专利名称：一种铝连续铸轧生产的组炉与调度方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于铝工业 板材加工信息技术领域，涉及到自动化技术，尤其涉及一种铝连续铸轧生产的组炉与调度方法和装置。
背景技术：
铝产品连续铸轧指的是用液态铝直接铸轧铝卷的过程，生产过程中，氧化铝和其他原料在电解槽中被电解为纯度很高的铝液，经过真空包运输到熔炼炉，在熔炼炉里进行预处理操作(添加必要的合金原料调配化学成分，经过充分混匀及静置)后通过铸轧机轧成一定规格的铝卷，如图I所示。铝连续铸轧是一种很有发展前途的技术，这种生产方法简化了铝板带的生产工艺，具有以下明显的优势1)设备简单、占地面积小；2)节约能源，能量消耗仅为常规铸轧法的1/3 ；3)铸与轧的结合提高了金属组织的致密度，消除了缩孔、疏松，减少了偏析等缺陷，省去了切头切尾，提高成品率15%左右；4)可实现铸-轧生产的连续化、自动化。但是，由于两个铸轧辊之间很窄，板带进行生产时不能得到充分的冷却，因此铝连续铸轧无法生产一些结晶温度范围广的铝合金产品。由于铸轧机的铸造速度较低，造成铝连续铸轧工序的生产效率与高速轧机相比偏低。铝连续铸轧生产的任务包括把不同电解槽中的铝液分配给熔炼炉组成炉次并对炉次进行调度，不同炉次生产的产品完成生产合同，进而形成顾客合同完成交货，如图2所示。一个普通的电解厂有上百个电解槽，由于氧化铝原料、电解槽自身状况和生产过程因素等原因，每个电解槽的纯度和所含杂质都不相同。铝连续铸轧每一炉的铝液根据生产合同要求有确定的合金成分，如果电解槽的纯度与熔炼炉合金成分差别太大则不能放入这个炉中生产。在组炉的过程中，还需要考虑电解槽出铝时间和电解槽在车间中的位置对于真空包运输的影响。炉次调度过程中，如果前面生产炉次的纯度较高，后面生产炉次的纯度低，则需要在后面炉次中添加相应的合金成分；如果前面生产炉次的纯度较低，而后面生产炉次的纯度高，则需要对熔炼炉进行彻底的清洗，这会带来生产时间和材料的损失(停机后重新生产初期的材料质量达不到要求)；如果前后炉次生产铝卷的宽度或厚度发生变化，则需要进行停机调整出铝口的流量。在铝连续铸轧生产过程中，期望能够合理快速的配制合金成分，提高铸轧工序的生产效率，减少时间和材料的损失，这些都需要考虑电解槽中铝液纯度、杂质、出铝时间和位置，真空包调度和熔炉需求等因素。目前铝企业连续铸轧生产主要是通过人工的方式由有经验的技术人员执行，效果主要依靠技术人员的工艺背景和经验。这种方式有如下弊端I、由于电解槽和合同的数据量大，要考虑的因素繁杂，技术人员很难整体考虑所有的生产信息；2、人工操作的方式很难同时考虑质量、生产效率及顾客满意度等多方面的要求；3、涉及电解和连续铸轧两个工序，人工操作很难集成考虑两个阶段的情况，因此靠人工操作的方式很难得到满意的生产方案
发明内容
针对现有方法存在的不足，本发明提出一种铝连续铸轧生产的组炉与调度方法和装置，以达到提高铝卷的生产质量的目的。本发明的技术方案是这样实现的一种铝连续铸轧生产的组炉与调度方法，包括以下步骤根据电解槽和连续铸轧机的生产数据，确定电解和连续铸轧的生产工艺参数；利用上述生产工艺参数，以电解槽和连续铸轧机组为对象，以最小化电解槽及所述电解槽分配的炉次之间的纯度差异、所分配炉次相同的电解槽之间的纯度及位置差异、整个计划中炉次的制造期以及炉次的空闲生产能力为目标，描述工艺过程并确定约束条件;采用分散搜索方法，确定电解槽的组炉和炉次调度； 一种采用铝连续铸轧生产的组炉与调度方法的装置，包括生产工艺参数生成器，用于根据电解槽和连续铸轧机的生产数据，计算电解和连续铸轧的生产工艺参数；工艺过程及约束条件生成器，用于建立铝连续铸轧生产的组炉与调度模型，描述工艺过程并确定约束条件；分散搜索发生器，用于优化铝连续铸轧生产的组炉与调度模型，确定电解槽组炉和炉次的调度方案；显示模块，用于显示组炉和调度方案。