炼钢生产工艺中的板坯组炉方法及装置的制作方法

专利名称：：炼钢生产工艺中的板坯组炉方法及装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及冶金自动化领域，更具体地说，涉及到一种基于双层编码遗传算法的炼钢生产工艺中的板坯定宽组炉方法及装置。
背景技术：
：在钢铁生产中，炼钢、连铸是两个紧密配套的环节。当用户合同订单到来后，经过质量设计和生产设计，合同转变为一块块虚拟板坯，炼钢时就是把板坯组合在一起以炉为单位进行冶炼，最后进入连铸机进行浇铸。炼钢组炉时考虑的是把出钢记号相同及宽度相同的板坯组成一炉，不满一炉仍按一炉生产，多余的部分为余材。因为板坯的宽度是个范围，因此如何确定板坯的宽度并使得组炉后的余材最少、尽可能使用最大宽度来提高产能是件很有意义的事情。目前炼钢组炉是以组矩表的形式来进行的，即把板坯按最小宽度归并，然后计划员在计算机的辅助下手工组炉。由于板坯是按最小宽度归并，并没有进行任何优化，所以组炉后的宽度个数可能很多，余材也会很多，而且也不是尽可能按最大宽度来生产，这将直接影响后面的连铸过程和产能发挥。公开号为CN1792501的中国发明专利申请，公开了一种炼钢连铸生产工艺中的组连浇批次方法。该方法是炼钢-连铸计划中的第二步骤，即组CAST-LOT(连浇批次)。公开号为CN1775422的中国发明专利申请，公开了一种炼钢连铸生产工艺中的组中间包方法。该方法是炼钢-连铸计划中的第三步骤，即组中间包部分。公开号为CN1775416的中国发明专利申请，公开了一种炼钢连铸生产工艺中的出钢计划排程方法。该方法是炼钢连铸计划的最后步骤部分，即铸机分配部分。公开号为JP09-094646的日本发明专利申请，公开了一种连续浇铸中控制板坯切割的方法。该方法是在连续浇铸板坯时，怎样选择合同量进行切割，使减少浪费，它使用了遗传算法来确定一个具体的板坯长度，通过最佳的合同量来控制切割点。上述几个发明是炼钢生产中组炉后的后续步骤。在连续浇铸中，组炉方法所涉及的设备及其工作情况如下所述。转炉炉体可转动，用于吹炼钢的冶金炉。转炉炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备。转炉有最大容量限制，冶炼时钢水不得超过其最大容量。宝钢分公司使用的转炉容量大部分为300吨，也有250吨的电炉，不锈钢的转炉则为150吨。连铸机钢水连续通过中间包(一种大型漏斗装置)流入水冷铜板构成的结晶器形成坯壳，然后被拖往由一系列辊子组成的通道，同时用细密的水雾对铸坯进行喷淋冷却，直到铸坯完全凝固成板坯的过程就叫连铸。而这一系列的设备及装置就是连铸机，在浇铸时连铸机的宽度是可以调节的，通常只能从宽到窄调，最小调宽量为50毫米，最大调宽量为100毫米，反调或超过调宽量的话很容易导致漏钢，一般板坯连铸机的最小浇铸宽度为900，最大浇铸宽度为1450，这样整个连铸机的可用宽度为12个900，950，1000，1050，1100，1150，1200，1250，1300，1350，1400，1450。出钢记号是一组表示产品工艺规程和技术规程名称的代码，表示该炉钢和钢锭所要具体的产品工艺规程和技术规程规定的质量要求，它表征了一类产品的成分和性能。侧压量浇铸好的板坯在进行热轧时，两侧有侧压辊对其进行压挤使其在热轧出口时的宽度符合合同交货的要求，因此合同在质量和生产设计时，考虑这个侧压量，其浇铸宽度范围会扩大，这样就会使得板坯在浇铸时比较容易组合。材料设计就是按照生产工艺要求，把合同变成一块块的虚拟板坯。合同组矩表把合同按最小宽度归并的一张矩阵统计表，"行"为不同出钢记号，"列"为12个浇铸宽度，以表示不同出钢记号的合同在各个宽度里的分布情况，便于计划员掌握合同的结构，编制出比较合理的炼钢一连铸计划。