[发明专利]一种基于多工厂间炼钢-连铸生产钢坯过程的优化调度方法

摘要

本发明涉及一种基于多工厂间炼钢‑连铸生产钢坯过程的优化调度方法，属于冶金制造生产过程智能优化调度技术领域。本发明通过确定不同钢坯在多个钢厂炼钢一连铸生产钢坯过程的调度模型和优化目标，并采用混合果蝇优化算法的优化调度方法对目标进行优化；其中，调度模型根据不同钢坯在不同钢厂机器上的加工时间来建立，优化的目标为最小化最大完工时间。本发明可在较短的时间内找到各个工厂的生产方案，避免各个工厂资源的浪费，最小化各个工厂的最大完工时间C_max(π)，从而可降低工厂的生产成本，提高工厂的生产效率。

主权项

1.一种基于多工厂间炼钢‑连铸生产钢坯过程的优化调度方法，其特征在于：通过确定不同钢坯在多个钢厂炼钢一连铸生产钢坯过程的调度模型和优化目标，并采用混合果蝇优化算法的优化调度方法对目标进行优化；其中，调度模型根据不同钢坯在不同钢厂机器上的加工时间来建立，优化的目标为最小化最大完工时间Cmax(π)k＝1,2,…F,i＝1,2,…,nk,j＝1,2,…,m式中，F表示有F个炼钢工厂，k表示具体的某一个工厂，n表示需要加工完成的钢坯总数，n_k表示工厂k中需要待加工完成的钢坯总数，i表示待加工完成钢坯在排序中位置，j表示工厂中某一台机器，m表示每个工厂中总的机器数；π＝{π(1),π(2),…,π(n)}表示待加工完成钢坯总排序，π(n)为总排序中第n个位置上需要加工完成的钢坯，待加工完成钢坯总排序π经过工厂分配规则以后生成各工厂中待加工完成钢坯排序π^k，π^k(i)表示在工厂k中待加工完成钢坯排序中第i个位置上待加工完成钢坯，π^k＝{π^k(1),π^k(2),…,π^k(n_k)}表示工厂k中待加工完成钢坯的排序；表示在工厂k中待加工完成钢坯π^k(i)在机器j上的开始加工时刻，表示在工厂k中待加工完成钢坯π^k(i)在机器j上的加工时间并且大于0，表示在工厂k中待加工完成钢坯π^k(i)在机器j上的加工时间，表示工厂k在机器m上所有待加工完成钢坯π^k(n_k)总加工完成时间；所述混合果蝇优化算法的优化调度方法具体为：Step1、初始化：设置种群规模popsize，最大迭代次数maxgen，果蝇群体位置范围LR∈[0,5]和果蝇的单次飞行范围FR∈[‑5,5],随机初始化果蝇位置(xa,ya)xa＝rand(LR)ya＝rand(LR)Step2、嗅觉和视觉搜索：果蝇个体利用嗅觉和视觉搜寻食物的过程为算法的更新过程，赋予果蝇个体单次飞行的距离FR∈[‑5,5],则果蝇个体i的位置更新公式如下：xi＝xa+rand(FR)yi＝ya+rand(FR)由于混合果蝇优化算法是基于连续实数域，而待加工钢坯分配到不同炼钢厂加工的调度过程属于离散优化，因此采用LOV规则建立果蝇位置与待加工钢坯排序之间的一一映射关系，进而实现从实数编码向待加工钢坯排序离散编码的转换，通过果蝇在连续实数域位置的变换，从而改变待加工完成的钢坯排序，通过不断的搜索更新找到最优排序，进而最小化最大完工时间Cmax(π)；Step3、基于Insert的局部搜索：对种群中的最优果蝇个体进行Insert，如果局部搜索得到的个体优于当前个体则将其替换，并将其保留到种群中；否则，保留当前个体不变；Step4、终止条件：设定终止条件为最大迭代次数maxgen，则输出“最优个体”；否则转至步骤Step2，反复迭代，直至满足终止条件为止。