一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法与流程

本发明涉及一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，属于冶金方法。

背景技术：

1、在炼铁-炼钢生产过程中，空铁水包需要在高炉出铁口处排队等待接铁，接铁完成后由调度人员根据经验对铁水包的配比和运输路径进行调度，用机车头将重包从高炉运往转炉，重包到达转炉后需排队等待转炉使用铁水炼钢，包内铁水消耗完后再由调度人员将空包从转炉运往高炉。铁水包的整体运行过程如图1所示。

2、目前我国大部分钢铁企业的生产调度基本都是人工调度模式，但此模式主要依赖调度人员个人的经验。

3、目前对铁水运输和铁水包调度问题的研究很少。现有技术中，有学者建立了一种铁水铁路运输的自动仿真和优化系统，也有学者根据专家经验提取铁水包选配规则，基于铁水包选配规则和配备优先级混合策略开发了铁水包调度的仿真系统，通过仿真技术对炼钢-连铸调度计划中的炉次配备铁水包，但未考虑炼铁-炼钢过程中的铁水运输问题。有学者考虑到铁水包的自身修复操作等工艺规程对铁水包调度的影响，研究了在制定炼钢-精炼-连铸调度计划时的铁水包分配问题，但未考虑到调度策略对于铁水包周转率的影响，且以上研究均未区分铁水包规格。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，基于钢铁企业的实际生产过程和排队论理论，通过建立高炉、铁水包、机车头、运输模块、调度中心和炼钢的模型，可以对钢铁生产过程中的物质流和信息流进行综合管理，通过仿真模拟寻找影响铁水包周转率的关键因素，设计铁水包调度策略，实现铁水包的智能调度，有效提升铁水包周转率，填补了现有技术未考虑炼铁-炼钢这一过程中铁水包调度策略与铁水运输的技术空白，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

2、本发明的技术方案是：一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，包含以下步骤：

3、（1）空包接铁水：空包根据生产数据表的高炉炉号、铁水包包号、铁水包开始接铁时间、铁水包接铁结束时间、铁水包接铁重量和是否二次接铁信息完成接铁过程，接铁结束时，铁水包状态变为重包；

4、（2）铁水包调度：调度中心依照重包运输顺序遵循先进先出原则、高炉与转炉处的铁水包数量不得低于设置的最低库存量以及一个机车头运输大铁水包和小铁水包的最大数量限制这三个策略对铁水包进行调度；

5、（3）重包运输：重包根据生产数据表的铁水包包号、重包开始运输时间和重包结束运输时间信息进行运输；

6、（4）转炉炼钢：重包到达转炉后，按照生产数据表的铁水包号和炼钢时长信息完成炼钢过程，炼钢过程结束后铁水包状态由重包变为空包。

7、所述步骤（1）中，接收到高炉要出铁水的信息后，根据铁次号确定出铁的高炉炉号及出铁口，根据铁水包包号确定铁水包规格是大铁水包还是小铁水包，模拟高炉出铁和铁水包接铁；

8、读取每个铁水包的接铁信息，判断此铁水包是否需要进行二次接铁，不需要则按照一次接铁时长和接铁重量信息接铁水，接铁完成后由空包变为重包；铁水包需要二次接铁则读取二次接铁时长和接铁重量信息，二次接铁结束后铁水包的状态才由空包变为重包。

9、所述步骤（2）中，高炉和转炉通过发送消息给调度中心更新当前的重包数量和空包数量信息，调度中心向运输模块发送消息，让其调运重包和空包；空包在高炉处接铁完成变成重包后，记录重包生成时间，按照先生成的重包先运输原则将重包从高炉运往转炉；重包到达转炉后，记录当前转炉处的重包数量，如果低于设定的最低数量，调度中心向运输模块发送消息运输新的重包，直至转炉处的重包数量不低于设定的最低数量。

10、所述步骤（3）中，运输模块接收到来自调度中心的铁水包运输消息后，获取当前需要运输的铁水包编号、铁水包数量以及起始点和目的地信息，确定铁水包运输信息后，安排空闲机车头运输铁水包，机车头运输大铁水包和小铁水包的数量不能高于设定的最大值。

11、所述步骤（4）中，重包到达转炉后，获取铁水包编号信息，确定铁水包规格是大铁水包还是小铁水包；获取铁水包开始炼钢时间和炼钢结束时间，当炼钢结束时，铁水包状态由重包转变为空包，并将此时转炉处的重包数量和空包数量发送给调度中心。

12、本发明的有益效果是：基于钢铁企业的实际生产过程和排队论理论，通过建立高炉、铁水包、机车头、运输模块、调度中心和炼钢的模型，可以对钢铁生产过程中的物质流和信息流进行综合管理，通过仿真模拟寻找影响铁水包周转率的关键因素，设计铁水包调度策略，实现铁水包的智能调度，有效提升铁水包周转率，填补了现有技术未考虑炼铁-炼钢这一过程中铁水包调度策略与铁水运输的技术空白。

技术特征：

1.一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，其特征在于包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，其特征在于：所述步骤（1）中，接收到高炉要出铁水的信息后，根据铁次号确定出铁的高炉炉号及出铁口，根据铁水包包号确定铁水包规格是大铁水包还是小铁水包，模拟高炉出铁和铁水包接铁；

3.根据权利要求1所述的一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，其特征在于：所述步骤（2）中，高炉和转炉通过发送消息给调度中心更新当前的重包数量和空包数量信息，调度中心向运输模块发送消息，让其调运重包和空包；空包在高炉处接铁完成变成重包后，记录重包生成时间，按照先生成的重包先运输原则将重包从高炉运往转炉；重包到达转炉后，记录当前转炉处的重包数量，如果低于设定的最低数量，调度中心向运输模块发送消息运输新的重包，直至转炉处的重包数量不低于设定的最低数量。

4.根据权利要求1所述的一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，其特征在于：所述步骤（3）中，运输模块接收到来自调度中心的铁水包运输消息后，获取当前需要运输的铁水包编号、铁水包数量以及起始点和目的地信息，确定铁水包运输信息后，安排空闲机车头运输铁水包，机车头运输大铁水包和小铁水包的数量不能高于设定的最大值。

5.根据权利要求1所述的一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，其特征在于：所述步骤（4）中，重包到达转炉后，获取铁水包编号信息，确定铁水包规格是大铁水包还是小铁水包；获取铁水包开始炼钢时间和炼钢结束时间，当炼钢结束时，铁水包状态由重包转变为空包，并将此时转炉处的重包数量和空包数量发送给调度中心。

技术总结
本发明涉及一种钢铁企业铁水运输仿真优化方法，属于冶金方法技术领域。本发明的技术方案是：空包接铁水后，调度中心依照重包运输顺序遵循先进先出原则、高炉与转炉处的铁水包数量不得低于设置的最低库存量以及一个机车头运输大铁水包和小铁水包的最大数量限制这三个策略对铁水包进行调度，进行重包运输和转炉炼钢。本发明的有益效果是：可以对钢铁生产过程中的物质流和信息流进行综合管理，通过仿真模拟寻找影响铁水包周转率的关键因素，设计铁水包调度策略，实现铁水包的智能调度，有效提升铁水包周转率。

技术研发人员：鲁晓春,杨一环,李新,史志明,朱荣喜,刘小林,侯志宇,殷芹芹,张堃
受保护的技术使用者：河钢股份有限公司唐山分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15