·1094* 北京科技大学学报 第34卷 用它替换当前解，并将它加入禁忌表；如果不存在上 (5)藐视准则.如果禁忌最优解优于最优解， 述解，则选择候选解中的非禁忌的最佳状态为当前 则选禁忌最优解为当前解；否则，取非禁忌最优解为 解，并将其加入禁忌表：重复上述过程直至满足终止 当前解. 准则.以下为主要参数设置 (6)终止条件.当经过五次搜索找不到更优的 (1)初始解.①非专用炉模式：全部加热炉设 目标值时，搜索终止 为普通加热炉，直接热装、热装和冷装铸坯按轧制顺 3仿真实验及结果 序依炉号顺序依次向各加热炉分配板坯.②专用炉 模式：首先根据冷热铸坯比例设置专用炉个数.冷 3.1参数设定 装计划铸坯入普通加热炉，直接热装和热装计划铸 设置如下参数：加热炉个数为m=3.专用炉模 坯入专用加热炉 式中设置专用炉个数为2，普通炉个数为1.专用炉 若有多座加热炉可以选择，则根据轧制计划顺 模式中热送热装板坯（即直接热装和热装计划）在 序，按加热炉号顺序入炉.之后，将加热炉内板坯按 专用炉中额定时间和最大停留时间分别为T=90 轧制计划顺序排序. min和T:=120min;冷坯在普通炉中的额定时间 (2)开轧时刻的确定.以轧制计划中第一块板 和最大停留时间为T=150min和T.c=l80min; 坯的最早开始轧制时刻为起始时刻，最后一块板坯 非专用炉模式中，混装铸坯统一按冷坯加热时间加 的轧制结束时刻为终止时刻，根据目标函数，确定轧 热处理：铸坯从连铸出坯到加热炉前的辊道传送时 制计划的最优开轧时间. 间T。=6min;铸坯从出加热炉到轧机开始轧制的辊 (3)领域搜索.邻域搜索通过不断的搜索迭 道传送时间T1=1min;轧机平均轧制节奏T=2 代，进一步对可行解进行调整，不断对目标函数进行 min;由于采取直接热装生产策略，尽可能使铸坯不 改进使其接近最优解.本文采用插入式领域搜索， 下线，故设惩罚系数a=100,B=1:设N4为直接热 将板坯移到其他可插入的加热炉称为一次插入，规 装和热装板坯数目；Nc为热装板坯数目，∑Ta为 定非专用炉模式中直接热装、热装和冷装铸坯可插 入任意一个加热炉，而专用炉模式中直接热装和热 板坯加热总时间，min;∑T,为加热炉空闲总时 装计划铸坯只能插入专用炉，冷装计划铸坯只能插 间，min;VDHCR为直接热装数目. 入普通炉，则禁忌搜索算法的搜索领域为所有插入 3.2仿真实验 的集合.当搜索领域确定后，比较每次插入得到的 本文采用某钢铁厂的实际生产数据通过自主开 新的计划，并接受不被禁忌的最优值的插入或者被 发的“炼钢一连铸一热轧一体化生产调度仿真系统” 禁忌但能改变历史最优值的插入. 进行计算机仿真实验.仿真实验针对此钢厂的 (4)禁忌表.禁忌表记录了搜索过程中禁忌的 1580mm轧线进行仿真.实验分别设置大批量少品 操作，为一维数组，本文采用先进先出原则修改禁忌 种和小批量多品种两组板坯，其中大批量少品种板 表.禁忌长度是禁忌对象在不考虑藐视准则的情况 坯组共200块板坯，1种钢种；小批量多品种板坯组 下不允许被选取的最大次数，禁忌长度的选取与问 共200块板坯，5种钢种.将两组板坯分别随机进行 题特征和经验有关，它决定了算法的复杂度.本文 5次仿真实验并对比“非专用炉模式”和“专用炉模 选取的禁忌长度为10. 式”两种实验，实验结果如表1所示 表1仿真实验结果 Table 1 Simulation results 非专用炉模式 专用炉模式 合同类型实验次数 Na Ne ∑Ta/min∑T/min NDHCR Na Nc ∑Tg/min∑T/min NDHCR 1 176 24 899 2212 98 161 39 827 2063 116 160 40 981 2463 72 172 28 800 1864 128 大批量 3 154 46 981 2463 76 152 48 839 1901 少品种 的 165 35 911 2250 101 166 813 2026 97 5 159 41 976 2463 72 124 76 754 1850 106北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 用它替换当前解，并将它加入禁忌表; 如果不存在上 述解，则选择候选解中的非禁忌的最佳状态为当前 解，并将其加入禁忌表; 重复上述过程直至满足终止 准则． 