求可以得到图1所示的用户需求分 析图，图2为系统功能分解图 图3生成轧制计划算法实现 2 9 Fig.3 Algorithm to generate a rolling plan N 、查看订单 依据关于轧钢厂的规则讨论，可以得出基于规 订单 输人订单 计划 输人员 制作员 则的启发式算法[的详细步骤如下. 、修改订单 Step1按照上个计划时段的规格顺序对本计 查看订单 划时段的合同根据规格进行排序，如果上个计划时 生成计划调整计划 段的最后一个规格仍有能力剩余，则将该规格作为 查看半成品库状态 本计划时段的第1个生产规格，将上个计划时段的 获取订单 第1个规格作为本计划时段的第2个生产规格，其 管理半成品库 余顺延，记录各合同在此次排序中的顺序号，并记 半成品库 ERP 管理员 作n,其中=1,2，…，N,N是合同总数 Step2将合同按在线常化的升序排序，记录各 图1详细的用户需求分析 合同在此次排序中的顺序号，并记作， Fig-I Detailed analysis of user needs Step3将合同按规格从小到大的顺序排序， 连铸工序：A 记录各合同在此次排序中的顺序号，并记作n:. 轧钢工序C Step4将合同按钢级的升序排序，记录各合 同在此次排序中的顺序号，并记作n, 半成品库B Step5计算各合同的生产优先系数，计算公 式如下式所示： 图2生产排产系统功能分解 Fig.2 Functional analysis of a production scheduling system p(N-4+)M=1.2N 2.1轧制计划规则生成及求解算法 其中p:表示合同i的生产优先系数，HM>N, 将销售合同进行汇总后，要对销售合同进行分 Step6将合同按生产优先系数从大到小的顺 解，使之变成生产合同，这是编制轧制计划的总依 序排列， 据.根据生产合同，考虑不同轧机的规格约束和各 Step7计算各合同的生产起始时间和结束时 个轧钢厂的产能约束，就可以获得各个分厂的日轧 间，计算公式如下： 钢计划3).计算机实现时详细算法如图3所示. S;= c,i≠1 合同初始化过程中，会把制定轧钢计划需要的 (2) 各种参数都准备好，等将所有的合同按交货期都参 S:=0,i=1 与排序后，就得到了一个待生产的合同集，在将合 同向各个轧钢厂分配时，需要考虑定尺、轧制规格或 E,=c4 (3) 者二者的组合，得到每个轧制厂的生产合同集，依 其中S、E:和Ck分别表示合同i的生产起始 据轧钢生产计划编制规则，就可以得到单个轧钢厂 时间、生产结束时间和需要的生产时间
2 系统总体结构设计 生产排产系统需要达到的目标如下： （1）实现总厂对分厂集中生产控制管理［2］； （2）根据生产实际的反馈情况动态调整生产 计划； （3）要实现全厂范围内信息的共享不同分厂之 间可以互相查看正常品、不良品、废品等在各个时期 的生产情况以便及时地进行生产计划的改变、补 料、借料等处理； （4）对合同进行实时跟踪． 据此四项要求可以得到图1所示的用户需求分 析图．图2为系统功能分解图． 图1 详细的用户需求分析 Fig．1 Detailed analysis of user needs 图2 生产排产系统功能分解 Fig．2 Functional analysis of a production scheduling system 2∙1 轧制计划规则生成及求解算法 将销售合同进行汇总后要对销售合同进行分 解使之变成生产合同这是编制轧制计划的总依 据．根据生产合同考虑不同轧机的规格约束和各 个轧钢厂的产能约束就可以获得各个分厂的日轧 钢计划［3］．计算机实现时详细算法如图3所示． 合同初始化过程中会把制定轧钢计划需要的 各种参数都准备好等将所有的合同按交货期都参 与排序后就得到了一个待生产的合同集．在将合 同向各个轧钢厂分配时需要考虑定尺、轧制规格或 者二者的组合得到每个轧制厂的生产合同集．依 据轧钢生产计划编制规则就可以得到单个轧钢厂 的生产作业计划． 图3 生成轧制计划算法实现 Fig．3 Algorithm to generate a rolling plan 依据关于轧钢厂的规则讨论可以得出基于规 则的启发式算法［4－5］的详细步骤如下． Step1 按照上个计划时段的规格顺序对本计 划时段的合同根据规格进行排序如果上个计划时 段的最后一个规格仍有能力剩余则将该规格作为 本计划时段的第1个生产规格将上个计划时段的 第1个规格作为本计划时段的第2个生产规格其 余顺延．