炼钢厂连铸机的开浇时间确定方法_3

文档序号:9226648阅读:来源:国知局
2,…,H},H为铸机总数;j为浇次序号,{1,2,…,对},iVf为第i铸机浇次 总数;p为钢液密度;η为金属损耗系数;%为各炉次平均浇钢量;d第k计划期全流程平 均物流时间; < 为第k计划期开始时刻;rf为第k计划期结束时刻;4为第k计划期第i铸 机第j浇次计划浇铸炉数;为第k计划期第i铸机第j浇次最小间隔;为第k计划 期第i铸机第j浇次遗留任务结束时刻;为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务平均 拉速;为第k计划期第i铸机第j浇次浇铸周期;为第k计划期第i铸机第j待开 浇次平均拉速;为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务断面积;为第k计划期第 i铸机第j待开浇次任务断面积;为第k计划期第i铸机第j浇次遗留任务浇钢量;Cl 为效益系数;C2为成本系数;这为第k计划期的进铁量,为已知量;0为第k计划期初的 库存金属量,为已知量;0为第k计划期末的积压金属量,为未知过程变量;迖为第k计划 期的线安全库存金属量,为未知过程变量;这为第k计划期金属损耗量,为未知过程变量; 为第k计划期浇钢量,为未知过程变量;#为第k计划期第i铸机第j待开浇次开浇时 亥IJ,为待求未知数.
[0091] 式(1)表示目标函数由连续化程度收益减去积压金属量的成本构成,其中:效益 系数(^可从连续化程度提高带来的连铸区域吨钢能源介质、中包耐材、辅助材料等消耗减 少,以及劳动生产率提高带来人工成本节约等因素计算得到参考值;成本系数(:2可从炼钢 厂统计数据库中的平均吨钢生产成本中因铁水/钢水积压等待所导致的LF工序升温的电 耗成本增加关系等计算得出。
[0092] 式(2)表示连续化程度Θ15等于各台连铸机的遗留任务浇铸时间与待开浇次浇铸 时间之和除以H台连铸机总的计划期时间。
[0093] 式(3)表示积压金属量2丨分别由该计划期的进铁量G、期初库存金属量0、在线 安全库存金属量这、金属损耗量这、浇钢量这的关系构成,其中迖、以为已知参数。
[0094] 式(4)表示计划期累计浇钢量等于各台连铸机的遗留任务量与待开浇次浇钢量 之和。
[0095] 式(5)表示H台连铸机在计划期内的单位时间平均浇钢量K等于累计浇钢量除 以计划期长度。
[0096] 式(6)表示当计划期金属损耗系数已知时,累计金属损耗量与累计浇钢量的相互 关系。
[0097] 式(7)表示当用单位时间平均浇钢量计算平均在线库存金属量g时,应该利用金 属损耗系数η将其折算成相应数量的铁水量。
[0098] 式(8)表示在线安全库存金属量需要在平均在线库存金属量的基础上加一个随 机变动需求金属量SL,,。
[0099] S3,建立待开浇次与遗留任务约束条件、待开浇次之间是否连浇的约束条件、各待 开浇次时间与计划期起止时间约束条件以及积压金属量的约束条件,在本实施方式中,约 束条件为:
[0100] 1)各待开浇次之间的连浇关系约束:
[0101]
[0102] 其中,^为二进制变量,1表示第k计划期第i铸机第j浇次与遗留任务连浇,0 表示断饶,#、%为待求未知数;
[0103] Fl :当判断待开浇次与遗留任务之间是否连浇时,式(9)中
[0104]
[0105]
[0106] 式(9-10)表示当待开浇次与遗留任务连浇时,开浇时间点取遗留任务结束时刻, 非连浇时取遗留任务结束时刻加上浇次间隔时间至计划期结束某时刻;式(11)表示第k计 划期第i台连铸机第j浇次遗留任务量等于该铸机前一计划期计划浇钢量与已浇铸量的差 值;
[0107] F2:当决策其余各待开浇次之间是否连浇时,式(9)中
[0108]
[0109] 式(9)、(12)表示当除与遗留任务相邻的其余各待开浇次相互连浇时,该开浇时 间点取前浇次结束时刻,非连浇时取前浇次结束时刻加上浇次间隔时间至计划期结束某 时刻;
[0110] F3 :各待开浇次时间与计划期起止时间关系约束条件:
[0111] Vk [l,if ],V) e [l,iVf ] (13)
[0112] F4 :积压金属量约束条件:
[0113] -QkS-Ql-Qc (14)。
[0114] S4,开浇决策控制器通过的MES数据库和MES客户端系统获得步骤S2中各已知量 参数的取值;