组炉炼钢时是把相同出钢记号即成分相同的钢水倒入转炉中一炉炉冶炼的，但炼钢结束后马上就要进行浇铸，因此转炉里虽然还是钢水，但其实已经是一块块的虚拟板坯，只要一经浇铸就变成实物板坯。因此合同在材料设计变成虚拟板坯后，就需要如何把它们组合在一个转炉里进行炼钢。炼钢时对板坯的要求是出钢记号相同，连铸时对板坯的要求是宽度从宽到窄排列，所以组炉问题就是将出钢记号相同及规格相近的板坯组成一炉进行炼钢。余材转炉是有固定容量的，为了不浪费产能，每炉都按其标准容量进行生产，如果合同比较少，够不成一炉钢水，仍按一炉钢进行冶炼，多余的钢水浇铸出来的板坯就变成了无合同可交付的无委托材，也称余材，余材太多的话会浪费材料，积压库存，增加成本。目前钢铁企业的炼钢一连铸计划是基于人工计划编制，通常的流程是，首先要把所有合同(可有七、八百个合同)打印成报表，然后花费数小时的时间来査阅每个合同的详细信息，研究各个合同之间的相互关系，以便在编制计划时能从宏观上进行把握，使其能满足各个后道工序的物流需求，又满足各个工序的工艺要求，同时充分发挥各个工序的产能；然后在具体编制计划时，借助合同组矩表和合同基本信息表，在操作终端上编制炼钢连铸计划。这样的人工编制计划过程，就使得计划员要耗费很大精力投入到报表査阅上，由于水平和习惯的差异，编制的计划也有好有坏。详细过程如下1)打印所有合同信息报表，分析合同的紧急情况、流向、工艺要求；2)建立合同数据池，并把合同变为虚拟板坯材料；3)生成合同组矩表，分析合同的宽度分布情况；4)根据炼钢和连铸规程，设定出钢记号、板坯的宽度、炉数等；5)根据设定值生成一炉或多炉的转炉炼钢计划。传统的连铸计划编制方法主要依靠人的大脑进行思考，计算机系统只是提供了一个操作的界面，把人考虑后的结果输入系统得到一个人已经能够预见到的结果，几乎所有的步骤是有人工决定的。目前炼钢组炉是以组矩表的形式来进行的，即把板坯按最小宽度归并，然后计划员在计算机的辅助下手工组炉。由于板坯是按最小宽度归并，并没有进行任何优化，所以组炉后的宽度个数可能很多，余材也会很多，而且也不是尽可能按最大宽度来生产，这将直接影响后面的连铸过程和产能发挥，而且所选择的合同和决定的宽度并不一定是最优的。如前所述，板坯连铸机可用12种宽度进行浇铸，不同的合同有不同的宽度浇铸范围，因此合同经过材料设计变成虚拟板坯后，其浇铸宽度也是个范围，因此如何确定板坯的宽度并使得组炉后的余材最少、尽可能使用最大宽度来提高产能是件很有意义的事情。现有技术中目前仍然完全靠人工进行组炉，并且是以合同的最小宽度生成组矩表，因此人工组炉的时候不但没有对宽度进行优化，而且板坯的宽度也没有发挥到最大，还有一个最大的缺点就是人工组炉后余材太多。
发明内容组炉的主要问题就是给每块板坯确定一个宽度，然后把该宽度内的所有板坯按转炉容量组成一炉钢进行冶炼，不够一炉的仍按一炉生产，多余的板坯按余材处理。组炉的主要目标就是组炉后宽度个数尽量少，同时余材又最少，而且每块板坯尽量按最大宽度生产。本发明旨在提供一种新型的计算机辅助的炼钢生产工艺中的的组炉方法及系统，针对目前人工炼钢组炉时按最小宽度归并的情况，提出了从板坯可选浇铸宽度中选择最优宽度的方法，这样就使炼钢组炉时的余材大大减少，最大宽度使用率提高，充分的发挥连铸产能，降低成本。本发明通过以下技术方案解决了上述问题。本发明的炼钢生产工艺中的板坯组炉方法，包括如下步骤(1)建立本地数据库，进行合同数据收池；(2)按出钢记号分组，同一组内的板坯进行宽度变换；(3)确定板坯所选宽度与余材、最后宽度总个数、板坯使用最大宽度的映射关系；(4)对每个映射关系获得函数表达；(5)使用双层结构的遗传编码方式对函数进行优化，确定待板坯的宽度；(6)根据确定的板坯宽度组炉。根据本发明，所述的本地数据库中的每一个条目包括板坯号、板坯最小宽度、板坯最大宽度、板坯重量、出钢记号。