钢厂生产调度的实时排程技术及调整策略

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:安兰士 李阳 陈彪
[导读] 摘要:随着我国国民经济的快速发展和进步,各行各业的生产与制造逐步向着智能化与自动化的方向发展,各类先进的制造技术逐步与现代化的信息通信技术进行了深度融合,同时也带动了钢厂生产与制造实时排程技术的出现与发展,这对于钢厂生产调度工作质量和效率的提升具有重要意义。
        首钢京唐钢铁联合有限责任公司  河北唐山  063000
        摘要:随着我国国民经济的快速发展和进步,各行各业的生产与制造逐步向着智能化与自动化的方向发展,各类先进的制造技术逐步与现代化的信息通信技术进行了深度融合,同时也带动了钢厂生产与制造实时排程技术的出现与发展,这对于钢厂生产调度工作质量和效率的提升具有重要意义。因此,相关工作人员就要充分重视实时排程技术在钢厂生产调度过程中的应用与调整,充分利用实时排程技术在进行动态化的生产调度实时调整,以此来充分保证钢厂生产与制造的有序性与稳定性。
        关键词:钢厂;生产调度;实时排程技术;调整策略
        实时排程技术应用的关键就在于其能够对钢厂生产过程中的各设备与类型进行柔性调度,对生产体系中的各性能指标进行较为准确的自动化扰动识别,实时优化钢铁生产调度混合规划与新型调度等问题,能够有效提升钢产生产调度工作的灵活性与组织性能力。
        一、钢厂生产的流程特点
        1.1流程复杂
        在钢厂的炼钢与连铸过程当中,炼铁车间、炼钢车间和热轧车间整体生产与制造所涉及到的生产标准与工艺种类繁多,各工艺设备之间的的联系错综复杂,且各工序间的联系与影响十分密切。
        1.2工艺严格
        钢厂炼铁、炼钢精炼连铸和热轧等流程所应用到的工艺技术间有着相互影响和互相作用的关系,因此钢厂生产对各个流程的工艺技术都有着较为严格的要求,相关工作人员必须保障各流程所应用的工艺时间、温度、物质量和应用状态都能够达到相应的标准。
        1.3强不确定性
        钢厂生产各工序的工艺技术操作都会对其后续生产的质量和效率产生或大或小的影响,同时也会受到钢厂生产计划、钢种变化、设备运作状态变化和各类环境因素的不确定性影响,整体的生产进程并非完全可控,因此钢厂的生产与制造过程呈现出显著的强不确定性。
        二、钢厂生产调度的实时排程技术概述
        在传统的钢厂生产调度模式中,现场生产的调度过于依赖调度员的调度经验与职业素养,导致钢厂生产调度工作的主观性影响因素直接增大,同时也较为容易出现钢厂生产调度难以编制出完整的生产机制与调度计划,而实时排程技术则主要针对钢厂面向合同的钢厂生产调度实时排程,同时针对强扰动环境下的钢厂生产工作进行动态化的调度实时调整。实时排程技术的对传统生产调度方式的改进主要包括柔性调度,扰动识别和实时优化这三个部分,能够在充分保证要度方案最优化的基础上保障钢厂生产工作的稳定性[1]。
        2.1柔性调度
        钢厂生产调度是排成技术的柔性调度主要针对生产过程中的机械设备生产时间与容错机制,在进行生产调度时准备相应的替换加工设备,通过各流程预留出的时间缓冲来提高钢厂生产体系的抗风险能力,同时还采用动态化的调度机制来保证钢厂生产调度方案应用过程中适度的容错水平。
        2.2扰动识别
        实时排程技术的扰动识别功能主要依据钢厂生产各工序与流程的性能指标及其变动来反映钢厂生产各流程的系统状态,并依据不同订单与不同工序的调度目标来设定流程等待时间与断浇筑概率等性能指标标准,同时具备系统仿真和机器学习等方面的自动化功能,是实时排程技术动态化调整的关键所在。


        2.3实时优化
        实时排程技术能够对传统钢厂生产调度存在的机器指派、炉次排序和时间规划不科学等问题进行柔性实时优化,采用数学分解、智能优化和启发式规划等形式来提升实时排程技术算法的搜索和调整能力,以此来全方位确保钢厂生产调度计划与调整方案的可行性。
        三、钢厂生产调度的实时排程技术的调整策略研究
        3.1整体结构调整
        为了有效提升钢厂生产调度实时排程技术的实时性能和在线与离线运行优化性能,相关工作人员可应用多核CPU并行的技术结构,从局部重调度和全局重要度两个角度来切实保障实时排程技术在线运行与离线运行的稳定性,同时基于此进行钢厂动态调度的扰动识别及影响程度整合与分析。扰动识别主要对钢厂生产的全局重调度进行大扰动识别与调整,对钢厂生产调度计划的修复计划与策略进行小扰动识别与调整,同时也要充分保证扰动识别与调整不影响各工序或各周期的作业计划。
        与此同时,相关工作人员还可采用整体结合周期式的滚动调度方式来调整钢厂整体的生产作业计划,将整体的生产计划划分为合理的多个周期,同时将各周期的调度计划与调度任务应用到实时排程技术的调度应用现场,以此来充分优化实时排程技术的全局应用性能。
        3.2计划修复调整
        实时排程技术采用动态Gantt图为核心的智能真人交互形式的钢厂生产调度调整方法,分别针对钢厂生产炉次交换、连铸改向和工艺变更等调整策略来进行跨层次事务间的连续变更与相互适应等调整,在做出调整后的短时间内作出调整后续工艺与流程的合理变动操作计划,并根据输入的各工序与机械设备的相关指标与性能状态来设置合理的缓冲时间与缓冲型技术指标范围,从而完善钢厂生产调度调整周期的调整计划与调整方案,确保钢厂实时排程技术应用效果的完善性和可操作性[2]。
        3.3全局与局部重调度调整
        在钢厂生产调度实时排程技术的全局重调度过程中,相关工作人员可适当用人工智能学习算法中的在线与增量学习机制,通过明确钢厂生产的初始作业计划和动态作业计划支撑实时排程技术进行在线增量学习,同时通过生产环节中的实施生产快照来进行生产调度调整效果的全程化监测,以此来实现整体生产调度计划的全方位柔性角度。
        传统的钢厂生产调度调整计划缺乏对钢厂生产中的精炼工序缓冲能力的关注与挖掘,因此实时排程技术的局部重调度调整就要充分加强精炼工序动态调度的缓冲功能,在尽可能保持炉次顺序不变的情况下调整精炼程序的加工时间与缓冲时间,优化精炼工序的加工与缓冲时间配比,以此来充分提升实时排程技术的应用空间与可调整范围。
        四、结语
        综上所述,智能制造业态的出现充分优化了钢铁行业生产调度的整体模式与方法,并在长期的制造与调整过程中衍生出了钢厂生产调度的实时排程技术,这对于钢厂生产与制造质量与效率的提升具有现实的应用意义,因此相关工作人员就要从整体结构、计划修复和全局局部重度调整等方面来优化钢厂生产调度实时排程计划的应用方案与应用效果,从而充分保证钢厂生产外部计划与内部生产扰动的快速实时化相应,促进钢厂生产调度实施排程技术的长期可持续发展与进步。
        参考文献
        [1]盛强.PVC型材车间生产排程优化研究[D].大连交通大学,2019.
        [2]王彦瑞.面向订单的离散型制造企业生产排程的设计与实现[D].上海应用技术大学,2018.
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