[0115] S5,根据步骤S4中已知量参数的取值计算中间变量,所述中间变量包括各待开浇 次浇铸周期、各铸机遗留任务浇铸时间、各铸机单位时间浇钢量、汇总的金属损耗系数、整 理后积压金属量公式中实数决策变量前系数、整理后实数型决策变量前系数。
[0116] 在本实施方式中,获得的中间变量为:
[0117] 各待开浇次浇铸周期=各待开浇次内炉数*各炉平均钢水重量八待开浇次拉速 *待开浇次断面积*钢液密度);
[0118] 各铸机遗留任务浇铸时间=各铸机遗留任务钢水量八各铸机遗留任务拉速*各 铸机遗留任务断面积*钢液密度);
[0119] 各铸机单位时间浇钢量=浇次拉速*浇次断面积*钢液密度;
[0120] 汇总的金属损耗系数=(1+金属损耗系数八1_金属损耗系数)+全流程物流时间 八(计划期结束时刻-计划期开始时刻)* (1-金属损耗系数));
[0121] 整理后积压金属量公式中实数决策变量前系数=-各铸机单位时间浇钢量*汇总 的金属损耗系数;
[0122] 整理后积压金属量约束公式中常数项=预计进铁总量+期初库存铁量-随机需求 库存金属量-汇总的金属损耗系数*(各铸机遗留任务钢水量之和+各铸机各待开浇次浇 铸周期*各铸机单位时间浇钢量+计划期结束时刻*各铸机单位时间浇钢量之和);
[0123] 整理后实数型决策变量前系数=成本系数*汇总的金属损耗系数*各铸机单位时 间浇钢量+收益系数八(计划期结束时刻-计划期开始时刻)*连铸机数目)。
[0124] S6,根据步骤S5获得的中间变量确定目标函数各系数,对于第i连铸机第j浇次, 令:
[0125] f (i,j) = f (i,j) +整理后实数型决策变量前系数X连铸机i第j浇次开浇时间 x(i,j),令 P = f(i,j),所述 x(i,j) = sdpvar(i,j),其中,sdpvar(i,j)是 matlab 中定 义实数型变量的函数;
[0126] S7,根据步骤S5获得的中间变量确定步骤S3中的约束关系。具体为:
[0127] 1)对于第i连铸机第1浇次,令Fl(l,l) =0,i = 1、2........H,所述H为正整 数;
[0128] Fl (i,j) = Fl (i,j)+set (铸机i遗留任务浇铸时间+铸机i浇次间最小间隔时 间*铸机i第一个二进制变量y(i,1)〈=铸机i第一个开浇时间x(i,1)〈=铸机i遗留 任务浇铸时间+(计划期结束时刻-铸机i遗留任务浇铸时间*铸机i第一个二进制变量 y(i,1)),其中,y(i,1)对应于约束条件中的%; y(i,j)对应于约束条件中的4 ; x(i,1) 对应于约束条件中的X (i,j)对应于约束条件中的<; set ()是MATLAB的YALMIP优化 工具中约束条件设置函数;
[0129] 2)对于第 i 连铸机第 j 浇次,令 F2(l、2) = 0, i = 1、2、......、H, j=2、3、......、Nf.,
[0130] F2(i,j) = F2(i,j)+set((铸机i第j-1开浇时间x(i,j-1) +铸机i浇次浇铸周 期)+铸机i浇次间最小间隔时间*铸机i第j个二进制变量y (i,j)〈=铸机i第j开浇 时间X (i, j)〈=(铸机i第j-Ι开饶时间X (i, j-Ι) +铸机i饶次饶铸周期)+ (计划期结束 时刻-(铸机i第j-Ι开浇时间X (i,j-Ι) +铸机i浇次浇铸周期)+铸机i第j个二进制变 量 y (i,j)));
[0131] 3)对于第 i 连铸机第 j 浇次,令 F3(l、l) = 0, i = 1、2、......、H, J=I、2、...... N11 ,
[0132] F3 (i,j) = F3 (i,j) +set (计划期结束时刻〈=连铸机i第j饶次开饶时间 x(i,j)〈=计划期开始时刻);
[0133] 4)对于第 i 连铸机第 j 浇次,令 F4(l、l) = 0, i = 1、2、......、H, j=l、2、...... Nj ,
[0134] F4(i,j) = F4(i,j)+set (整理后积压金属量公式中实数决策变量前系数*连铸 机i第j浇次开浇时间x(i,j)〈=整理后积压金属量约束公式中常数项);
[0135] 5)F1 = Fl(i,j),F2 =
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