本发明优点本发明的铝连续铸轧工序的组炉与调度方法和装置具有以下的优点和积极效果I、本发明中由于采用企业ERP系统中的电解槽和连续铸轧机生产信息，根据机组工艺和生产信息建立组炉与调度集成数学模型，使用分散搜索方法进行优化，采用图形和数据的方式进行显示，协调考虑企业的组炉与炉次调度得到优化的生产方案，便于铝业技术人员维护使用，该方法对铝生产企业其他机组和其他有色金属企业冶炼排产问题也有推广价值；2、本发明通过对电解槽组炉过程进行模型的优化计算，合理的利用了电解槽中的招液，减少闻品位招液被迫与低品位招液混合的情况；3、本发明由于同时考虑组炉与炉次调度，可以在完成既定生产任务的同时缩短铝连续铸轧工序的生产时间，从而提高了机器的运行效率；4、本发明通过在组炉与调度数学模型中考虑不同炉次之间的合理切换，减少因为相邻炉次纯度不同带来的洗炉操作和相邻炉次宽度厚度不同带来的调整结晶器的停机操作，可以减少材料的损失；5、本发明通过优化铝连续铸轧组炉与炉次调度，使机组的生产作业计划更为合理，可以提闻招卷的生广质量； 6、本发明由于性能稳定，提高了企业生产的效率和稳定性。
图I为本发明一种实施方式铝连续铸轧工序生产过程示意图；图2为本发明一种实施方式铝连续铸轧工序组炉与调度原理图3为本发明一种实施方式铝连续铸轧生产的组炉与调度方法总流程图；图4为本发明一种实施方式铝连续铸轧生产的组炉与调度方法分散搜索算法流程图；图5为本发明一种实施方式铝连续铸轧生产的组炉与调度方法的装置结构图；图6为本发明一种实施方式铝连续铸轧生产的组炉与调度方法的硬件结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图3是按照本发明的一种实施方式给出的铝连续铸轧生产的组炉与调度方法的流程图，该流程开始于步骤301。然后，在步骤302，从铝厂中用于存储生产、材料和设备信 息的EPR系统(即企业数据库)内，调用电解槽和连续铸轧机的生产数据，所述的生产数据包括电解槽i (例如，电解槽的数量取18组，分别为18，24，30，36，42，48，54，60，66，72，78,84,90,96,102,108,114,120)的铝液纯度为 Bi (例如按照[99. 53%,99. 99% ]的范围根据均匀分布随机生成)，炉次k (例如对应的炉次数量为3，4，5,6, 7,8,9,10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20)的铝液纯度为Ak(例如按照[99. 7%，99. 9% ]的范围根据均匀分布随机生成)，电解槽i的位置为Ii,电解槽j的位置为Ip电解槽i的出铝量为Ci (例如按照[I. 25t，I. 55t]的范围根据均匀分布随机生成)，炉次的最大容量为Capu (例如取8吨)，炉次的最小容量为Capl例如取5吨)，炉次k生产铝卷的宽度为Wk(例如按照[900mm，1100mm]的范围根据均勻分布随机生成)，炉次k生产招卷的厚度为gk(例如按照[6mm,10mm]的范围根据均匀分布随机生成)，熔炼炉的调宽度或厚度时间为TJ当连续铸轧机组生产的铝卷宽度或厚度发生变化时，都需要停机调整设备，调整宽度和厚度的时间是一样的，例如取3小时)，熔炼炉的洗炉时间为Tw(例如5小时)，生产中电解槽能分到炉次的最大允许纯度差为D(例如取0. 