·534· 北京科技大学学报 2003年第6期 生产订单 设备 反馈 +板坯型号 +钢种 输 +设备编号 设备控制器 十重量 +设备能力 输出 +交货日期 +设备状态 更新 +优先级别 生产指令下达 数据采集与分析 下达 原料 +工作单编号 反愤+工作单编号 计划与调度 接收 +生产代码 +工作单执行状况 输入 +原料代码 +开始时间 +设备状况 +数量 十工作单编号 +结束时间 +完成数量 +开始时间 +产品质量 十结束时间 浇次计划 获取浇次计划() 接收 获取炉次计划() 工艺路线选择() 输出 +浇次编号 更新浇次() 数据采集() 检查资源() 更新 连铸机号 更新炉次() 设备状况校验() 组浇() +开始时间 设备准备() 产品数据分析() 能力不足处理() +结束时间 协调能力() 产生生产报表() 输出 选择匹配原则() +钢种 确定设备() 数据采集设备 发布浇次计划() 发布炉次计划() 炉次计划 输入 输入 资源协调 设备匹配 问题识别 工艺路线 匹配规则 +转炉号 +钢种 +设备编号 +设备编号 十设备编号 +冶炼时间 +路线编号 +生产费用最小 +工具编号 +问题时间 +4444 +设备1编号 +交货准时 十原料编号 获取任务() +问题代码 +设备2编号 +数量 获取设备() +解决方案代码 工具 +设备3编号 +需要时间 获得资源() +设备4编号 发送生产指令() 调节生产() +工具编号 识别间题() +工具数量 +工具状态 图3炼钢-连铸生产调度系统类图 Fig.3 Class diagram of the steelmaking-continuous casting scheduling system 信息，它包括三个子类一一资源协调、设备匹配 图4用UML的时序图描述了实现计划与调 和问题识别，它们分别实现生产指令下达类的功 度功能时对象之间的交互情景，主要包括公司计 能的三个方面. 划管理、计划与调度、工艺数据库、匹配规则和生 (3)数据采集与分析模块收集设备控制器、 产任务下达五个对象，其交互关系如下： 数据采集设备类上发出的信息并将异常信息向 (1)计划与调度对象接受公司计划管理模块 生产指令下达模块报告. 发布的生产订单信息. (4)钢铁企业属于具有离散和连续性质的混 (2)计划与调度对象向工艺数据库查询工艺 合型制造业，其产品通常是由在建厂时确定的生 路线数据和资源数据. 产工艺过程和设备决定的，在运行过程中，工艺 (3)在工艺路线和资源数据能够满足的情况 规程、质量标准、工艺路线等作为相对稳定的工 下，计划与调度对象向匹配规则对象查询生产订 艺参数存储在数据库中， 单分解和组浇时的规则及各种约束，例如不同产 2.3系统的动态模型设计 品要与特定连铸机相对应、标准浇次包含的钢水 由于系统的实时性特征，对系统动态特征的 量、标准钢包的钢水量、钢水到钢坯的损耗及相 建模要在满足时间严格性、可靠性的前提下进 同客户、交货期相同的生产订单尽量在一起等. 行.因此，在得到系统的静态模型后，从执行系统 (4)在得到匹配规则返回的信息后，由计划 功能的各个对象间相互传递消息的时序关系方 与调度类内置的组浇功能将生产订单分解为各 面来研究系统的动态特征， 个连铸机上的浇次任务，并且将浇次内的各个炉一 5 3 4 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 3 年 第 6 期 生产 订 单 设备 +板坯型号 +钢种 +设备编 号 +重量 平设备 能力 阵备 控制 器 +交货 日期 +设备状态 +优先级别 } 一 } 一 生 产指 令 下达 数据 采集 与分 析 原料 十 工作单编号 王 〔 作单编 号 计划 与调 度 十+生开产始代时码间 +工设作备单状执况行状况 +原料代码 +结束时间 +完成数量 +工 作单编号 十数量 十产品质量 十 开始时间 十 结束时间 浇 次计 划 