根据本发明的双层结构的遗传编码方式进行优化包括-a)构造双层编码染色体；b)染色体组成原始种群，并进行随机初始化；C)计算个体适应度，保存最优染色体；d)通过交叉操作选择优良个体进行交叉遗传，通过编码修正，修正不合法编码，使其合法化；e)通过变异产生后代个体，替换原始种群进行更新；f)重新计算新种群的个体适应度，保存最优染色体，更新全局最优染色体；g)判断迭代次数是否达到预定次数，如果"是"则停止算法，输出最优染色体，如果"否"则转步骤d)重复迭代；h)对最优染色体进行解码，得到每块板坯的宽度确定方案。根据本发明的一个方面，用于板坯连铸生产中的炼钢组炉。根据本发明的板坯组炉方法，具体地，包括如下步骤(1)建立本地数据库，进行合同数据收池；(2)按出钢记号分组，同一组内的板坯进行宽度变换；(3)确定板坯所选宽度与余材、最后宽度总个数、板坯使用最大宽度的映射关系；(4)对每个映射关系获得函数表达；通过双层编码方式构造双层编码染色体，第一层的位数是连铸机的宽度可用数，第二层的位数等于板坯数，形成矩阵；(5)产生若干个染色体组成原始种群，并进行随机初始化，其中染色体个数一般根据实际情况定，太小容易陷入局部最优，太大计算时间太久，优选是100200;(6)计算个体适应度，保存最优染色体，其中，u、v、w这些参数是几个目标的权重，体现了对各个目标的偏好，u是最大宽度的权重，v是最少余量的权重，W是宽度最少的权重，原理上这些参数可以在01范围内随意设置，只要U+V+W^，一般根据生产实际的需要进行选取，如取u=0.02，v=0.49，w=0.49，或11=0.01，v=0.7，w=0.29;(7)按照一定的概率通过交叉操作选择优良个体进行交叉遗传，修正不合法编码，使其合法化，其中，此概率是遗传算法里面的内容，交叉概率是个范围，为了保证后代具有遗传性，尽量进行交叉，因此此概率应该大点，优选地可取0.51.0之间，但不包括l.O，更优选为0.85-0.9;(8)按照一定的概率通过变异操作，产生后代个体，替换原始种群进行更新，其中，此概率也是遗传算法里面的内容，变异概率也是个范围，模拟自然界的规律，一般变异的机率都比较小，因此此概率应该小点，优选地可取00.1之间，但不包括O，更优选为0.05;(9)重新计算新种群的个体适应度，保存最优染色体，更新全局最优染色体；(10)判断迭代次数是否达到预定次数，"是"则停止算法，输出最优染色体，"否"则转步骤(7)重复迭代，其中，迭代次数是根据需要而定，不宜太小，否则很容易还没收敛到最优点，一般取100以上；但也不能太大，否则计算时间太长，因此，优选为在100~1000;(11)对最优染色体进行解码，得到每块板坯的宽度确定方案；(12)板坯实际组炉。根据本发明，所述的板坯实际组炉包括所有板坯按照确定的宽度分组，如按照前面所述12个宽度进行分组卯0，950，1000，1050，1100，1150，1200，1250，1300，1350，1400，1450。一旦板坯确定了使用哪个宽度，它们就可以归到某个宽度组里，所有板坯分组到各个宽度后，就形成了一个新的组矩表，只不过这个组矩表是进行了优化的；每组内的板坯重量累加地总和；用转炉标准容量以及容差进行组炉，得总炉数；计算每组内的余材；计算总余材；计算宽度利用率。本发明的炼钢生产工艺中的板坯组炉系统，包括合同数据收池装置，用于进行合同数据收池，形成本地数据库；虚拟板坯材料设计装置，把订单合同变成虚拟板坯；宽度变换装置，用于将板坯的原始宽度范围变换成设定的范围；函数映射装置，用于根据映射关系获得函数表达；遗传编码设计装置，用于进行双层遗传编码设计，给每条染色体构造双层编码；遗传算子交叉及修正装置，用于进行遗传编码交叉操作，对不合法编码进行修正；遗传算子变异及修正装置，用于进行遗传编码变异操作，对不合法编码进行修正；解码装置，用于査找最优适应度的个体，获得其变量矩阵，确定每块板坯的宽度；板坯组炉装置，用于根据优化确定的板坯宽度进行组炉。