记录各合同在此次排序中的顺序号并记 作 n 1 i其中 i＝12…NN 是合同总数． Step2 将合同按在线常化的升序排序记录各 合同在此次排序中的顺序号并记作 n 2 i． Step3 将合同按规格从小到大的顺序排序 记录各合同在此次排序中的顺序号并记作 n 3 i． Step4 将合同按钢级的升序排序记录各合 同在此次排序中的顺序号并记作 n 4 i． Step5 计算各合同的生产优先系数计算公 式如下式所示： pi＝ ∑ 5 j＝1 （ N－ n j i＋1） M 5－ ji＝12…N （1） 其中 pi 表示合同 i 的生产优先系数∀M＞ N． Step6 将合同按生产优先系数从大到小的顺 序排列． Step7 计算各合同的生产起始时间和结束时 间计算公式如下： Si ＝ ∑ i－1 k Cki ≠1 Si ＝0i ＝1 （2） Ei＝ ∑ i k Ck （3） 其中 Si、Ei 和 Ck 分别表示合同 i 的生产起始 时间、生产结束时间和需要的生产时间． 第5期 刘 青等： 转炉特钢流程连铸－轧钢生产排产系统 ·567·
.568 北京科技大学学报 第30卷 Step8将五个参数相同的相邻合同合并，组成 1,2,,P,2n为第n浇次中所有炉次的集合，有 一个轧批计划. 2∩2∩…∩nw=0,且21U22U.U2w=n: Step9输出轧批计划，进入下一个循环. 不妨令浇次内各炉次按作业先后顺序编号，并记 2.2连铸浇次计划实现 FH(n)为浇次n的第1炉[8]：j为阶段序号，对炼 本模型基于以下假设： 钢、精炼和连铸三个阶段分别为1,2,3；M为第j (1)每个阶段作业设备指派不受限制： 阶段的设备数（整数），有M;≥1，j=1,2;k为设备 (2)浇次n(n=1,2,…,P)的炉数2，炉次 序号，其中≤MP时为炉次i在第j阶段的作业时 处理时间P(iQ,j=1,2,3)及浇次n对应的连 间；t时和c分别为炉次i在第j阶段的作业开始及结 铸机均为已知； 束时间，有c时=t句十p时：T。为浇次n的开浇时间 (3)浇次n(n=1,2,…,P)的开浇时间Tn= (其第1炉的开始浇铸时间)，有T。=t(),3;不妨 tp(,3,已经在上一级生产计划系统中根据产品的 令浇次序号n按T。从小到大编号，即有 交货期和生产提前量被确定[可]，FH(n)为浇次n的 TI<T<T-TT+<TP 第1炉； (14) (4)同一连铸机上的各浇次的开浇时间能够满 t和c分别为严格连浇和无等待的理想状况下的 足浇次间隔时间的要求； 炉次i在阶段j的理想开始及结束时间；σ为己指派 (5)各设备在初始时刻均为可用，而且不考虑设 的炉次集，再记为阶段j第k台设备上已指派的 备异常故障； 炉次集，有10] (6)不考虑炉次在工序间运输时间； a-enj-1.2 (15) (7)本模型没有考虑工序温度对排产的影响，假 设各个阶段工序温度都符合生产工艺要求 1, 炉次i被指派到阶段j的第k台设备上 基于上述假设，需要解决的问题可以描述为：在 0, 其他 现有设备数M;(=1,2)的资源约束下，根据各浇次 1,在阶段j炉次i先于i2被处理 设定的开浇时间Ta,为n中的每一炉i在阶段M; 0,其他 (=1,2)的处理指派设备，并确定i在阶段M;(= C1m为浇次n的单位断浇时间的惩罚费用，C2:为炉 1,2,3)的最终开始处理时间t,问题的目标是使断 次i的单位等待时间的惩罚费用，U为足够大正整 浇和炉次在工序间等待造成的损失最小.构建模型 数 如下79] 3应用实例 min 2。C1n(ti+1,3-c3)+ =1i.十1∈0 本系统已成功应用于石家庄钢铁有限责任公司 ,品C2:(u1eg) (4) (以下简称“石钢”)·石钢炼钢厂现有二个转炉和一 个电炉，公称容量均为50t,生产所需铁水由四座高 S.T.x=1,i∈0，j=1,2 (5) 炉供给，采用混铁炉→铁水预处理→转炉/电炉→ 4LF(或VD)→连铸机→轧钢的生产工艺，石钢轧 t一cw十(3-x一x一yi）U≥0， 制计划和浇次计划排产流程如图4和图5所示，连 i1,i2∈n,i1≠i2,j=1,2,k=1,2,,M(6) 铸机的浇铸周期如表1所示，用生产排产系统排产 t+1,3≥c3,i,i+1∈nn,n=1,2,…,P(7) 后的轧制计划如图6所示，连铸机浇次计划如图7 tj+1≥c时，∈n,j=1,2 (8) 所示.