4% )，ii S ii2和ii3为用于调整工艺参数的取值范围的正实数；计算电解和连续铸轧的生产工艺参数，过程如下计算各电解槽与炉次的纯度差异如果电解槽i和炉次k之间的纯度相同，则必=0 ;如果电解槽i和炉次k之间的纯度差值小于等于D，则< =Aar~Ak\;如果电解槽i和炉次k之间的纯度差值大于D，则4取一个很大的正整数；计算相同炉次内电解槽i和j之间纯度及位置差异< :如果电解槽i和j属于同一个炉次，且电解槽i和j的纯度相同，则名=;如果电解槽i和j属于同一个炉次，且电解槽i和j的纯度不相同，贝1= \ai ~aj\ +;计算电解槽分给炉次k带来的预处理时间tik (在实施方式中，为了方便计算，按照
的范围根据均匀分布随机生成)首先计算把分给炉次k的电解槽运来的铝液全部倒入炉子混合之后的铝液纯度，然后根据炉次合金成分的要求，计算需要的添加合金成分、混匀和静置的预处理时间；计算炉次k和紧邻其后生产的炉次h之间的调整时间Skh :如果炉次h的铝合金纯度小于或等于炉次k，且炉次h与炉次k生产铝卷的宽度和厚度都相同，则Skh = 0 ;如果炉次h的铝合金纯度小于或等于炉次k，但是炉次h与炉次k生产铝卷的宽度或厚度不相同，则Skh = Tc ;如果炉次h与炉次k生产铝卷的宽度和厚度都相同，但是炉次h的铝合金纯度大于炉次k,则Skh = Tw ;stt的计算公式表示为
'0， (A ^ A)aK =^k)^(gk=gk)
skh=\Tc (A^A)aIK^^k)^(gh^gk)}
Tw, Ah > Ak在步骤303利用步骤302计算出的生产工艺参数，采用建立组炉与调度数学模型的方法来描述工艺过程，具体过程如下 电解厂当前有n个电解槽出铝供给一台连续铸轧机组，N为电解槽的集合，N= {I,2，. . .，n}，电解槽的标号为i和j，i，j G N，该连续铸轧机组需要生产b个炉次，炉次的集合为B，B= {0，1，. . .，b}，炉次的标号为k和h，k，h G B ;xik表示电解槽i是否分配给炉次k进行生产，如果电解槽i分配给炉次k生产，则Xik为1，否则为0 表示炉次h与炉次k的位置关系，如果炉次h紧邻在炉次k之后进行生产，则ykh为1，否则为0;单位重量铝液在熔炼炉的生产时间为p (例如0. 2小时)，炉次k的处理时间为pk，炉次k的开始加工时间为Sk，炉次k的完成时间为Ck，制造期(最后一个炉次的完成时间)为 Cmax ;基于上述设定信息，铝连续铸轧的组炉与调度模型的目标函数为 Min 4 +^3Cmax+A4Yj(Capu -YucA)
iGN k^BiGN JGNkGBk^Bi^N在目标函数中，第一项 '刀刀为电解槽和该电解槽分配的炉次之间的
iGN k&B
纯度差异之和，用来保证分配到炉次上的电解槽尽可能符合炉次的纯度要求；第二项为所分配炉次相同的电解槽之间的纯度及位置差异之和，用来保证分配
i&N JGNkGB
给同一个炉次的电解槽的纯度和位置差异尽可能的小；第三项入3(_为制造期，用来保证总生产时间尽可能的短；第四项为炉次的空闲生产能力之和，用来保
k&Bi&N
证炉次的空闲产能尽可能的小；X = 1,2,3,4)为目标函数的权重，且有刀4 =1;
i约束条件如下(I)保证每个电解槽最多只能分配到一个炉次中生产Z!x* -^i GN
k&B(2)保证分到某一炉次的电解槽的成分与炉次的成分需求不能超过允许的电解槽与炉次化学成分的最大差异I Bi-Ak I xik 彡 D，i G N，k G B(3)保证分到某一炉次的电解槽出铝的总重量不能超过炉子允许的最大重量- Capu, k e B
i^N(4)保证分到某一炉次的电解槽出铝的总重量必须大于炉子要求的最小重量
Z! % - CaPL，k e B