所述的交叉操作在双层编码结构的第一层进行双切点交叉；所述的变异操作在双层编码结构的第二层进行突变法变异操作。更具体地，本发明的炼钢生产工艺中组炉的方法，包括建立本地数据库，进行合同数据收池，并把订单合同转换为虚拟板坯，所述本地数据库中的每一个条目包括板坯号、最小宽度Wl、最大宽度W2、板坯重量G、出钢记号；对所有板坯按出钢记号进行分组，同一组内的板坯进行宽度变换。因为板坯连铸机的12个浇铸宽度是连续跳变的，因此用112来表示，这样就有变换公式D=int[(W-850)/50];int表示取整因此每快板坯i的宽度范围也可折算成112中的数值[Dli，D2i]来描述D1i=int[(Wli-850+49)/50]D2i=int[(W2i-850)/50]比如某块板坯的信息如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>之所以进行上述变换，是为了后面设计遗传算法来求解最优宽度时可以更好的进行编码设计；根据炼钢余材的定义，确定板坯所选宽度与余材之间的映射关系；确定板坯所选宽度与最后宽度总个数的映射关系；确定板坯所选宽度与板坯使用最大宽度的映射关系；对每一个映射关系获得函数表达，该函数表达与板坯所选宽度有关系，为此建立矩阵变量Xij(i=l，2，…，n块板坯，j=l，2，…，12种宽度)，表示第i块板坯是否选择第j个宽度，l表示选择，0表示否，而就是它的原始定义域，即Z々的定义域二<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>每块板坯只能选择一个宽度进行浇铸，因此有一些基本约束限制:fX"，i=1，2，…，n;板坯尽可能使用最大宽度的函数表达<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>宽度个数最少的函数表达:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中y,min(l,gA),j二l，2，…，12;(只要某宽度有板坯，该宽度就被使用了)余材最少的函数表达min其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(T为转炉容量)所述函数表达的总体表达式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>对上述目标使用遗传算法GA来求解，下面进行遗传算法的设计通过宽度定义域变换，我们得到宽度的选择为112中的整数，因此可以按照常规来设计遗传算法的编码，即设计n位的字符染色体X[n]=(x，x2，…，Xi，…，xn)，x,从字符集合{1，2，…，9，A，B，C}中获取。这样就可以进行交叉和变异操作，比如使用双切点交叉，交叉时不会产生不合法编码。变异可以采用换位变异，因为每块板坯有其宽度范围，因此变异时可能产生不合法编码，这时需要定义域修正其编码。常规遗传算法的缺点因为n值通常很大(可有上千块板坯)，也即染色体长达数百上千位，交叉时切点选择太多，其遗传有效性很难保证，计算时间也成倍增长，收敛极慢，因此基本失去了该算法的意义。为了避免编码过长的问题，我们可以这样进行编码设计，染色体共分两层，第一层长度为12位，表征12个宽度；第二层共n位，使用0-l编码，表征每个宽度的可能板坯数，为1表示该板坯使用了其第一层所对应的宽度，详见图1。这样交叉操作时只在第一层进行，不会有编码过长的问题。但交叉时会产生不合法编码，即违反每块板坯只能选择一个宽度或板坯没有选择任何一个宽度的约束，此时需要根据该约束进行修正。