程序开发所用工具为Delphi7.0企业版，后 y%4十+y,=1,i1,i2∈0，i≠i2,j=1,2(9) 台数据库为MS SQL Server2000企业版. x=0,1,i∈0，j=1,2,k=1,2,,M(10) 用计算机实现其自动排产时，主要依据以下 原则 y12=0,1,i,i2∈n,i1≠i2,j=1,2(11) (1)算法要简练实用，计算迅速，可快速进行排 t0,i∈n,j=1,2,3 (12) 产及重排产，因此应尽量避免采用反复迭代的复杂 c=tg十p时，i∈n,j=1,2,3 (13) 算法 其中，i为炉次序号，n为所有炉次的集合，i∈2， (2)要适应石钢生产变化的需求，如生产设备更 |nl为总炉次数：n为浇次序号，P为浇次数，n= 新、工艺调整、产品变化等情况，算法应具有广义性
Step8 将五个参数相同的相邻合同合并组成 一个轧批计划． Step9 输出轧批计划进入下一个循环． 2∙2 连铸浇次计划实现 本模型基于以下假设： （1）每个阶段作业设备指派不受限制； （2）浇次 n（ n＝12…P）的炉数｜Ωn｜炉次 处理时间 pij（ i∈Ωnj＝123）及浇次 n 对应的连 铸机均为已知； （3）浇次 n（ n＝12…P）的开浇时间 T n＝ tFH（ n）3已经在上一级生产计划系统中根据产品的 交货期和生产提前量被确定［6］FH（ n）为浇次 n 的 第1炉； （4）同一连铸机上的各浇次的开浇时间能够满 足浇次间隔时间的要求； （5）各设备在初始时刻均为可用而且不考虑设 备异常故障； （6）不考虑炉次在工序间运输时间； （7）本模型没有考虑工序温度对排产的影响假 设各个阶段工序温度都符合生产工艺要求． 基于上述假设需要解决的问题可以描述为：在 现有设备数 Mj（ j＝12）的资源约束下根据各浇次 设定的开浇时间 T n为 Ω中的每一炉 i 在阶段 Mj （ j＝12）的处理指派设备并确定 i 在阶段 Mj（ j＝ 123）的最终开始处理时间 tij问题的目标是使断 浇和炉次在工序间等待造成的损失最小．构建模型 如下［7－9］： min ∑ N n＝1 ii∑ ＋1∈Ωn C1n（ ti＋13－ci3）＋ ∑i∈Ωj ∑＝12 C2i（ tij＋1－cij） （4） S．T．∑ Mj k＝1 xijk＝1i∈Ωj＝12 （5） ti2 j－ci1 j＋（3－ xi1 jk－ xi2 jk－yi1 i2 j） U≥0 i1i2∈Ωi1≠ i2j＝12k＝12…Mj （6） ti＋13≥ci3ii＋1∈Ωnn＝12…P （7） tij＋1≥ciji∈Ωj＝12 （8） yi1 i2 j＋yi2 i1 j＝1i1i2∈Ωi1≠ i2j＝12 （9） xijk＝01i∈Ωj＝12k＝12…Mj （10） yi1 i2 j＝01i1i2∈Ωi1≠ i2j＝12 （11） tij≥0i∈Ωj＝123 （12） cij＝tij＋ piji∈Ωj＝123 （13） 其中i 为炉次序号Ω为所有炉次的集合i∈Ω ｜Ω｜为总炉次数；n 为浇次序号P 为浇次数n＝ 12…PΩn 为第 n 浇次中所有炉次的集合有 Ω1∩Ω2∩…∩ΩN＝／○且 Ω1∪Ω2∪…∪ΩN＝Ω； 不妨令浇次内各炉次按作业先后顺序编号并记 FH（ n）为浇次 n 的第1炉［8］；j 为阶段序号对炼 钢、精炼和连铸三个阶段分别为123；Mj 为第 j 阶段的设备数（整数）有 Mj≥1j＝12；k 为设备 序号其中 k≤ Mj；pij为炉次 i 在第 j 阶段的作业时 间；tij和cij分别为炉次 i 在第 j 阶段的作业开始及结 束时间有 cij ＝ tij ＋ pij；T n 为浇次 n 的开浇时间 （其第1炉的开始浇铸时间）有 T n＝ tFH（ n）3；不妨 令浇次序号 n 按 T n 从小到大编号即有 T1＜ T2＜…＜ T n－1＜ T n＜ T n＋1＜…＜ TP （14） t ∗ ij 和 c ∗ ij 分别为严格连浇和无等待的理想状况下的 炉次 i 在阶段 j 的理想开始及结束时间；σ为已指派 的炉次集再记 σjk为阶段 j 第 k 台设备上已指派的 炉次集有［10］ σ＝ ∪ k∈｛12…Mj｝ σjkj＝12 （15） xijk＝ 1 炉次 i 被指派到阶段 j 的第 k 台设备上 0 其他 yi1 i2 j＝ 1 在阶段 j 炉次 i1 先于 i2 被处理 0 其他 C1n为浇次 n 的单位断浇时间的惩罚费用C2i为炉 次 i 的单位等待时间的惩罚费用U 为足够大正整 数． 