第9期 于港等：炼钢一连铸区段生产调度与计算机仿真 。1185。 相近：②炉次之间的板坯厚度、宽度、交货期相近. 计划的可行性或得到更优的调度计划.本文采用响 在确定合同的工艺路径时，尽可能将钢级、厚度、宽 应调度机理，对转炉出钢时间延迟的情况进行动态 度和交货期相近的合同安排在同一连铸机进行生 调度的研究 产，因此同一连铸机生产的炉次之间基本满足上述 转炉出钢延迟的情况在钢铁企业经常出现延 约束，炉次之间可以组成浇次.考虑到后续轧制工 迟的时间不同，对后续生产的影响也不同.炼钢一 序的工艺约束，将炉次按所包含的最大板坯宽度递 连铸过程是一个连续化/准连续化的过程，生产节奏 减的方式排列，根据最大连浇炉数生成浇次计划. 快，如果不能及时、有效地解决出钢延迟，可能造成 1.3生产计划的组织 钢水等待时间过长、连铸断浇和设备冲突等问题，从 生产计划的组织是指将炉次计划分配到相应的 而增加能耗，降低生产效率 转炉和二次冶金设备上，将浇次计划分配到相应的 设转炉相邻的三个炉次分别为A、B和C,图2 连铸机上，并确定各计划的时刻表.组织生产计划 所示为正常情况下的静态甘特图，图中BOF、SM、 时考虑以下原则. CC分别代表转炉、二次治金和连铸机.连铸机通过 (1)炉机匹配原则.炉机匹配原则要求尽可能 降低拉速允许延长的浇铸时间为buffer,炉次B的出 确定转炉、二次治金和连铸机的对应关系，避免交叉 钢延迟时间为tar· 供应.本文所研究的炼钢一连铸区段的炉机匹配模 BOF A B C 式如图1所示. 转炉1 LFI 连铸机1 SM B 转炉2 CASI 连铸机2 转炉3 RH 1 连铸机3 CC A BC 图1炉机匹配模式图 图2正常情况下的静态甘特图 Fig I Match mode of converters,SM and casters Fig.2 Static Gantt chart without dist urbances (2)等待时间最小原则.等待时间最小原则要 (l)当tar≤tuer时，炉次A的浇铸时间延长 求转炉到二次治金、二次治金到连铸机的运输时间 ta,炉次B、C的二次治金开始处理时间和开始浇铸 以及钢水在大包回转台上的等待时间尽可能小. 时间延迟tap炉次C的转炉开始时间延迟tar, 依据上述原则，先确定浇次在连铸机上的开浇 时间，根据二次治金到连铸机的运输时间逆推到二 图3所示为tar≤tmer时动态调度后的甘特图. 次治金的开始处理时间，再根据转炉到二次治金的 BOF A B 运输时间逆推到转炉的开始治炼时间.设备和时间 分配完成后，便可生成炼钢一连铸区段的静态调度 SM 甘特图. CC 2炼钢一连铸区段的动态调度 2.1动态调度的分类 图31u≤hu,时动态调度甘特图 动态调度是根据实际生产过程中出现的各种情 Fig 3 Dynamic scheduling Gantt chart whent 况重新制定生产计划和生产组织总体上分为两 类9：(1)在线调度.在线调度是一种完全的实时响 (2)当ta>buffer时，通过降低拉速不能缓冲出 应调度，它事先没有制定严格的调度计划，生产的组 钢延迟时间，则连铸机不能实现连浇只有断浇.此 织是实时的、局部的.由于钢铁企业生产调度是以 时对炉次B的后续炉次的时刻表需要进行重排，重 批次为单位的，因此在线调度对钢铁企业是不适合 排的策略有以下三种69：①直接右移法(ight- 的.(2)预测一响应调度.预测响应调度也称作重 shifting).将炉次B的后续炉次的开始处理时间直 调度或响应调度.它预先生成没有任何干扰、调度 接向后推迟断浇处理时间，对应于甘特图中的向右 目标值最优的静态调度计划，在计划执行过程中如 平移.这种处理方法简单、快速，易于计算机实现： 果发生扰动，响应调度就改变静态调度计划来保持 但不能保证设备无冲突，调整结果没有经过优化.相近;②炉次之间的板坯厚度 、宽度、交货期相近 . 