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文檔簡介
1、煉鋼連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)分析及在仿真中的應(yīng)用研究 鋼鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵程序就是煉鋼,我國鋼鐵企業(yè)進行鋼鐵生產(chǎn)和管理時,難點以及核心是生產(chǎn)調(diào)度問題。目前,我國鋼鐵企業(yè)開始朝信息化的方向發(fā)展,企業(yè)中,mes系統(tǒng)的使用十分廣泛,而mes的使用對鋼鐵企業(yè)的動態(tài)調(diào)動以及生產(chǎn)計劃編制有一定的影響,但是煉鋼連鑄生產(chǎn)過程中具有復(fù)雜的特性,因此與mes制定的生產(chǎn)計劃并不符合。為了給生產(chǎn)計劃的改善提供信息,就要提前評估生產(chǎn)計劃。 對鋼鐵生產(chǎn)過程中工序之間的物流平衡以及資源平衡問題進行解決,不僅可以縮短工序等待時間,還能對各個工序負(fù)荷進行平衡。建立煉鋼連鑄調(diào)動仿真系統(tǒng),對調(diào)度方法的可行性有十分大的影響。對調(diào)度仿真系統(tǒng)進行研究
2、,主要是對煉鋼連鑄生產(chǎn)物流的仿真對象模型進行建立、考慮各種工藝等。 煉鋼連鑄生產(chǎn)過程煉鋼連鑄生產(chǎn)的流程主要有連鑄、煉鋼以及精煉。煉鋼主要是將鐵水在高溫條件下進行冶煉,讓鐵水成為含碳量較低的鋼水,對鐵水中的氫、硫、氧等雜物去除,對碳、硅、錳等元素的含量進行調(diào)節(jié),從而保證連鑄機澆注出的板坯能夠和特定鋼種的要求保持一致。鋼水冶煉出來后還要進行精煉。精煉的主要目的是對鋼水的化學(xué)成分以及溫度進行調(diào)整,讓連鑄機協(xié)調(diào)進站鋼水能夠有足夠的時間滿足連續(xù)澆注,當(dāng)爐次鋼水提前達到連鑄機的時間時,就可以停留在精煉爐上,不用因為爐次在連鑄機前等候而浪費了時間,對鋼水的溫度也有了保證。連續(xù)鑄造是一種十分先進的鑄造方法,主
3、要是將熔融的金屬澆入到結(jié)晶器當(dāng)中,對鑄件進行凝固,然后從結(jié)晶器的另一端連續(xù)不斷地拿出,讓它的長度具有任意長的特性。流程指的是在外界條件下,根據(jù)工序間的不同性質(zhì)以及連接工序間的器具組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),按照程序,有序地運行,從而實現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)。鋼鐵冶金制造流程就是這樣的。 有關(guān)煉鋼連鑄生產(chǎn)的研究現(xiàn)狀煉鋼車間生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化問題的研究方法一共有三類,第一類是在經(jīng)典基礎(chǔ)上的運籌學(xué)方法,第二類是混合算法以及智能計算的方法,第三類是近似優(yōu)化的方法。經(jīng)典運籌學(xué)方法主要是對生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化問題進行解決,在解決此類問題時,它的實際應(yīng)用和理論研究中有差距。在組合優(yōu)化領(lǐng)域中運用的是智能計算方法,此方法被廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域