3 应用实例 本系统已成功应用于石家庄钢铁有限责任公司 （以下简称“石钢”）．石钢炼钢厂现有二个转炉和一 个电炉公称容量均为50t生产所需铁水由四座高 炉供给采用混铁炉→铁水预处理→转炉／电炉→ 4LF（或 VD）→连铸机→轧钢的生产工艺．石钢轧 制计划和浇次计划排产流程如图4和图5所示连 铸机的浇铸周期如表1所示．用生产排产系统排产 后的轧制计划如图6所示连铸机浇次计划如图7 所示．程序开发所用工具为 Delphi 7∙0企业版后 台数据库为 MS－SQL Server2000企业版． 用计算机实现其自动排产时主要依据以下 原则． （1）算法要简练实用计算迅速可快速进行排 产及重排产因此应尽量避免采用反复迭代的复杂 算法． （2）要适应石钢生产变化的需求如生产设备更 新、工艺调整、产品变化等情况算法应具有广义性 ·568· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第5期 刘青等：转炉特钢流程连铸轧钢生产排产系统 ,569 或通用性，以避免生产流程出现变化而导致算法 钢厂的按成分冶炼规则：规则3为合同订单的交货 失灵 期优先级规则，这些也是安全生产部将销售合同转 销售合同 化为生产合同时需要遵循的规则， 处理销售合同 连轧生产计划 生产合同 轧钢产能约束轧钢总计划 轧机规格约束 轧钢子计划 第一轧钢厂日 第二轧钢厂日 第三轧钢厂日 第四轧钢厂日 作业计划 作业计划 作业计划 作业计划 图4轧制计划编制流程 Fig.4 Flowchart of rolling plan generation 图6。连轧计划生成界面 Fig.6 Interface of rolling plan generation 合并轧钢计划 连铸生产计划 本周 结束 选取下一日 N “管。 分配连铸合同 肥 选取一合同条目 有厂 库存N 依据模型分配 连铸合同 加人生产计划 细 本日 结束 修改备份库存数据 图7连铸浇次生成计划界面 Fig.7 Interface of casting plan generation 图5浇次计划编制流程 Fig.5 Flowchart of casting plan generation 4结论 表1石钢连铸机浇铸周期 Table 1 Casting cycle of continuous casting machines in Shigang (1)对石钢现有生产流程进行规则抽象和描述， 连铸机序号 浇铸周期/min 指出了现有生产计划排产的特点， 0号连铸机 35 (2)对生产排产系统进行了总体设计和技术架 1号连铸机 50 构，并用Delphi7.0和SQL Server2000进行了实现. 3号连铸机 尽 (③)对连铸浇次计划生成规则进行描述，同时建 电炉车间连铸机 53 立连铸浇次计划模型和求解算法 (4)结合石钢生产特点，验证了所建模型的可靠 (3)不要对算法的智能要求过高，这在目前已有 性和实用性， 公认；人工干预是必要的，这样可使算法更贴近生产 实际，因此应对石钢生产过程排产的模型进行合理 参考文献 的简化 Dong Y.Study,Design and Develop of Production Plan Sched- 经反复调研，在对石钢现有生产计划进行分析 ule for BOF Special Steel Plants in the Low Cost CIMS Environ- 的基础上，得出石钢生产计划排产最核心的三个规 ment[Dissertation]Shenyang:Northeastern University.2000. 则：规则1为棒线材分厂的连轧机规则；规则2为炼 15