变异操作时在第二层进行，采用O-l突变法，即选择某一位，0变成1或1变成0，然后在根据上面所述约束进行修正。本发明的第二方面提供一种用于炼钢生产工艺中板坯组炉的装置，包括本地数据库，所述本地数据库中的每一个条目包括板坯号、最小宽度Wl、最大宽度W2、板坯重量G、出钢记号；合同数据收池装置，根据输入条件确定所要生产的订单合同集合；虚拟板坯材料设计装置，把订单合同变成一块块的虚拟板坯；宽度变换装置，通过下列变换式把板坯的原始宽度范围变换成112之间的范围本发明的第二方面提供一种用于炼钢生产工艺中板坯组炉的装置，包括本地数据库，所述本地数据库中的每一个条目包括板坯号、最小宽度Wl、最大宽度W2、板坯重量G、出钢记号；合同数据收池装置，根据输入条件确定所要生产的订单合同集合；虚拟板坯材料设计装置，把订单合同变成一块块的虚拟板坯；宽度变换装置，通过下列变换式把板坯的原始宽度范围变换成112之间的范围「Dli=int[(Wli-850+49)/50]LD2i=int[(W2i-850)/50]函数映射装置，根据映射关系获得板坯尽可能使用最大宽度、宽度个数最少、余材最少的函数表达，所述函数表达的总体表达式为遗传编码设计装置，对矩阵变量Xij(i=l，2，…，n块板坯，j=l，2，…，12种宽度)实行双层编码；遗传算子交叉及修正装置，在第一层进行双切点交叉，对不合法编码进行修正；遗传算子变异及修正装置，在第二层进行0-l突变法变异，对不合法编码进行修正；minIX+a-tjX"板坯组炉装置，待板坯的宽度都确定好后，进行实际组炉。组好的炉再经过后续的组中间包和组CAST后，整个计划就生成好了，然后把所有炉次计划下放到L3执行层，即炼钢厂执行。本发明是在考虑了炼钢和连铸工艺条件的基础上，分析了它们之间的约束关系，提出了板坯组炉问题模型，通过映射关系得到矩阵变量与多个目标之间的函数表达，并通过宽度变换得到更容易编码的宽度定义域，然最后使用GA算法来求解，最后确定每块板坯的实际浇铸宽度，再组成炉次计划下发到转炉进行生产。与一般GA算法不同的是，本发明使用了双层结构的编码方式，避免了单层编码过长带来的解码耗时、计算量巨大、搜索效率低下、收敛速度慢等问题。在目前实际生产中，炼钢组炉全是人工完成的，每块板坯的宽度是按最小宽度归并的，其造成的结果是宽度个数较多，余材也很多，每块板坯没有尽可能的按最大宽度进行生产。本发明则很好的解决了这些问题，可以弥补人工组炉带来的不足，使余材减少，库存降低，进而成本降低，同时连铸产能得到提高。图1是遗传编码设计。图2.双层编码构造装置。图3.交叉操作一一双亲。图4.交叉操作一一后代。图5.交叉操作——修正装置。图6.变异操作装置。图7.流程图。具体实施例方式下面通过具体实施例和结合附图详细说明本发明。假设生产厂接到一批订单，应该怎样组织转炉炼钢生产呢？1.首先经过质量设计和生产设计把订单变成可生产的合同，再通过收池装置后，把合同导入本地数据库；2.通过材料设计装置得到上千块虚拟板坯，按出钢记号分组后假设某类出钢记号有500块虚拟板坯，其板坯信息如下表1板坯信息<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>3.经过宽度变换装置，得到下表表2板坯组矩表<table>complextableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>注表格中1表示该板坯可以使用该宽度，也即每块板坯的宽度定义土或[Dli，D2i]。若按常规遗传算法编码，则设计染色体为X[500]=(Xl，x2，…，X500)，Xi值从集合(l，2，…，9，A，B，q中选取(不合法编码根据其宽度定义域修正)，这样每条染色体长达几百位，势必影响遗传算法的效率。因此必须摒弃常规遗传算法的单层编码，改而使用前面介绍的双层编码。4.