[发明专利]考虑铸轧协调的炼钢连铸热轧一体化生产计划方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑铸轧协调的炼钢连铸热轧一体化生产计划方法及系统，该方法包括如下步骤：控制器实时获取订单信息，将订单信息处理为铸坯；将炼钢、连铸、热轧各阶段生产对象统一为铸坯，编制炉次计划，浇次计划和热轧单元计划；对于已制定的浇次计划与热轧单元计划，可根据铸坯在铸轧界面的衔接关系进行协调优化，获得炼钢连铸热轧一体化生产计划；将生产计划传递给生产运行控制系统，控制炼钢连铸与热轧系统的生产运行。本发明更符合生产计划的现实需求，方便生产计划的编制及调整，有效提高热送热装率，并且能够根据铸轧时间差实现铸坯在连铸阶段的下线和热轧阶段的上线操作控制，提高钢厂生产计划应对现实动态场景变化的适应性和优化性。

技术领域

本发明涉及冶金控制技术领域，具体涉及一种考虑铸轧协调的炼钢连铸热轧一体化生产计划方法及系统。

背景技术

钢铁企业的生产工序复杂、设备众多，生产运行的精准控制具有很大的难度。随着钢铁产品的市场需求迅速朝着多品种、小批量、个性化、定制化的趋势发展，与钢铁企业装备大型化的规模化制造模式之间的矛盾日渐凸显，对钢铁企业及时响应生产订单要求的生产能力有了更高的要求。

钢铁生产的多工序流程式制造，不但涉及连续、离散、准连续等多形式特征的制造过程衔接，也有不同设备产能、工艺、生产组织模式等多制造约束间的协调。这些都需要一体化的生产计划来保证，有效的一体化生产计划是保证生产稳定、有序运行，提升生产效率、降低生产成本的重要途径。炼钢-连铸-热轧是钢铁制造流程中从一般性铁素物质流到产品品种规格质量形成的关键序贯工序，且处于高温运行状态，其生产计划包括了炉次计划、浇次计划和热轧单元计划，生产对象分别为炉次、浇次和铸坯，炼钢-连铸-热轧生产计划的各生产目标和工艺约束存在差异且相互关联甚至相互制约，一体化计划编制和生产的难度很大，既要进行满足各工序生产目标和约束条件的生产计划任务编排，更要进行各阶段生产计划协调以促进钢铁生产物流的连续、高效运行。一体化生产计划制定是钢铁企业智能制造的关键核心技术。

关于这一问题，唐立新等针对炼钢-连铸-热轧一体化批量计划编制问题特征进行分析，为一体化批量生产计划建模提供了基础。后续关于炼钢-连铸-热轧一体化计划的研究，其问题建模主要有两类方式，其一是从全工序的整体层面进行一体化生产计划编制，并将连铸坯的上下线、铸坯出入库等铸轧界面操作也集成到一体化模型中；其二是分工序进行各工序的炼钢、连铸、热轧生产计划编制，然后适当考虑铸坯在浇次计划和热轧计划中的一致性，通过连铸和热轧之间确定的协调方式完成一体化计划编制。从有利于生产组织与方便适应性调整的角度来看，第一类方式过于刚性，生产计划一旦编制完成难以进行局部调整；第二类方式尽管具备一定的柔性，但分工序计划的目标、约束，特别是铸轧协调关系固化，现有方法在适应现场生产环境变化时面临困难。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题和现场应用的适应性灵活性问题，特别创新地提出了一种考虑铸轧协调的炼钢连铸热轧一体化生产计划方法及系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种考虑铸轧协调的炼钢连铸热轧一体化生产计划方法，其包括如下步骤：

S1，控制器实时获取客户的订单信息，将订单信息处理为铸坯，具体根据生产订单要求的订货量、产品规格、钢厂要求的铸坯长度把生产订单拆分，统一转换成一块块铸坯，用于后续生产计划编制，i为铸坯编号，i＝{1,2,...,I}；w_i为铸坯i的重量；为铸坯i的钢级；W_i^b为铸坯i的宽度；为铸坯i的厚度；为铸坯i的长度；W_i^hr为铸坯i的轧制宽度；为铸坯i的轧制厚度；为铸坯i的轧制长度，b表示铸坯过程，hr表示热轧过程，cc表示连铸过程,根据质量守恒以及考虑到热轧损失，作如下计算：其中η_i表示铸坯i的热轧损失率，和分别表示铸坯和热轧产品的密度；T_i^cc为铸坯i的出坯时间；T_i^hr为铸坯i的热轧时间；