4、中。方法都具有兩面性,有好也有壞,因此,將這幾種方法聯(lián)合起來運用是目前的發(fā)展方向。將遺傳算法以及啟發(fā)式的規(guī)則聯(lián)系起來,就可以將遺傳算法盲目隨機操作的效率提高,算法的收斂也加快了速度,但是這類算法卻增加了計算時間,增加了對解的最優(yōu)性進行判斷的困難。啟發(fā)式規(guī)則以及專家系統(tǒng)的方法屬于近似優(yōu)化的方法,這類方法對生產(chǎn)調(diào)度研究有十分大的影響,具有很重要的地位,且出現(xiàn)了調(diào)度專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)并不能適應(yīng)動態(tài)調(diào)度環(huán)境,因為此環(huán)境富有復(fù)雜多變的特點。其實,很多制造系統(tǒng)都具有復(fù)雜性,因此,精確的解析模型是很難進行分析以及描述的。而仿真的方法就可以避免用數(shù)學(xué)表達式對復(fù)雜系統(tǒng)進行描述。而在仿真方法的基礎(chǔ)上建立的調(diào)度模型
5、有以下幾個特點。2.1.通過仿真建立的模型和通過系統(tǒng)實際觀測獲得的數(shù)據(jù)建立的動態(tài)模型相比,它和實際的聯(lián)系更大,更加有利于分析系統(tǒng)。2.2.通過仿真建立的模型對于實際系統(tǒng)來說是一個映像,所以對于復(fù)雜的系統(tǒng)來說,仿真建立的模型具有更好的適應(yīng)性。2.3.通過仿真建立的模型具有隨機性,因此,受到隨機因素的影響,系統(tǒng)的參數(shù)就會發(fā)生變化,這種變化在模型中能夠體現(xiàn)出來。2.4.仿真方法并不屬于系統(tǒng)優(yōu)化法,因此對最優(yōu)解并不能求出來,但是人們可以根據(jù)動態(tài)系統(tǒng)模型運行的效果,反復(fù)仿真,這樣一來,就可以間接的對系統(tǒng)進行優(yōu)化。因為物流系統(tǒng)具有多目標(biāo)、多層次以及多因素的特點,因此沒有真正的最優(yōu)解。通過仿真,改善了系統(tǒng)行
6、為。仿真系統(tǒng)的原理是對仿真調(diào)度模型進行建立,從而在調(diào)度決策規(guī)定的指導(dǎo)下,通過模型對生產(chǎn)作業(yè)過程進行模擬,從而對這個過程的系統(tǒng)變化進行記錄,對性能數(shù)據(jù)以及調(diào)度方案進行處理和統(tǒng)計。近幾年來,仿真技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到鋼鐵領(lǐng)域中,鋼鐵領(lǐng)域的每道工序都應(yīng)用到了仿真技術(shù),但是主要還是應(yīng)用在煉鋼連鑄生產(chǎn)物流仿真上面。 煉鋼連鑄生產(chǎn)過程在仿真中的應(yīng)用仿真技術(shù)之所以得到了快速發(fā)展是因為它給社會帶來了非常大的效益,利用仿真技術(shù),建立動畫仿真系統(tǒng),主要為了讓生產(chǎn)車間物流的流通狀態(tài)可以直觀的進行顯示,從而對主輔設(shè)備的協(xié)調(diào)性進行檢測,促進管理效率的提高。仿真模型的運用還可以減少工序等待的時間,因為在執(zhí)行計劃時,計劃和設(shè)備
7、具有多樣性以及隨機性的特點,因此設(shè)備有很多等待時間。仿真模型的應(yīng)用還可以提高設(shè)備的利用率。因為設(shè)備是由很多個處理設(shè)備的,因此在計劃偏少的時候,可以停止一些設(shè)備的運作,從而對整體設(shè)備的負(fù)荷率進行了提高。因此在對計劃進行編制時,要保證天車運輸任務(wù)的需要小于天車數(shù)量。為了讓仿真系統(tǒng)成為系統(tǒng)的主要研究方向,還需要對其完整性、高效性以及可靠性進行研究。所謂完整性,除了對實踐類的擾動進行分析,對其他方面的擾動也要進行研究。所謂高效性,因為仿真主要模擬現(xiàn)實環(huán)境,為了提高效率就要采用分布式的網(wǎng)絡(luò)仿真。所謂可靠性,要與人工計劃進行對比,要讓通過計算機生成的調(diào)度計劃更加的可靠。鋼鐵企業(yè)是十分典型的流程工業(yè),因此對它的研究十分有必要。在過去的時間里,雖然研究了很多的調(diào)度理論,從而讓人們不斷的對仿真實驗進行創(chuàng)造,但是因
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