或通用性以避免生产流程出现变化而导致算法 失灵． 图4 轧制计划编制流程 Fig．4 Flowchart of rolling plan generation 图5 浇次计划编制流程 Fig．5 Flowchart of casting plan generation 表1 石钢连铸机浇铸周期 Table1 Casting cycle of continuous casting machines in Shigang 连铸机序号 浇铸周期／min 0号连铸机 35 1号连铸机 50 3号连铸机 50 电炉车间连铸机 53 （3）不要对算法的智能要求过高这在目前已有 公认；人工干预是必要的这样可使算法更贴近生产 实际因此应对石钢生产过程排产的模型进行合理 的简化． 经反复调研在对石钢现有生产计划进行分析 的基础上得出石钢生产计划排产最核心的三个规 则：规则1为棒线材分厂的连轧机规则；规则2为炼 钢厂的按成分冶炼规则；规则3为合同订单的交货 期优先级规则．这些也是安全生产部将销售合同转 化为生产合同时需要遵循的规则． 图6 连轧计划生成界面 Fig．6 Interface of rolling plan generation 图7 连铸浇次生成计划界面 Fig．7 Interface of casting plan generation 4 结论 （1）对石钢现有生产流程进行规则抽象和描述 指出了现有生产计划排产的特点． （2）对生产排产系统进行了总体设计和技术架 构并用 Delphi7∙0和 SQL Server2000进行了实现． （3）对连铸浇次计划生成规则进行描述同时建 立连铸浇次计划模型和求解算法． （4）结合石钢生产特点验证了所建模型的可靠 性和实用性． 参 考 文 献 ［1］ Dong Y．StudyDesign and Develop of Production Plan Schedule for BOF Special Steel Plants in the Low Cost CIMS Environment［Dissertation ］．Shenyang：Northeastern University2000： 15 第5期 刘 青等： 转炉特钢流程连铸－轧钢生产排产系统 ·569·
.570 北京科技大学学报 第30卷 (董颖，低成本CIMS环境下特钢企业生产计划的研究、设计 Scheduling of Steel Production Dissertation ]Nottingham:The 与开发[学位论文]沈阳：东北大学，2000：15) University of Nottingham.2003:18 [2]Jiang S P,Zou Y R.Liang G.Study on production planning in [6]Kianfar F.A numerical method to approximate optimal production iron 8.steel enterprise CIMS.Metall Ind Autom.2003.27 and maintenance plan in a flexible manufacturing system.Appl (6):1 Math Comput,2005,170:924 (蒋圣平，邹益仁，梁刚·钢铁企业CIMS下生产计划的研究· [7]Lee D Y,Moon S,Lopes P L.et al.Environmentally friendly 治金自动化，2003,5：1) scheduling of primary steelmaking processes//Proceedings Foun [3]Hu X L,Wang Z D.Jiao ZJ.et al.Application of crow n flatness dations of Computer-Aided Process Operations.2003:355 vector analysis in plate rolling schedule.J Iron Steel Res Int. [8]Byrne M D.Hossain MM.Production planning:an improved 2004,11(5):22 hybrid approach.Int J Prod Econ.2005.93/94:225 [4]Li JX.Tang L X.Wu HJ.et al.Scheduling the production of [9]Chazal M,Jouini E.Tahraoui R.Production planning and inven- hot rolling steel tube:a rule-based heuristics.Iron Steel,2004. tories optimization with a general storage cost function.Nonlin- 39(9):39 ear Anal,2003,54,1365 (李建祥，唐立新，吴会江，等.