建立矩阵变量Xij，并使用双层遗传编码设计装置，给每条染色体构造双层编码，第一层为12位Y[12]=(y,，y2，…，y12);第二层为500位(Xl，x2，…，xsoo)，则X是个12X500的矩阵，参见图2。图2中第二层虽然是500位，但有些码值可以根据宽度定义域事先确定，即若该板坯不能使用该宽度，则预先设为0，见图中虚格。图中实格则是在宽度定义域之内的，也即它们的码值可以是0，也可以是l，但必须满足每块板坯只能且必须定一个宽度的约束5.遗传编码构造好后，就可使用遗传算法来求解。设定种群大小为200，即产生200条上述染色体，按宽度定义域把某些码值预先置为0，其它随机初始化，即每列从剩余位中随机选择一位置为1，其它置为0。比如对图2的x,列，力ys行都置为0，然后随机选择一行置为l，假如选择yg行，则ya、yb、y^行全置为0。6.使用遗传算子交叉装置，对上述染色体进行交叉遗传。如前所述，遗传交叉在第一层进行，即对(yi，y2，…，y12)染色体进行双切点交叉，设定交叉概率为0.85，随机产生2个切点，假设为3、4和8、9之间，则它们的交叉操作可以如图3所示。通过交叉装置后变为如图4所示。7.使用交叉修正装置。交叉后可能会有不合法编码，如图4中斜体部分，要么就是有板坯没有指定任何一个宽度，要么就是指定了2个宽度，因此需要根据约束纠正编码，使编码合法。修正编码时，对没有指定任何宽度的板坯，可以随机指定一个，对指定了2个宽度的板坯，可以随机去掉一个，但不要和父辈一个模样。参见附图5为避免出现和父辈一样的染色体，上述个体采用如下修正法则1)若板坯没有指定任何一个宽度，则在双切点的头或尾段进行随机指定，比如孩子1的X2列，在尾段的y9、ya、yb、ye中指定；2)若板坯指定了两个宽度，则只保留中间段的那个，比如孩子l的X3列，只保留中间段的y7为l，而把y9从l变为0。8.使用变异操作装置。变异操作在第二层进行，设定变异概率为0.05，先随机选择某一列，比如X7列，再随机选择某一位，对该位进行O-l突变，比如y6位，原先为0，现变为l，同时根据约束把y4位变成0。下面以孩子1为例使用变异操作装置，如图6是变异后的结果9.函数映射装置。把矩阵变量Xy映射成各个目标的函数表达1)每块板坯尽量按最大宽度生产<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>2)宽度最少""1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>3)余材最少<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>最后复合成适应度函数，一旦所有板坯都选定了一个宽度，即Xij的值都确定好了，则可折算成适应度评价值fitness=u*obj3-v*objl-w氺obj2;u，v，w为目标优化权重，只要u+v+w-l，可取01之间的任何值，一组可选参数为u=0.02，v=0.49，w=0.49。适应度值的大小表征了板坯所选宽度的好坏，因此遗传时适应度强的要保留。10.解码装置。査找历史最优适应度的个体，获得其变量矩阵Xij，则每块板坯的宽度为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>j",2,3,…,500;至此，所有板坯的宽度都已得到确定。一旦板坯的宽度确定，就可以进行实际组炉了。组炉过程如下1)所有板坯按确定的宽度分组，即把板坯分成12组；2)每组内的板坯重量累加得总和i:Gj;3)用转炉标准容量300以及容差士20进行组炉，得总炉数S炉；4)计算每组内的余材R^300XS—EG;5)计算总余材ERi;6)计算宽度利用率。12.计划下传装置。所有板坯组完炉次后，并按连铸机浇铸规则排好顺序，赋上制造命令号(pono号)，则整个转炉炼钢计划形成。