i&N(5)表示决策变量y的取值条件，当k = h时，Ykh = O:ykk = 0, k G B(6)表示每个炉次h要么在k前面生产,要么在k后面生产ykh+Yhk = l，kGB,hGB,k<h(7)表示炉次的处理时间等于这个炉次中所有铝液的加工时间加上炉次中不同来源铝液带来的预处理时间 Pk= P'^ CiXik + tIkxIk，k e B
i^Ni^N(8)表示炉次的完成时间等于其开始时间与处理时间之和Ck = Sk+pk，k G B(9) (10)表示不能同时加工两个炉次，炉次h只能在其前面的炉次k加工完成之后并加上可能存在的调整(洗炉或调宽度厚度)时间才能开始加工Sh+(l-ykh) M 彡 Ck+skh, kGB,hGB,k^hSk+ykh M 彡 Ch+shk, kGB,hGB,k^h(11)定义了组炉和调度方案的制造期
_4] Cfflax 彡 Ck k G B步骤304所说的分散搜索方法，其流程如图具体过程为从步骤401开始。在步骤402，创建初始种群采用下面的两种启发式方法建立P(例如100)个解的初始种群，P的值应该为下面所述参考集中解的个数的10倍以上，gp50 200 :第一种启发式方法首先随机选择一个炉次，随机给这个炉次分配符合纯度要求的电解槽，然后随机选择另一个炉次重复执行直到b个炉次都分配完电解槽后，对这些炉次随机进行排序，得到一个初始解，重复执行第一种启发式方法直到得到P/2 (例如50)个解；第二种启发式方法首先随机选择一个炉次，随机给这个炉次分配符合纯度要求的电解槽，然后随机选择另一个炉次重复执行直到b个炉次都分配完电解槽后，随机选择一个炉次，选择紧邻在这个炉次之后生产调整时间最小的炉次放在炉次序列中，重复选择调整时间最小的炉次直到所有炉次都排在序列中，得到一个初始解，重复执行第二种启发式方法直到得到P/2(例如50)个解，与第一种启发式方法得到的P/2(例如50)个解组成初始种群；在步骤403，改进初始种群中的解，更新初始种群采用基于插入和交换的变邻域搜索方法对初始种群中的解进行改进，使得组炉与调度模型的目标函数值减小，用得到的改进解来更新初始种群，插入操作是把电解槽i从当前解中炉次h的计划中删除，加到某个炉次k2的计划中；交换操作是把炉次Ic1和k2计划中的电解槽I1和i2相互交换炉次，对于给定的一个初始种群中的解，基于插入和交换的变邻域搜索方法，首先对当前的解重复进行插入操作直到无法减少目标函数值，然后对当前的解重复进行交换操作直到无法减少目标函数值，完成一次迭代过程，重复进行迭代直到达到预先给定的最大迭代次数变邻域搜索方法停止，得到目标函数改进解，用上述改进解更新初始种群。在步骤404，创建参考集。参考集是由目标函数好的解和分散性好的解组成的集合，从改进后的初始种群中选择b (例如10)个解加入到参考集中，5彡b彡20，b 1^+132，其中1^(例如5)个为目标函数好的解，b2(例如5)个为分散性好的解，其中，所述的目标函数好是指通过比较参考集中解的目标函数，按照目标函数从小到大选择其中若干个解；所述的解的分散性好是指该解到参考集中其他解的距离比较大，即解之间的差异性比较大，对于两个初始种群中的解，用分配给不同炉次的电解槽个数加上炉次调度中前后不同炉次的个数表示解之间的距离。在步骤405，创建子集。铝连续铸轧组炉与调度方法中的组炉部分，这里由参考集中目标函数值最小的解和参考集中剩余解的两两组合组成包含三个解的解集，即三元子集。对于铝连续铸轧组炉与调度方法中的炉次调度部分，这里由参考集中的解两两组合组成包含两个解的解集，即二元子集。在步骤406，组合子集中的解产生新解。