基于“炉–机对应”的炼钢–连铸排产灰狼优化算法

摘要

针对多品种、小批量、多规格、高质量的生产订单导致的前后工序/设备作业周期不匹配、炼钢–连铸区段复杂车间布局导致炉次在工序/设备前的等待时间过长影响生产顺行等问题，本文提出一种基于“炉–机对应”策略的灰狼优化算法，解决炉次在工序/设备前的等待时间最短的排产问题。首先，建立以浇次计划内炉次总等待时间最短为优化目标的炼钢–连铸过程排产模型；其次，引入“炉–机对应”策略求解所建模型，考虑车间布局和运输时间因素，在位置更新时判断个体是否满足“炉–机对应”策略，同时设置炉次等待时间为约束因素，当某一炉次在某道工序的等待时间超过约束值时，则对当前炉次重新求解排产计划。对某无精炼跨大中型炼钢厂的10个实际生产算例进行仿真，结果表明：本文提出的基于“炉–机对应”的灰狼优化算法的性能优于启发式算法和遗传算法；针对某炼钢厂产量占比超过80%的4炉对3机的生产运行模式，基于“炉–机对应”的灰狼优化算法求解计划内炉次的总等待时间平均减少20%，工序/设备前的等待时间超过30 min的炉次占比降低3%；前后工序炉机匹配度明显提升，以算例10的4号精炼炉对应的4号连铸机产线为例，本文算法的层流式“一一对应”的钢水占比由遗传算法的45%提升至51%。本文提出的算法为炼钢厂复杂排产提供了可行的解决方案。

关键词

炼钢–连铸 / 排产计划 / 灰狼优化算法 / 炉–机对应