计划生成后通过与L3的在线接口下发到炼钢厂，炼钢厂就按照排好的炉次计划顺序在转炉中炼钢。对于上述仿真实例，可有如下计算步骤，如图7所示(1)建立本地数据库，使用合同收池装置按一定条件导入合同；(2)通过材料设计装置把合同变成虚拟板坯，并按出钢记号分组；(3)读入某类出钢记号的500块板坯的宽度范围、重量等信息，经过宽度变换装置，得到板坯组矩表；(4)使用双层编码装置构造双层编码染色体，第一层为12位，即有向量Y[12]，第二层为500位，即有矩阵X[12][500];(5)产生200个染色体组成原始种群，并进行随机初始化；(6)使用函数映射装置计算个体适应度，保存最优染色体，取u=0.01，v=0.7，w=0.29;(7)按0.S5的概率使用交叉操作装置选择优良个体进行交叉遗传，通过编码修正装置修正不合法编码，使其合法化；(8)按0.05的概率使用变异操作装置，产生后代个体，替换原始种群进行更新；(9)使用函数映射装置重新计算新种群的个体适应度，保存最优染色体，更新全局最优染色体；(10)判断迭代次数是否达到1000次，"是"则停止算法，输出最优染色体，"否"则转步骤(7)重复迭代；(11)对最优染色体进行解码，得到每块板坯的宽度确定方案；(12)使用板坯组炉装置，对所有板坯进行实际组炉，生成炼钢炉次计划，按浇铸宽度从宽到窄排序，赋制造命令号；(13)计划下传到炼钢厂，进行转炉实际炼钢生产，炼好的钢水进入连铸机进行浇铸，最后形成实物板坯。本仿真结果为宽度3个1050，1200，1300;这表明上述数据优化后有3个宽度里有板坯。所有板坯的宽度一旦确定，即新的组矩表形成后，就从宽到窄往下搜索，即从1450，1400...搜索到900，如果某个宽度里有板坯，就累计它们的量，然后按转炉容量进行组炉；如果该宽度里没有板坯，则该宽度里不用组炉。使用最大宽度的板坯数232块，这是根据每块板坯所定的宽度与它们可用的最大宽度相比较统计出来的。余材143.8吨，这是各个宽度里组完炉后的余材总和。以上是通过具体实施例较为详细地介绍了本发明，但本发明不仅仅限于这些实施例，在不脱离本发明的构思的条件下，还可以有更多其他等效实施例。权利要求1.一种炼钢生产工艺中的板坯组炉方法，包括如下步骤(1)建立本地数据库，进行合同数据收池；(2)按出钢记号分组，同一组内的板坯进行宽度变换；(3)确定板坯所选宽度与余材、最后宽度总个数、板坯使用最大宽度的映射关系；(4)对每个映射关系获得函数表达；(5)使用双层结构的遗传编码方式对函数进行优化，确定待组炉板坯的优化宽度；(6)根据确定的优化宽度组炉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的本地数据库中的每一个条目包括板坯号、板坯最小宽度、板坯最大宽度、板坯重量、出钢记号。3.根据权利要求所述的方法，其特征在于，所述的双层结构的遗传编码方式进行优化包括a)构造双层编码染色体；b)染色体组成原始种群，并进行随机初始化；C)计算个体适应度，保存最优染色体；d)通过交叉操作选择优良个体进行交叉遗传，通过编码修正，修正不合法编码，使其合法化；e)通过变异产生后代个体，替换原始种群进行更新；f)重新计算新种群的个体适应度，保存最优染色体，更新全局最优染色体；g)判断迭代次数是否达到预定次数，如果"是"则停止算法，输出最优染色体，如果"否"则转步骤e)重复迭代；h)对最优染色体进行解码，得到每块板坯的宽度确定方案。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的交叉操作在双层编码结构的第一层进行双切点交叉；所述的变异操作在双层编码结构的第二层进行突变法变异操作。5.根据权利要求14中任一项所述的方法，其特征在于，用于板坯连铸。