对于组炉部分每个子集中的三个解，依次判断每一个电解槽是否选择了同一炉次进行生产。如果该电解槽在三个解中选择了同一炉次，则在组合的新解中，该电解槽仍然选择这一炉次进行生产；如果该电解槽没有选择同一炉次，则用随机选择的方式选择该电解槽在新解中的生产炉次(例如，随机产生随机整数 a :当a = I时，选择子集中的第一个解；当a = 2时，选择子集中的第二个解；当a = 3时，选择子集中的第三个解)；对于炉次调度部分每个子集中的两个解，首先随机选择一个位置1，且I G [l，b/2]，前I个炉次从第一个解中选择，第1+1到第b个位置的炉次随机从这两个解中选择，在步骤407，采用步骤403基于插入和交换的变邻域搜索方法对组合产生的新解进行改进。在步骤408，把组合子集中的解产生的新解与参考集中的解进行比较，如果新解不在参考集中，而且参考集中的解有目标函数比新解大的，则把新解加入到参考集中，删掉目标函数最大的那个解，并执行步骤405 ;如果新解在参考集中，则执行步骤406。在步骤409，需要判断参考集是否是无法更新的，如果参考集无法更新，则需要执行步骤410，进一步判断是否达到了最大迭代次数；若参考集是可以更新的，则返回步骤404，重新创建参考集。在步骤410，当迭代次数没有到达程序规定的最大次数1(例如1000)时，100 ^ I ^ 1000，则执行步骤402，重新产生初始种群，构建参考集和子集，依次执行上面的操作；当参考集无法更新或者迭代次数到达规定的最大次数I时，停止上述循环过程，执行步骤411，当前参考集中的目标函数最大的解就是求得的最优解，利用上述最优解，确定铝连续铸轧组炉与调度方法的优化策略。在步骤305，本发明的一种实施方式中给出两个显示结果的方式图形显示和数据显示，用图形和数据两种方式显示组炉与调度优化策略，用户可以把结果直接输出成txt或Excel的格式，人工进行修改或直接执行。所述的结果显示均是由人工进行修改技术人员可以在模型和算法得到的组炉和调度方案基础上，使用图形和数据界面直接进行修改，操作简单方便。在执行步骤306，若用户对数学模型和分散搜索方法得出的结果不满意，执行步骤307，通过修改模型参数或分散搜索方法的参数后重新进行计算，所述的可修改的模型参数包括权重、费用值和机组工艺设置；所述的可修改的分散搜索方法的参数包括初始种群大小、参考集大小、参考集中目标函数好的解的个数、参考集中分散性好的解的个数和最大迭代次数；若用户对数学模型和分散搜索方法得出的结果满意，则执行步骤308。由于本发明的一种实施方式中的数学模型属于混合整数非线性规划，为了评价该模型和分散搜索算法的性能，采用国际求解混合非线性规划的知名软件包GAMS对模型进行求解。由于提出的分散搜索方法同时考虑组炉与调度，与下面的分阶段处理方式相比，是一种集成方法。为了测试组炉与调度方法的作用，提出了一种两阶段的分散搜索方法，该方法针对组炉和炉次调度的两个阶段过程分别开发了两个独立的分散搜索方法程序，每个阶段采用与集成分散搜索方法中对应相同的算法过程和步骤，上述模型和优化方法对测试数据得出的结果如下表I采用算例I获得的结果
权利要求
1.一种铝连续铸轧生产的组炉与调度方法，其特征在于包括以下步骤 根据电解槽和连续铸轧机的生产数据，确定电解和连续铸轧的生产工艺参数； 利用上述生产工艺参数，以电解槽和连续铸轧机组为对象，以最小化电解槽及所述电解槽分配的炉次之间的纯度差异、所分配炉次相同的电解槽之间的纯度及位置差异、整个计划中炉次的制造期以及炉次的空闲生产能力为目标，描述工艺过程并确定约束条件； 采用分散搜索方法，确定电解槽的组炉和炉次调度。