在确定合同的工艺路径时, 尽可能将钢级 、厚度 、宽 度和交货期相近的合同安排在同一连铸机进行生 产, 因此同一连铸机生产的炉次之间基本满足上述 约束, 炉次之间可以组成浇次 .考虑到后续轧制工 序的工艺约束, 将炉次按所包含的最大板坯宽度递 减的方式排列, 根据最大连浇炉数生成浇次计划. 1.3 生产计划的组织 生产计划的组织是指将炉次计划分配到相应的 转炉和二次冶金设备上, 将浇次计划分配到相应的 连铸机上, 并确定各计划的时刻表 .组织生产计划 时考虑以下原则 . ( 1) 炉机匹配原则 .炉机匹配原则要求尽可能 确定转炉 、二次冶金和连铸机的对应关系, 避免交叉 供应 .本文所研究的炼钢—连铸区段的炉机匹配模 式如图 1 所示. 图 1 炉机匹配模式图 Fig.1 Match mode of convert ers, SM and casters ( 2) 等待时间最小原则.等待时间最小原则要 求转炉到二次冶金 、二次冶金到连铸机的运输时间 以及钢水在大包回转台上的等待时间尽可能小. 依据上述原则, 先确定浇次在连铸机上的开浇 时间, 根据二次冶金到连铸机的运输时间逆推到二 次冶金的开始处理时间, 再根据转炉到二次冶金的 运输时间逆推到转炉的开始冶炼时间 .设备和时间 分配完成后, 便可生成炼钢—连铸区段的静态调度 甘特图. 2 炼钢 —连铸区段的动态调度 2.1 动态调度的分类 动态调度是根据实际生产过程中出现的各种情 况重新制定生产计划和生产组织, 总体上分为两 类 [ 5] :( 1)在线调度 .在线调度是一种完全的实时响 应调度, 它事先没有制定严格的调度计划, 生产的组 织是实时的 、局部的 .由于钢铁企业生产调度是以 批次为单位的, 因此在线调度对钢铁企业是不适合 的.( 2)预测-响应调度.预测-响应调度也称作重 调度或响应调度.它预先生成没有任何干扰 、调度 目标值最优的静态调度计划, 在计划执行过程中如 果发生扰动, 响应调度就改变静态调度计划来保持 计划的可行性或得到更优的调度计划.本文采用响 应调度机理, 对转炉出钢时间延迟的情况进行动态 调度的研究 . 转炉出钢延迟的情况在钢铁企业经常出现, 延 迟的时间不同, 对后续生产的影响也不同 .炼钢— 连铸过程是一个连续化/准连续化的过程, 生产节奏 快, 如果不能及时 、有效地解决出钢延迟, 可能造成 钢水等待时间过长 、连铸断浇和设备冲突等问题, 从 而增加能耗, 降低生产效率 . 设转炉相邻的三个炉次分别为 A 、B 和 C, 图 2 所示为正常情况下的静态甘特图, 图中 BOF 、SM 、 CC 分别代表转炉 、二次冶金和连铸机.连铸机通过 降低拉速允许延长的浇铸时间为 t buffer, 炉次 B 的出 钢延迟时间为 ttar . 图2 正常情况下的静态甘特图 Fig.2 S tatic Gantt chart w ithout disturbances ( 1) 当 t tar ≤t buffer时, 炉次 A 的浇铸时间延长 t tar, 炉次 B 、C 的二次冶金开始处理时间和开始浇铸 时间延迟 tta r, 炉次 C 的转炉开始时间延迟 tt ar. 图 3所示为 ttar ≤t buffer时动态调度后的甘特图. 图3 t tar≤t buffer时动态调度甘特图 Fig.3 Dynamic scheduling Gantt chart w hen ttar≤t buffe r ( 2) 当 ttar >tbuf fer时, 通过降低拉速不能缓冲出 钢延迟时间, 则连铸机不能实现连浇, 只有断浇.此 时对炉次 B 的后续炉次的时刻表需要进行重排, 重 排的策略有以下三种[ 6-8] :①直接右移法( right￾shifting) .将炉次 B 的后续炉次的开始处理时间直 接向后推迟断浇处理时间, 对应于甘特图中的向右 平移.这种处理方法简单 、快速, 易于计算机实现; 但不能保证设备无冲突, 调整结果没有经过优化. 第 9 期 于 港等:炼钢 —连铸区段生产调度与计算机仿真 · 1185 ·