基于规则的热轧钢管调度·钢 [10]Xiong G.NybergT R.Push/pull production plan and schedule 铁，2004,39(9)：39) used in modern refinery CI MS.Rob Comput Integr Manuf, [5]Quelhadj D.A Multi-agent System for the Integrated Dynamic 2000,16:397 (上接第565页) [5]Jiang X Q.Application of the lifting wavelet to rough surfaces Precis Eng.2001.25:83 参考文献 [6]Swlden W.The lifting scheme:a construction of second generation [1]Wang W R.Wang Z L.Sun Y K.Application of multi-resolution wavelets.SIA M J Math Anal,1997.29,511 wavelet controller in roll eccentricity control.J Univ Sci Technol [7]Ercelebi E.Second generation wavelet transform-based pitch peri- Beijing,2005,27(6):728 od estimation and voiced/unvoiced decision for speech signals.Ap- (王为人，王正林，孙一康·多分辨小波控制器在轧辊偏心控制 pl Acous,2004,64:25 中的应用-北京科技大学学报，2005,27(6).728) [8]Daubechies I,Swelders W.Factoring wavelet transforms into lift- [2]Sun Y K.Analyse and Application of Wavelet.Beijing:China ing steps.J Fourier Anal Appl.1998.4(3):245 Machine Press,2005 [9]Poisson O.Rioual P,Meunier M.Detection and measurement of (孙延奎.小波分析及其应用.北京：机械工业出版社，2005) power quality disturbances using wavelet transforms.IEEE Trans [3]Ercelebi E.Electrocardiogram signals de noising using lifting based Power Delivery.2000.15:1039 discrete wavelet transform.Comuput Biol Med,2004.34:479 [10]Coben I.Raz S,Malah D.Translation invariant denoising using [4]Bose N K.Super-resolution with second generation wavelets.Sig- the minimum description length eriterion.Signal Process.1999. nal Process Image Commun,2004.19:367 75(3):201
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