2.根据权利要求I所述的铝连续铸轧生产的组炉与调度方法，其特征在于所述的电解槽和连续铸轧机的生产数据，包括电解槽i的铝液纯度为％，炉次k的铝液纯度为Ak，电解槽i的位置为Ii,电解槽j的位置为Ip电解槽i的出铝量为Ci,炉次的最大容量为Capu,炉次的最小容量为Cap1，炉次k生产铝卷的宽度为wk，炉次k生产铝卷的厚度为gk，熔炼炉的调宽度或厚度时间为T。，熔炼炉的洗炉时间为Tw，生产中电解槽能分到炉次的最大允许纯度差为D，U1, U2和U3为用于调整工艺参数的取值范围的正实数。
3.根据权利要求I所述的铝连续铸轧生产的组炉与调度方法，其特征在于所述的确定电解和连续铸轧的生产工艺参数，过程如下 计算各电解槽与炉次的纯度差异尤:如果电解槽i和炉次k之间的纯度相同，则必=O ;如果电解槽i和炉次k之间的纯度差值小于等于D，则< =Aar~A\;如果电解槽i和炉次k之间的纯度差值大于D，则4取一个很大的正整数； 计算相同炉次内电解槽i和j之间纯度及位置差异如果电解槽i和j属于同一个炉次，且电解槽i和j的纯度相同，则
4.根据权利要求I所述的铝连续铸轧生产的组炉与调度方法，其特征在于所述的描述工艺过程并确定约束条件，方法为 电解厂当前有n个电解槽出铝供给一台连续铸轧机组，N为电解槽的集合，N= {I,2，. . .，n}，电解槽的标号为i和j，i，j G N，该连续铸轧机组需要生产b个炉次，炉次的集合为B，B = {0,1, .，b}，炉次的标号为k和h，k，h G B ; xik表示电解槽i是否分配给炉次k进行生产，如果电解槽i分配给炉次k生产，则xik为1，否则为0 ;ykh表示炉次h与炉次k的位置关系，如果炉次h紧邻在炉次k之后进行生产，则ykh为1，否则为O ; 单位重量铝液在熔炼炉的生产时间为p，炉次k的处理时间为pk，炉次k的开始加工时间为sk，炉次k的完成时间为ck，制造期为Cmax ； 基于上述设定信息，铝连续铸轧的组炉与调度模型的目标函数为
5.根据权利要求I所述的铝连续铸轧生产的组炉与调度方法，其特征在于所述的分散搜索方法，步骤如下 步骤I :创建初始种群采用两种启发式方法建立P个解的初始种群，P的值应该为下面所述参考集中解的个数的10倍以上，即50 < P < 200 :第一种启发式方法首先随机选择一个炉次，随机给这个炉次分配符合纯度要求的电解槽，然后随机选择另一个炉次重复执行直到b个炉次都分配完电解槽后，对这些炉次随机进行排序，得到一个初始解，重复执行第一种启发式方法直到得到P/2个解；第二种启发式方法首先随机选择一个炉次，随机给这个炉次分配符合纯度要求的电解槽，然后随机选择另一个炉次重复执行直到b个炉次都分配完电解槽后，随机选择一个炉次，选择紧邻在这个炉次之后生产调整时间最小的炉次放在炉次序列中，重复选择调整时间最小的炉次直到所有炉次都排在序列中，得到一个 初始解，重复执行第二种启发式方法直到得到P/2个解，与第一种启发式方法得到的P/2个 解组成初始种群； 步骤2，改进初始种群中的解，更新初始种群采用基于插入和交换的变邻域搜索方法对初始种群中的解进行改进，使得组炉与调度模型的目标函数值减小，用得到的改进解来更新初始种群，插入操作是把电解槽i从当前解中炉次匕的计划中删除，加到某个炉次匕的计划中；交换操作是把炉次&和k2计划中的电解槽I1和i2相互交换炉次，对于给定的一个初始种群中的解，基于插入和交换的变邻域搜索方法，首先对当前的解重复进行插入操作直到无法减少目标函数值，然后对当前的解重复进行交换操作直到无法减少目标函数值，完成一次迭代过程，重复进行迭代直到达到预先给定的最大迭代次数变邻域搜索方法停止，得到目标函数改进解，用上述改进解更新初始种群； 步骤3 :创建参考集，参考集是由目标函数好的解和分散性好的解组成的集合，从改进后的初始种群中选择b个解加入到参考集中，5 < b ^ 20, b bi+b2，其中Id1个为目标函数好的解，b2个为分散性好的解，其中，所述的目标函数好是指通过比较参考集中解的目标函数，按照目标函数从小到大选择其中若干个解；所述的解的分散性好是指该解到参考集中其他解的距离比较大，即解之间的差异性比较大，对于两个初始种群中的解，用分配给不同炉次的电解槽个数加上炉次调度中前后不同炉次的个数表示解之间的距离； 步骤4 :创建子集，铝连续铸轧组炉与调度方法中的组炉部分，这里由参考集中目标函数值最小的解和参考集中剩余解的两两组合组成包含三个解的解集，即三元子集；对于铝连续铸轧组炉与调度方法中的炉次调度部分，这里由参考集中的解两两组合组成包含两个解的解集，即二元子集； 步骤5 :组合子集中的解产生新解，对于组炉部分每个子集中的三个解，依次判断每一个电解槽是否选择了同一炉次进行生产如果该电解槽在三个解中选择了同一炉次，则在组合的新解中，该电解槽仍然选择这一炉次进行生产；如果该电解槽没有选择同一炉次，则用随机选择的方式选择该电解槽在新解中的生产炉次；对于炉次调度部分每个子集中的两个解，首先随机选择一个位置1，且I e [I, b/2]，前I个炉次从第一个解中选择，第1+1到第b个位置的炉次随机从这两个解中选择； 步骤6 :采用步骤2基于插入和交换的变邻域搜索方法对组合产生的新解进行改进；步骤7 :把组合子集中的解产生的新解与参考集中的解进行比较，如果新解不在参考集中，而且参考集中的解有目标函数比新解大的，则把新解加入到参考集中，删掉目标函数最大的那个解，并执行步骤4 ;如果新解在参考集中，则执行步骤8 ; 步骤8 :判断参考集是否是无法更新的，如果参考集无法更新，则需要执行步骤9，进一步判断是否达到了最大迭代次数；若参考集是可以更新的，则返回步骤3，重新创建参考集; 步骤9 :当迭代次数没有到达程序规定的最大次数I时，100彡I彡1000，则返回步骤I ;当参考集无法更新或者迭代次数到达规定的最大次数I时，停止上述循环过程，当前参考集中的目标函数最大的解就是求得的最优解，利用上述最优解，确定铝连续铸轧的组炉与调度的优化策略。
6.采用铝连续铸轧生产的组炉与调度方法的装置，其特征在于包括 生产工艺参数生成器，用于根据电解槽和连续铸轧机的生产数据，计算电解和连续铸轧的生产工艺参数； 工艺过程及约束条件生成器，用于建立铝连续铸轧生产的组炉与调度模型，描述工艺过程并确定约束条件； 分散搜索发生器，用于优化铝连续铸轧生产的组炉与调度模型，确定电解槽组炉和炉次的调度方案； 显示模块，用于显示上述方案。
全文摘要
一种铝连续铸轧生产的组炉与调度方法和装置，属于铝工业板材加工信息技术领域。本发明利用生产工艺参数，以电解槽和连续铸轧机组为对象，以最小化电解槽及所述电解槽分配的炉次之间的纯度差异、所分配炉次相同的电解槽之间的纯度及位置差异、整个计划中炉次的制造期以及炉次的空闲生产能力为目标，描述工艺过程并确定约束条件，采用分散搜索方法，确定电解槽的组炉和炉次调度；本发明在完成既定生产任务的同时缩短铝连续铸轧工序的生产时间，从而提高了机器的运行效率；减少因为相邻炉次纯度不同带来的洗炉操作和相邻炉次宽度厚度不同带来的调整结晶器的停机操作，可以减少材料的损失；使机组的生产作业计划更为合理，可以提高铝卷的生产质量。
文档编号B22D11/16GK102699027SQ20121004028
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者唐立新, 郭庆新 申请人:东北大学