[发明专利]炼钢连铸车间的物流仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物流仿真方法，尤其涉及一种炼钢连铸车间的物流仿真方法。

背景技术

炼钢连铸生产过程是指由铁矿石还原成的高温铁水经预处理后送往转炉进行炼钢处理，经氧化冶炼后转变为钢水，再由二次精炼成为含有特定成份的钢水，处理好的高温钢水经过连铸方式转变为钢坯的全过程。

从物流的角度来看，炼钢连铸生产过程是一个多段生产、多段运输、多段存储的离散和连续相混杂的大型高温生产过程。作为被加工对象的高温铁水/钢水具有不同工艺路径；实施加工作业的各主体工艺设备具有大型化，运行成本高，操作复杂等特点；为保证生产连续性要求各工序衔接紧密，对各处物流的到达时间、温度等均有较严格的要求；生产过程中还穿插着铁水罐车、钢水罐车、吊车和火车运输等多种复杂的运输条件。炼钢连铸生产过程的离散性、随机性、多目标和多约束性等特点为直接用数学建模方式研究该问题带来了一定的难度，而仿真方法对类似的复杂系统具有良好的适应性，避免了直接建模和求解的困难，也更符合人们的思维习惯，因而能够弥补数学建模方式的不足。

但目前还未见专门针对该问题而设计的仿真方法，类似的方法在开放性和可移植性，以及对仿真模型内对象实体的行为活动进行灵活控制等诸多方面存在不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种炼钢连铸车间的物流仿真方法，该方法能够实现炼钢连铸工程的模型化和模拟生产过程的动态演示，以及调度策略的分析和综合等功能，从而为在炼钢工艺流程设计环节提供决策支持。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的炼钢连铸车间的物流仿真方法，该方法包含以下步骤：

（1）主体工艺设备、运输工具和空罐暂存区域的对象模型和对象库的创建：

在创建过程中，先根据炼钢连铸工程的工艺特点构建基类，在继承自基类的基础上，导入主体工艺设备、运输工具和空罐暂存区域的三维模型，并对多种接口进行编程，实现定制对象模型的复杂处理逻辑，然后在定制对象模型的基础上创建对象库；

（2）平面布置图的建立：

根据工程对象的实际尺寸，按照设定的比例绘制平面布置图，绘制过程中，重点参考下列信息：各台吊车的位置和尺寸，与进厂铁水线和各个主体工艺设备对应的铁水罐车、钢水罐车的运行线路，各主体工艺设备的位置；

（3）运输工具行进路径的网络节点表示：

用网络路径限定包括铁水罐车和钢水罐车在内的运输工具的行进路线，而铁水罐车、钢水罐车的启车点和停车点，以及吊车的吊包位和落包位则用网络节点指定；

 （4）流定义：

所述流定义为铁水、钢水、铁水罐和钢水罐在炼钢连铸车间内加工和转运的工艺路线，具体包含：铁水/钢水对象流、铁水罐对象流、半钢罐对象流和钢罐对象流；

（5）任务序列化和任务序列的协同：

所述任务序列化是指将铁水、钢水、铁水罐或钢水罐在各个主体工艺设备之间的加工和转运过程分解为时间上前后相继的子任务，多个连续执行的子任务即构成任务序列；而任务序列的协同则是指需要两个或多个对象为完成任务序列进行的复杂协同操作；

（6）消息通讯机制的设计：

消息方式是对象实体间通讯的基本方式，任一对象实体都具有消息接口，都作为消息的发送方和接收方；发往同一目的对象的消息通过消息类型编号区分，消息中带多个不同数据类型的参数；消息方式也是触发同一对象内和不同对象间逻辑关联事件的有效方式；

（7）多吊车的冲突处理：

为避免或消除位于炼钢连铸车间内同一跨中的多台吊车之间的冲突，而设计包括以下的避撞方法：吊车的任务或作业区域的划分方法，冲突处理函数，以及吊车任务序列的优先级和先占值的设定方法；

（8）对象的合成与分解：

其方法是：用父对象表示铁水/钢水，而用子对象表示铁水罐/钢水罐；铁水罐的兑铁和钢水罐的浇注，以及转炉的出钢过程均用对象的分解和合成来表示；

（9）多种动画效果以及返空罐和上空罐的实现：

其方法是：均应用任务序列的编程实现；所述多种动画效果包括兑铁、加废钢和倒铸余渣在内的动画效果。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要有益效果：

其一.应用面向对象技术构建仿真对象模型，不仅根据炼钢连铸车间主要设备的工艺特点抽象出可继承、可扩展的基类，而且为每一对象实体提供了丰富的可编程接口，在系统的开放性和可移植性，以及对仿真模型内对象实体的行为活动进行控制的灵活性等方面具有明显优势。