[发明专利]一种炼钢连铸工业过程优化控制方法

说明书

本发明涉及一种炼钢连铸工业过程优化控制方法，首先采用启发式算法求解初始炉次、浇次计划，再以初始计划为解空间的起点，以同宽选择、钢种接序作为邻域结构，在每个邻域结构内进行长板间短板的交换和插入、短板内板坯的交换、长板尾部板坯删除或优充生产操作，采用变邻域搜索的方法求出局部最优的炉次、浇次计划，更换邻域结构，拓展搜索范围，求出下一个局部最优的炉次、浇次计划，当所有的邻域结构都找到了局部最优的炉次、浇次计划之后，将其中KPI指标值最高的一个作为最终的炉次、浇次计划。本发明可提高炼钢连铸计划优化水平，以保证钢铁企业获得最大利润。

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，尤其涉及一种炼钢连铸工业过程优化控制方法。

背景技术

现代钢铁企业通常采用炼钢—连铸—热轧一体化生产模式，炼钢—连铸环节作为该流程的前序环节，对整个生产流程有着至关重要的作用。但是，钢铁企业大规模生产模式与客户小批量的订制要求形成了矛盾。为了解决该矛盾，需要提高炼钢—连铸计划优化水平，以保证钢铁企业获得最大利润。

炼钢—连铸计划是由于最终合同或经转换的生产合同,需求是多品种小批量的，而组织生产为节省调整时间和节余准备费用是按照固定批量(炉次计划)和一定量经济批量(浇次计划)进行的，这就需要将不同的合同需求，根据工艺的限制进行最佳的组合，这类问题属于生产批量计划的问题，炼钢—连铸计划分为两种，一种是炉次计划，另一种是浇次计划。

炉次计划属于炼钢—连铸阶段的生产批量计划，在炼钢—连铸生产阶段，由于中间合同(热轧板坯)或最终合同(如热轧带钢)的需求在钢级、规格、物理特性、交货期等诸多因素之间存在一定差别，根据炼钢工艺的要求和组成同一炉次的合同的特征限制，需要将合同进行组合，形成不同的炉次计划，使得每一炉次内在保证最低冶炼炉容的要求下，合同之间最少的交货期差异，最大的成材率和最低的生产成本以及最少的无委材。

在进行炼钢—连铸计划的安排时，除了必须满足上面提到的组炉约束和组浇约束，还需要尽量满足以下的软性约束：同一个合同的板坯尽量安排在同一个炉次中生产；无委托板坯越少、实际生产的DHCR板坯重量越多、烫辊材重量越接近烫辊材标量、安排到最优设备板坯的总量越多、优充板坯重量越少越好。目前还没有一种较好的炼钢连铸工业过程优化方法，以保证钢铁企业获得最大利润。

发明内容

本发明实施例提供一种炼钢连铸工业过程优化控制方法，采用变邻域搜索的方法对炉次、浇次计划进行优化，可提高炼钢连铸计划优化水平，以保证钢铁企业获得最大利润。

本发明提供一种炼钢连铸工业过程优化控制方法，包括以下步骤：

步骤1：根据厚度和钢种对DHCR(直接热坯装炉轧制)和非DHCR板坯进行分类，将分类后的板坯按照相同的生产宽度上下限连接起来，形成初级短板集合；

步骤2：进行同宽选择操作，即将具有同厚度、同钢种及相邻宽度规格的初级短板经过同宽处理连接成短板；

步骤3：进行钢种接序操作，即将短板按照相同厚度进行分组，然后将同厚度的短板按照钢种、生产宽度、钢种相容规则进行连接形成长板，一个长板为一个浇次，全部短板组成长板后形成初始浇次计划；

步骤4：将长板切割成小长板，一个小长板对应一个炉次，将板坯按照组炉条件放入到对应的炉次中，形成初始炉次计划；

步骤5：以初始计划为解空间的起点，以同宽选择、钢种接序作为邻域结构，在每个邻域结构内进行长板间短板的交换和插入、短板内板坯的交换、长板尾部板坯删除或优充生产操作，采用变邻域搜索的方法求出局部最优的炉次、浇次计划，更换邻域结构，拓展搜索范围，求出下一个局部最优的炉次、浇次计划，当所有邻域结构搜索完成之后，比较所有邻域结构的局部最优炉次、浇次计划，其中KPI指标值最高的一个作为最终的炉次、浇次计划。