基于“炉-机对应”的炼钢-连铸生产调度问题遗传优化模型

刘倩¹，杨建平¹，王柏琳^2,3，刘青^1,3，高山⁴，李宏辉⁴

1. 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室2. 北京科技大学东凌经济管理学院3. 钢铁生产制造执行系统技术教育部工程研究中心4. 莱芜钢铁集团银山型钢有限公司

摘 要：针对炼钢-连铸过程因车间布局复杂造成工序间钢水交叉供应频繁、等待时间过长以及天车调度困难等问题,本文建立以计划内所有炉次总等待时间最小为优化目标的炼钢-连铸过程生产调度模型,并采用改进的遗传算法求解该模型.在遗传操作过程中,引入"炉-机对应"调控策略以改善初始种群质量,并根据转炉（精炼）与连铸作业周期的比较,来确定是否对个体进行交叉、变异操作.以国内某中大型炼钢厂主要生产模式下的实际生产计划为仿真算例进行实验,结果表明:本文提出的基于"炉-机对应"的改进遗传算法的性能显著优于基本遗传算法及启发式算法,针对炼钢厂产量占比超过80%的主要生产模式4BOF-3CCM下的算例1,优化了生产过程等待时间,工序间最长等待时间由77 min减小到54 min;炉-机匹配程度也明显提高,3号精炼炉去往3号连铸机的钢水比例由25%提升到67%,减少了个别炉次由于设备随机指派造成的工序设备间对应关系不明确及由于生产路径不合理造成等待时间过长的现象,为研究炼钢厂复杂生产调度问题提供了一种高效的解决方案.

关键词：炼钢-连铸;生产调度;改进遗传算法;炉-机对应;生产模式;