6.根据权利要求5所述的方法，包括如下步骤(1)建立本地数据库，进行合同数据收池；(2)按出钢记号分组，同一组内的板坯进行宽度变换；(3)确定板坯所选宽度与余材、最后宽度总个数、板坯使用最大宽度的映射关系；(4)对每个映射关系获得函数表达；通过双层编码方式构造双层编码染色体，第一层的位数是连铸机的宽度可用数，第二层的位数等于板坯数，形成矩阵；(5)产生若干染色体组成原始种群，并进行随机初始化；(6)计算个体适应度，保存最优染色体，最大宽度权重u+最少余材权重V+宽度最少权重W=l;(7)按照一定的概率通过交叉操作选择优良个体进行交叉遗传，修正不合法编码，使其合法化；(8)按照一定的概率通过变异操作，产生后代个体，替换原始种群进行更新；(9)重新计算新种群的个体适应度，保存最优染色体，更新全局最优染色体；(10)判断迭代次数是否达到预定次数，"是"则停止算法，输出最优染色体，"否"则转步骤(7)重复迭代；(11)对最优染色体进行解码，得到每块板坯的宽度确定方案；(12)板坯实际组炉。7.根据权利要求6所述的方法，体。8.根据权利要求6所述的方法，为0.5-1.0之间，不包括1.0。9.根据权利要求8所述的方法，为0.850.9。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的变异概率为00.1其特征在于，产生100-200个染色其特征在于，所述的交叉遗传概率其特征在于，所述的交叉遗传概率之间，不包括o。11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的变异概率为0.05。12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的预定次数为100~1000。13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的板坯实际组炉包括所有板坯按照优化的宽度分组；每组内的板坯重量累加地总和；用转炉标准容量以及容差进行组炉，得总炉数；计算每组内的余材；计算总余材；计算宽度利用率。14.一种炼钢生产工艺中的板坯组炉装置，包括合同数据收池装置，用于进行合同数据收池，形成本地数据库；虚拟板坯材料设计装置，把订单合同变成虚拟板坯；宽度变换装置，用于将板坯的原始宽度范围变换成设定的范围；函数映射装置，用于根据映射关系获得函数表达；遗传编码设计装置，用于进行双层遗传编码设计，给每条染色体构造双层编码；遗传算子交叉及修正装置，用于进行遗传编码交叉操作，对不合法编码进行修正；遗传算子变异及修正装置，用于进行遗传编码变异操作，对不合法编码进行修正；解码装置，用于查找最优适应度的个体，获得其变量矩阵，确定每块板坯的宽度；板坯组炉装置，用于根据优化确定的板坯宽度进行组炉。15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的交叉操作在双层编码结构的第一层进行双切点交叉；所述的变异操作在双层编码结构的第二层进行突变法变异操作。全文摘要一种炼钢生产工艺中的板坯组炉方法，包括如下步骤建立本地数据库，进行合同数据收池；按出钢记号分组，同一组内的板坯进行宽度变换；确定板坯所选宽度与余材、最后宽度总个数、板坯使用最大宽度的映射关系；对每个映射关系获得函数表达；使用双层结构的遗传编码方式对函数进行优化，确定待组炉板坯的优化宽度；根据确定的板坯宽度组炉。根据该方法组炉后，使余材减少，库存降低，进而降低成本，同时使产能得到提高。文档编号G06F17/50GK101377789SQ20071004536公开日2009年3月4日申请日期2007年8月29日优先权日2007年8月29日发明者剑易,斌杜,云林,黄可为申请人:宝山钢铁股份有限公司