[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)煉鋼-連鑄流程的仿真優(yōu)化模型

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911380905.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN111242561B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁青艷;孫彥廣;張?jiān)瀑F;馬湧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G06Q10/10
• 分類號(hào): G06Q10/10;G06Q50/04;G06F30/20;G06F16/21;G06F16/28;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)煉鋼?連鑄流程的仿真優(yōu)化模型，屬于鋼鐵企業(yè)計(jì)劃調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域。包括物料智能體、設(shè)備智能體、設(shè)備管理智能體、天車智能體、天車管理智能體。物料智能體主要從物料層面描述了物料按照工藝路徑在不同設(shè)備的加工處理流程；設(shè)備智能體則是從具體設(shè)備的角度描述各設(shè)備對(duì)物料的加工處理流程；設(shè)備管理智能體則從工序的角度描述同工序內(nèi)同類設(shè)備的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)流程；天車智能體從天車角度描述天車接收任務(wù)并完成任務(wù)的運(yùn)輸過程；天車管理智能體描述了同跨內(nèi)多天車的優(yōu)化選擇及任務(wù)分配流程。優(yōu)點(diǎn)在于，解決了多約束、多目標(biāo)、多干擾環(huán)境下煉鋼?連鑄流程建模較為困難的難題，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)計(jì)劃的智能優(yōu)化及動(dòng)態(tài)調(diào)整。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵企業(yè)計(jì)劃調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)煉鋼-連鑄流程的仿真優(yōu)化模型?；诙嘀悄荏w仿真技術(shù)，對(duì)冶煉流程進(jìn)行仿真建模，有效解決了多約束、多目標(biāo)、多干擾環(huán)境下生產(chǎn)流程建模較為困難的難題，為鋼鐵企業(yè)智能優(yōu)化調(diào)度提供了可行的建模手段。

背景技術(shù)

煉鋼-連鑄過程是一個(gè)多工序組成的復(fù)雜的高溫物理化學(xué)過程，從轉(zhuǎn)爐、精煉到連鑄，需要各工序緊密銜接，連續(xù)緊湊，其生產(chǎn)調(diào)度問題具有強(qiáng)耦合性、不確定性、多約束性、多目標(biāo)性等特征，現(xiàn)有的方法(人機(jī)交互、數(shù)學(xué)規(guī)劃、智能優(yōu)化、仿真優(yōu)化)難以適用這種復(fù)雜的動(dòng)態(tài)調(diào)度流程。

現(xiàn)有的方法是將計(jì)劃調(diào)度歸結(jié)為靜態(tài)優(yōu)化問題，首先確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件，后通過問題求解(逆向求解)獲得最優(yōu)解。本質(zhì)局限性在于：(1)基于還原論原則，將流程系統(tǒng)分解為獨(dú)立的各個(gè)子系統(tǒng)，然后以各個(gè)子系統(tǒng)約束條件代替了流程對(duì)象整體的描述和分析，由于流程的非線性耦合性特征，難以通過各個(gè)子系統(tǒng)的約束條件描述流程復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為；(2)受限于問題求解算法對(duì)約束條件進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理(仿真方法則是對(duì)仿真模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理)；(3)目標(biāo)函數(shù)和約束條件的參數(shù)取統(tǒng)計(jì)平均值，難以反映不同品種、不同生產(chǎn)工況、不同設(shè)備狀態(tài)等不確定因素的變化以及相互耦合的影響，難以實(shí)現(xiàn)縱向動(dòng)態(tài)調(diào)整和協(xié)同優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)煉鋼-連鑄流程的仿真優(yōu)化模型，基于多智能體技術(shù)構(gòu)建一種應(yīng)用于煉鋼-連鑄流程的仿真優(yōu)化模型，本發(fā)明中的建模方法有效解決了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程復(fù)雜，難以進(jìn)行數(shù)據(jù)函數(shù)描述的問題，為智能優(yōu)化調(diào)度的實(shí)現(xiàn)提供了有效的建模方法。

本發(fā)明的建模方法是采取簡(jiǎn)單一致、單體準(zhǔn)確、網(wǎng)絡(luò)耦合、行為涌現(xiàn)的整體論建模方法，把鋼鐵生產(chǎn)過程復(fù)雜的物流系統(tǒng)抽象為一個(gè)多智能體系統(tǒng)，將生產(chǎn)流程中的各單體設(shè)備(工序設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備)抽象成單智能體模型，然后將單體模型按照流程的設(shè)備配置、工藝路徑、連接方式、啟停條件、分配原則、協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化建模，以反映其相互關(guān)聯(lián)耦合關(guān)系，較好的解決了復(fù)雜系統(tǒng)中個(gè)體智能體行為簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，大規(guī)模系統(tǒng)下網(wǎng)絡(luò)耦合、行為涌現(xiàn)的特征，相對(duì)于傳統(tǒng)的建模方法，在異構(gòu)、分散、復(fù)雜系統(tǒng)建模上更具適應(yīng)性。

本發(fā)明中所述的仿真優(yōu)化模型如圖1所示，模型部署在模型服務(wù)器上，由應(yīng)用服務(wù)器上的智能調(diào)度模塊進(jìn)行模型的觸發(fā)和調(diào)用執(zhí)行，模型中所用到的輸入數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的關(guān)系數(shù)據(jù)庫獲取，模型運(yùn)行的過程信息及最終優(yōu)化結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。模型服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過局域網(wǎng)連接。模型運(yùn)行結(jié)果通過PC客戶端查看，客戶端通過網(wǎng)關(guān)、防火墻設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)器通訊，獲取模型運(yùn)行結(jié)果。

本發(fā)明中所述的基于多智能體技術(shù)的仿真優(yōu)化模型包括物料智能體、設(shè)備智能體、設(shè)備管理智能體、天車智能體、天車管理智能體。物料智能體主要從物料層面描述了物料按照工藝路徑在不同設(shè)備的加工處理流程；設(shè)備智能體則是從具體設(shè)備的角度描述各設(shè)備對(duì)物料的加工處理流程；設(shè)備管理智能體則從工序的角度描述同工序內(nèi)同類設(shè)備的任務(wù)分配和協(xié)調(diào)流程；天車智能體從天車角度描述天車接收任務(wù)并完成任務(wù)的運(yùn)輸過程；天車管理智能體描述了同跨內(nèi)多天車的優(yōu)化選擇及任務(wù)分配流程。各智能體有各自的資源和能力，相互獨(dú)立，協(xié)調(diào)合作共同完成作業(yè)任務(wù)。