以下为主要参数设置． ( 1) 初始解． ①非专用炉模式: 全部加热炉设 为普通加热炉，直接热装、热装和冷装铸坯按轧制顺 序依炉号顺序依次向各加热炉分配板坯． ②专用炉 模式: 首先根据冷热铸坯比例设置专用炉个数． 冷 装计划铸坯入普通加热炉，直接热装和热装计划铸 坯入专用加热炉． 若有多座加热炉可以选择，则根据轧制计划顺 序，按加热炉号顺序入炉． 之后，将加热炉内板坯按 轧制计划顺序排序． ( 2) 开轧时刻的确定． 以轧制计划中第一块板 坯的最早开始轧制时刻为起始时刻，最后一块板坯 的轧制结束时刻为终止时刻，根据目标函数，确定轧 制计划的最优开轧时间． ( 3) 领域搜索． 邻域搜索通过不断的搜索迭 代，进一步对可行解进行调整，不断对目标函数进行 改进使其接近最优解． 本文采用插入式领域搜索， 将板坯移到其他可插入的加热炉称为一次插入，规 定非专用炉模式中直接热装、热装和冷装铸坯可插 入任意一个加热炉，而专用炉模式中直接热装和热 装计划铸坯只能插入专用炉，冷装计划铸坯只能插 入普通炉，则禁忌搜索算法的搜索领域为所有插入 的集合． 当搜索领域确定后，比较每次插入得到的 新的计划，并接受不被禁忌的最优值的插入或者被 禁忌但能改变历史最优值的插入． ( 4) 禁忌表． 禁忌表记录了搜索过程中禁忌的 操作，为一维数组，本文采用先进先出原则修改禁忌 表． 禁忌长度是禁忌对象在不考虑藐视准则的情况 下不允许被选取的最大次数，禁忌长度的选取与问 题特征和经验有关，它决定了算法的复杂度． 本文 选取的禁忌长度为 10． ( 5) 藐视准则． 如果禁忌最优解优于最优解， 则选禁忌最优解为当前解; 否则，取非禁忌最优解为 当前解． ( 6) 终止条件． 当经过五次搜索找不到更优的 目标值时，搜索终止． 3 仿真实验及结果 3. 1 参数设定 设置如下参数: 加热炉个数为 m = 3． 专用炉模 式中设置专用炉个数为 2，普通炉个数为 1． 专用炉 模式中热送热装板坯( 即直接热装和热装计划) 在 专用炉中额定时间和最大停留时间分别为 Tmin p，H = 90 min 和 Tmax p，H = 120 min; 冷坯在普通炉中的额定时间 和最大停留时间为 Tmin p，C = 150 min 和 Tmax p，C = 180 min; 非专用炉模式中，混装铸坯统一按冷坯加热时间加 热处理; 铸坯从连铸出坯到加热炉前的辊道传送时 间 T0 = 6 min; 铸坯从出加热炉到轧机开始轧制的辊 道传送时间 T1 = 1 min; 轧机平均轧制节奏 Tr = 2 min; 由于采取直接热装生产策略，尽可能使铸坯不 下线，故设惩罚系数 α = 100，β = 1; 设 NH 为直接热 装和热装板坯数目; NC 为热装板坯数目，∑ TH 为 板坯加热总时间，min; ∑ TI 为加热炉空闲总时 间，min; NDHCR为直接热装数目． 3. 2 仿真实验 本文采用某钢铁厂的实际生产数据通过自主开 发的“炼钢--连铸--热轧一体化生产调度仿真系统” 进行计算机仿真实验． 仿真实验针对此钢厂的 1 580 mm 轧线进行仿真． 实验分别设置大批量少品 种和小批量多品种两组板坯，其中大批量少品种板 坯组共 200 块板坯，1 种钢种; 小批量多品种板坯组 共 200 块板坯，5 种钢种． 将两组板坯分别随机进行 5 次仿真实验并对比“非专用炉模式”和“专用炉模 式”两种实验，实验结果如表 1 所示． 表 1 仿真实验结果 Table 1 Simulation results 合同类型 实验次数 非专用炉模式 专用炉模式 NH NC ∑ TH /min∑ TI /min NDHCR NH NC ∑ TH /min∑ TI /min NDHCR 大批量 少品种 1 176 24 899 2 212 98 161 39 827 2 063 116 2 160 40 981 2 463 72 172 28 800 1 864 128 3 154 46 981 2 463 76 152 48 839 1 901 95 4 165 35 911 2 250 101 166 34 813 2 026 97 5 159 41 976 2 463 72 124 76 754 1 850 106 ·1094·