[发明专利]一种特种合金铝锭生产的组炉方法

说明书

本发明涉及一种特种合金铝锭生产的组炉方法，包括以下步骤：设置合金铝锭组炉方案为粒子；建立合金铝锭组炉的优化目标函数，采用粒子群算法计算目标函数值作为粒子的适应度；通过迭代对合金铝锭组炉方案进行优化，得到最终的组炉方案。建立组炉模型并设计了具有较强的全局搜索能力、收敛速度快以及求解精度高的算法，实现计算机自动计算，大幅度提高了特种合金铝锭的组炉效率，降低了计划员的工作强度；与人工组炉结果相比，提高了组炉率和金属占用比，炉次降低，有效降低了废料的产生，减少库存积压，实现企业的降耗增效。

技术领域

本发明涉及一种特种合金铝锭生产的组批组炉方法，具体针对特种合金铝锭熔炼过程中，由于生产订单组合多样导致的组炉时间长以及组炉结果不佳等现象，属于有色金属制造领域，同时属于信息技术领域。

背景技术

特种铝合金产品是制造汽车、火箭、人造卫星等的重要高端材料，其质量较轻但强度较高，具有特种功能或力学性能，特殊的规格尺寸以及极高的尺寸精度或表面要求。因此，其生产难度大、技术含量高，产品附加值高。

铝锭的熔炼过程是特种铝合金产品的首道工序，与最终产品质量、成本和经济效益等有着密切的关系。特种铝锭组炉过程是在生产订单的交货期优先级、需求合金牌号、铸锭需求数量和重量已知的条件下，以生产订单组炉的金属损失(最大成品率)最小、炉次总数最少为目标进行计算，确定炉次总数、生产订单在各个炉次中分配的生产重量和铸锭数量以及铸锭的组批情况，由此形成组炉结果表。在组炉过程中，需要满足组到同一个炉次中生产订单的合金牌号相同、各生产订单的重量和数量需求、铸锭规格符合组炉工艺要求(结晶器规格限制等)、单炉铸锭数量限制、最大和最小装炉量等约束条件。这种基于多生产订单组合的组炉排产技术是目前铝加工企业通常采用的生产组织方式。生产订单的组炉结果将直接影响特种铝合金产品多阶段、多工序的生产计划编制。如果组炉结果不佳将直接造成库存积压，流动资金占用，影响订单的交货准时率，同时增加企业生产成本。

目前国内特种铝合金生产企业主要依靠人工对客户订单进行组炉，针对其生产特点的建模和优化方法的研究还比较少。而现有的组炉模型和求解算法无法适应这些特点直接应用。车间技术人员在生产现场按照上述过程手工利用EXCEL表格进行组炉计算。人工组炉过程存在以下两个问题：生产订单批量小，数量多，需求规格多样，导致组批组炉的排列组合异常复杂,技术人员无法在短时间内穷尽所有组炉的可能性，当筛选组炉结果时，可行解缺失；组炉结果多样，同时要满足组炉的约束条件,致使满意的组炉结果的选择困难，并且可行解集庞大，经验不足的技术人员无法选择出合理的组炉结果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种能够解决特种合金铝锭生产过程中，由于生产订单组合多样导致的组炉时间长以及组炉结果不优等问题，并可以有效降低了废料的产生、减少库存积压以及提高了企业生产效率的组炉方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种特种合金铝锭生产的组炉方法，包括以下步骤：

设置合金铝锭组炉方案为粒子；

建立合金铝锭组炉的优化目标函数，采用粒子群算法计算目标函数值作为粒子的适应度；

通过迭代对合金铝锭组炉方案进行优化，得到最终的组炉方案。

编码合金铝锭的生产订单信息：

设组炉总数M′，每个熔炼炉都有最小装炉量G_min，则：

其中，w_i表示第i个生产订单的需求重量，i＝0,1,…,N，N为待组炉生产订单的总数，代表向上取整。

所述合金铝锭组炉方案如下：

X＝{x_ij|i＝0,1…,N；j＝0,1,…,M}   (6)