[發明專利]區域集聚生產模式的電解鋁協同配鋁調度優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202111476871.7
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114139817A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 李建華;董楠;楊慧;雷春麗;王睿;李陽陽;衛青云
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04;G06N3/00;C25C3/20;B22D46/00
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

公開了區域集聚生產模式的電解鋁協同配鋁調度優化方法及裝置，能夠實現跨企業、多品種、多生產模式的協同配鋁調度。方法包括：(1)分別針對連續澆鑄和滿爐起鑄的生產模式對協同配鋁調度問題進行建模；(2)抗體群初始化；(3)形成記憶細胞庫，并從記憶細胞庫中隨機抽取部分抗體作為初始抗體群的一部分；(4)構造親和度評估函數以及懲罰算子；(5)克隆擴增；(6)克隆變異；(7)使得高濃度抗體在后續克隆選擇中能夠得到抑制，以保留抗體群的多樣性，避免陷入局部最優；(8)使用懲罰算子對抗體群進行懲罰，并根據親和度對抗體群進行選擇收縮，保留親和度較高的抗體；(9)根據迭代次數設定值判斷是否終止計算。

技術領域

本發明涉及鋁生產加工的技術領域，尤其涉及一種區域集聚生產模式的電解鋁協同配鋁調度優化方法，以及區域集聚生產模式的電解鋁協同配鋁調度優化裝置。

背景技術

鋁是國家工業發展的重要金屬材料，在工業現代化進程中起著至關重要的作用。近年來，隨著市場競爭加劇及國家集約、節能、高效發展戰略實施，電解鋁行業逐漸出現一種新的發展趨勢，即面向區域集聚的協同化生產模式，下游企業在電解鋁企業周邊建廠，與之共同形成電解鋁產業聚集地，電解鋁企業不再生產固態鑄造鋁錠，而是為下游企業直接提供所需牌號高溫鋁液，減去了液態鋁液-固態鋁錠-液態重熔的中間工藝過程，減少鋁錠重融能源消耗及物流運輸成本，為上下游企業帶來了良好的經濟效益。

配鋁調度是電解鋁企業根據產品牌號的成分要求以及鋁液熔鑄模式制定抬包作業計劃的工藝過程，區域集聚協同生產模式實施對配鋁調度提出了新的挑戰，傳統鋁工業生產模式下，配鋁調度面向的產品單一，基本為AL99.70、AL99.80等標準牌號的鋁錠，而區域集聚的協同化生產模式下，下游企業生產模式各異，且對鋁液的成分出現多元化和個性化要求，現有的配鋁調度方法很難適應，滿足跨企業、多品種、多生產模式的協同配鋁調度方法研究需求迫切。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種區域集聚生產模式的電解鋁協同配鋁調度優化方法，其能夠實現跨企業、多品種、多生產模式的協同配鋁調度。

本發明的技術方案是：這種區域集聚生產模式的電解鋁協同配鋁調度優化方法，其包括以下步驟：

(1)將下游企業熔煉生產模式劃分為連續澆鑄和滿爐起鑄，分別針對連續澆鑄和滿爐起鑄的生產模式對配鋁調度問題進行建模；

(2)采用符號編碼方式，根據電解槽槽號編碼抗體C＝{C₁,C₂,...,C_n}，其中C_n表示槽號；在抗體群初始化時，首先按照電解槽順序生成初始抗體C，隨后，隨機打亂C內各點順序得到剩余抗體；

(3)在生成初始抗體群時，利用人工配鋁計算結果，形成記憶細胞庫，并從記憶細胞庫中隨機抽取部分抗體作為初始抗體群的一部分；

(4)通過公式(1)構造親和度評估函數以及懲罰算子

fitness(C)＝η(C)×L_s/L_c (1)

其中，L_s表示天車順序經過所有電解槽時的行駛路徑，是最優路徑，L_c表示根據抗體C的電解槽編碼順序計算得到的天車路徑，η(C)為懲罰算子，通過引入懲罰算子實現多條件約束，在進行懲罰時，將抗體C進行再分組，C＝{(C₁,C₂,...,C_m)...,C_n)}，當為連續澆鑄時，m為每抬包所能容納的電解槽數量，當為滿爐起鑄時，m為每爐所能容納的電解槽數量；

(5)根據克隆規模K^G對初始種群I的每個抗體進行克隆擴增，得到新的抗體群I'；