[發(fā)明專利]基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方法與系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010100957.5
• 申請(qǐng)日: 2010-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN101770615A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭忠;高小強(qiáng);陳開;朱道飛;張濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/00
• 分類號(hào): G06Q10/00;G06Q50/00
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，本方法步驟為：

(1)計(jì)劃調(diào)度對(duì)象建模：構(gòu)建與煉鋼-連鑄實(shí)際生產(chǎn)流程對(duì)應(yīng)的由工序工位與運(yùn)輸線組成的生產(chǎn)模型，爐次計(jì)劃在工序上的作業(yè)時(shí)間和在工序間運(yùn)輸線上的運(yùn)輸時(shí)間滿足生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，轉(zhuǎn)第(2)步；

(2)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃制定：判斷當(dāng)前時(shí)刻生產(chǎn)系統(tǒng)中是否有生產(chǎn)批量計(jì)劃下達(dá)，如有，則根據(jù)生產(chǎn)批量計(jì)劃，由混合智能優(yōu)化算法制定生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，再轉(zhuǎn)第(3)步；否則直接轉(zhuǎn)第(3)步；

(3)實(shí)時(shí)調(diào)度：實(shí)時(shí)調(diào)度包括以下步驟：

(3-1)從生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息判斷生產(chǎn)計(jì)劃是否作業(yè)完畢，從人機(jī)交互信息判斷是否中斷生產(chǎn)作業(yè)，若滿足上述條件之一，則整個(gè)流程結(jié)束；否則，轉(zhuǎn)入第(3-2)步；

(3-2)監(jiān)測(cè)執(zhí)行過程中是否有擾動(dòng)發(fā)生，若存在擾動(dòng)，則轉(zhuǎn)入第(3-3)步，否則轉(zhuǎn)入第(3-1)步；

(3-3)對(duì)發(fā)生的擾動(dòng)進(jìn)行分類，建立擾動(dòng)處理機(jī)制：將擾動(dòng)發(fā)生時(shí)未完成作業(yè)計(jì)劃分為正在作業(yè)計(jì)劃和未作業(yè)計(jì)劃，分別對(duì)正在作業(yè)計(jì)劃和未作業(yè)計(jì)劃采用混合智能優(yōu)化算法重新編排作業(yè)計(jì)劃，將兩重新編排的作業(yè)計(jì)劃合并后獲得重計(jì)劃方案，轉(zhuǎn)入第(3-4)步；

(3-4)通過人機(jī)交互接口，根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)決定是否對(duì)重計(jì)劃方案進(jìn)行調(diào)整，然后進(jìn)行重調(diào)度，并更新生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，轉(zhuǎn)入第(3-1)步。

2.按照權(quán)利要求1所述的基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：混合智能優(yōu)化算法包括遺傳-蟻群智能優(yōu)化算法和時(shí)間并行順推算法，通過混合智能優(yōu)化算法確定作業(yè)爐次在工序上的工位選擇，以及在工位和運(yùn)輸線上的作業(yè)時(shí)間。

3.按照權(quán)利要求1所述的基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：第(2)步生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的制定采用遺傳-蟻群混合智能優(yōu)化算法；該算法流程為：

(1)由鑄機(jī)開澆時(shí)間、爐次在工序上的作業(yè)時(shí)間、爐次在工序間運(yùn)輸時(shí)間組成染色體基因，工序作業(yè)時(shí)間和工序間運(yùn)輸時(shí)間屬性滿足生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，利用生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律隨機(jī)產(chǎn)生種群；

(2)對(duì)每一個(gè)染色體通過蟻群算法計(jì)算獲得爐次在各工序上加工工位選擇以及在工序和運(yùn)輸線上的開始和結(jié)束作業(yè)時(shí)間；

(3)計(jì)算染色體對(duì)應(yīng)的作業(yè)計(jì)劃的沖突指數(shù)，將其作為染色體適應(yīng)度值；

(4)由迭代代數(shù)判斷是否符合終止條件，若是則結(jié)束算法；否則對(duì)染色體種群進(jìn)行選擇、交叉和變異操作，轉(zhuǎn)入(2)；染色體中選擇、交叉、變異操作按三個(gè)基因段分別進(jìn)行。

4.按照權(quán)利要求1所述的基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：所述擾動(dòng)分為系統(tǒng)擾動(dòng)和人工擾動(dòng)兩大類，系統(tǒng)擾動(dòng)包括設(shè)備擾動(dòng)和時(shí)間擾動(dòng)，人工擾動(dòng)包括生產(chǎn)工藝擾動(dòng)和任務(wù)擾動(dòng)；擾動(dòng)發(fā)生時(shí)對(duì)未作業(yè)計(jì)劃采用遺傳-蟻群混合智能優(yōu)化算法重新編排計(jì)劃，對(duì)正在作業(yè)計(jì)劃采用時(shí)間并行順推算法重新編排計(jì)劃：確定正在作業(yè)爐次在當(dāng)前工位上的開始和結(jié)束作業(yè)時(shí)間，并利用工位集上的預(yù)定規(guī)則選擇下一工序的加工工位，進(jìn)行時(shí)間并行順推算法，以確定滿足鑄機(jī)連澆的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃。

5.按照權(quán)利要求1所述的基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：人機(jī)交互包括對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的干預(yù)以及人工調(diào)度方案，人工調(diào)整方案包括生產(chǎn)計(jì)劃添加與刪除、計(jì)劃更改、鋼水改判與返送、工位指派和加工時(shí)間制定。

6.基于混合智能優(yōu)化算法的煉鋼-連鑄生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃與實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口模塊、人機(jī)交互模塊、生產(chǎn)建模模塊、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃制定模塊和實(shí)時(shí)調(diào)度模塊組成；

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口模塊：建立與現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)的接口，用于接收生產(chǎn)信息，并向生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)送作業(yè)計(jì)劃與調(diào)度信息。

人機(jī)交互模塊：為本系統(tǒng)與調(diào)度人員的交互接口，利用人工經(jīng)驗(yàn)為生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行與調(diào)度提供指導(dǎo)；

生產(chǎn)建模模塊：建立與生產(chǎn)實(shí)際對(duì)應(yīng)的包括工序工位與運(yùn)輸線的計(jì)劃調(diào)度生產(chǎn)模型；

生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃制定模塊：根據(jù)煉鋼-連鑄生產(chǎn)批量計(jì)劃，由生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃制定模塊制定滿足鑄機(jī)連續(xù)澆鑄且沒有生產(chǎn)沖突的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃；

實(shí)時(shí)調(diào)度模塊：用于接收人機(jī)交互模塊與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口模塊發(fā)送的擾動(dòng)信息，根據(jù)當(dāng)前作業(yè)情況進(jìn)行重計(jì)劃與重調(diào)度。