获获取浇炉次计计划 0O 十 更新浇次 0 数据采集 0 浇次编号 更新炉次 0 设备状况校验 0 斗连铸机号 设 备准备 0 产 品数据分析 0 +开始 时间 协调能力 0 产 生生产报表 ( ) +结束 时间 J 一 乙州 t三戈 几匹 伴 、 夕 +钢种 检 查资源 O p d 组浇 0 能力不足处理 0 选择 匹配原则 ( ) 确 定设备 0 睡据采集 设 备 发布浇次计划 ( ) 发布炉次计划 0 炉 次计 划 资源 协调 设 备 匹 配 问题 识 别 +转炉号 工 艺路线 匹 配规 则 +钢种 十冶炼时 间 +设备编号 +设备编 号 +设备编号 十路线编号 十 生产 费用最小 +工具编号 +问题时间 十设备 1编号 +交货准时 十 原料编号 获取任务 0 十 问题代码 +设备 2 编号 +数量 获取设备 0 +解决方案代码 十设备 3编号 +需要时间 获得资源 0 +设备 4 编 号 发送生产指令 0 调节 生产 0 十工具编号 识别 问题 0 十工具数量 +工具状态 一 } 图 3 炼 钢一 连铸 生产 调度 系 统类 图 F gi . 3 C l a s s d认 g r a m o f t h e s t e e l m a拓 n g 一 e o n ti n u o u s e a s t ni g s c h e d u l in g sy s te m 信 息 , 它包 括 三 个 子类 — 资 源协 调 、 设备 匹 配 和 问题 识 别 , 它们 分 别 实现 生产 指令 下 达类 的功 能 的 三个 方 面 . (3 ) 数 据 采 集 与分 析 模块 收 集 设 备控 制 器 、 数 据 采 集 设 备类上 发 出 的信 息 并 将 异 常信 息 向 生产 指令 下 达模 块 报 告 . (4 ) 钢 铁 企 业属 于 具 有离 散 和 连续 性 质 的混 合型 制造 业 , 其 产 品通 常 是 由在建 厂 时确 定 的生 产 工 艺 过程 和 设 备 决 定 的 , 在运 行 过 程 中 , 工 艺 规 程 、 质 量标 准 、 工 艺路 线 等作 为相 对稳 定 的工 艺参 数存 储 在 数据 库 中 . .2 3 系 统 的动 态 模 型设 计 由于系 统 的 实 时性特 征 , 对 系统 动态 特 征 的 建 模 要 在 满足 时 间严 格 性 、 可 靠 性 的 前提 下进 行 . 因此 , 在得 到 系统 的静 态模 型 后 , 从执 行 系统 功 能 的 各个 对 象 间相 互 传 递 消 息 的 时序 关 系方 面 来研 究 系统 的动 态特 征 . 图 4 用 U M L 的 时序 图描述 了实 现计 划 与调 度 功 能时对 象 之 间 的交互 情 景 , 主要 包 括公 司计 划 管理 、 计划 与 调度 、 工 艺数 据库 、 匹 配 规 则和 生 产 任 务下 达 五 个对 象 , 其 交互 关 系 如下 : ( l) 计划 与 调度 对 象 接 受公 司 计划 管 理模 块 发 布 的生 产 订 单信 息 . (2 ) 计划 与 调度 对 象 向工 艺 数据 库 查 询工 艺 路 线数 据 和 资源 数 据 , (3 ) 在 工 艺路 线 和 资源 数 据 能够 满足 的情 况 下 , 计划 与 调度 对象 向匹配 规 则对象 查 询 生产 订 单 分解 和 组浇 时的规 则及 各 种约 束 , 例 如不 同产 品要 与特定连 铸机 相对 应 、 标准 浇 次包 含 的钢水 量 、 标 准钢 包 的钢水 量 、 钢水 到 钢 坯 的损 耗及 相 同客 户 、 交 货 期相 同的 生产 订 单尽 量 在 一起 等 . (4 ) 在 得 到 匹配 规则 返 回 的信 息 后 , 由计 划 与 调度 类 内置 的组 浇 功 能 将 生 产 订单 分 解 为 各 个连 铸 机上 的浇 次 任务 , 并且 将浇 次 内 的各个 炉