基于连续时间表示的炼钢-连铸过程调度建模与求解

1

作者 李显昱 黄德先 +1 位作者 尚超 亓鲁刚 《控制工程》 北大核心 2025年第1期148-157,共10页

面向某钢铁企业在炼钢-连铸阶段的复杂生产调度问题,提出了一种基于连续时间表示的调度建模方法。依据炼钢-连铸过程的每个浇次中各炉次的保序性,针对每一台生产设备,将每个炉次的作业开始与结束时间作为决策变量,并根据避免作业冲突的... 面向某钢铁企业在炼钢-连铸阶段的复杂生产调度问题,提出了一种基于连续时间表示的调度建模方法。依据炼钢-连铸过程的每个浇次中各炉次的保序性,针对每一台生产设备,将每个炉次的作业开始与结束时间作为决策变量,并根据避免作业冲突的原则构建约束;同时,定义离散决策变量,保证炉次在同一类生产设备中进行作业的唯一性。最终,调度模型被构建为一个混合整数规划问题,从而便于使用商业求解器高效求解。在同一生产计划中对基于不同时间表示方法的调度模型进行仿真测试,仿真结果表明,所提方法能够在要求的运行时间内得到满足工艺要求的最优决策,在工程应用中具有可行性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸过程 连续时间表示 调度优化 混合整数规划

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炼钢-连铸生产优化重调度方法 被引量：27

2

作者 庞新富 俞胜平 +2 位作者 张志宇 郑秉霖 柴天佑 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期98-103,144,共7页

炼钢-连铸生产过程中存在扰动,致使很多时候生产不能按原调度计划进行,需要进行重调度.重调度时存在正在生产的炉次计划,因此重调度问题比静态调度问题更具有复杂性.将具有相同精炼重数的炼钢-连铸生产重调度问题归结为一个复杂的混合Fl... 炼钢-连铸生产过程中存在扰动,致使很多时候生产不能按原调度计划进行,需要进行重调度.重调度时存在正在生产的炉次计划,因此重调度问题比静态调度问题更具有复杂性.将具有相同精炼重数的炼钢-连铸生产重调度问题归结为一个复杂的混合Flow Shop调度问题,考实际生产约束,以最小化最大完成时间为目标建立了重调度模型,采用了启发式规则和遗传算法相结合的优化方法求解.利用实际生产数据对重调度方法进行了验证和分析,结果显示了重调度方法的有效性. 展开更多

关键词 炼钢-连铸 重调度 混合Flow SHOP 混合遗传算法

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基于准时制的炼钢-连铸生产调度问题研究 被引量：47

3

作者 唐立新 杨自厚 王梦光 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期9-15,共7页

在钢铁ＣＩＭＳ下对于在安排炼钢－连铸调度中的机器冲突问题建立了基于准时制调度思想的数学模型，经过变换，将非线性规划问题转化为线性规划问题，用标准线性规划程序进行求解，使这一模型能够用于生产实际．最后给出了一个应用实例．

关键词 CIMS 炼钢-连铸调度 线性规划 连续铸钢

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炼钢-连铸智能调度软件的开发及应用 被引量：22

4

作者 王秀英 柴天佑 郑秉霖 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期1220-1226,1234,共8页

针对大型钢铁企业炼钢-连铸生产调度过程难以控制的问题,将智能优化设定控制策略应用于炼钢-连铸生产调度过程中,将优化调度方法、专家系统、案例推理等技术相结合,研发了集调度计划编制、在线跟踪与调整、人机交互等功能为一体的调度... 针对大型钢铁企业炼钢-连铸生产调度过程难以控制的问题,将智能优化设定控制策略应用于炼钢-连铸生产调度过程中,将优化调度方法、专家系统、案例推理等技术相结合,研发了集调度计划编制、在线跟踪与调整、人机交互等功能为一体的调度软件。讨论了调度策略、软件的结构和功能,并将所研发的调度软件应用到某大型钢铁联合企业炼钢-连铸生产过程中,取得了显著的成效。工业实验表明,该调度软件具有良好的性能和在工业界广泛应用的前景。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 生产调度 调度软件 智能优化方法

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炼钢-连铸过程生产计划与调度问题综合优化研究 被引量：10

5

作者 王彬 王闯 +3 位作者 王宝 刘青 谢飞鸣 卢新春 《武汉科技大学学报》 CAS 2014年第3期161-166,共6页

生产计划与调度是炼钢厂生产管理与控制的重要环节。对特殊钢厂炼钢-连铸过程的生产计划与调度问题进行述评,对国内外其研究现状进行分析,并指出了其生产计划与调度结构的发展趋势。结果表明,合理的生产计划与调度方案,是特殊钢厂实现... 生产计划与调度是炼钢厂生产管理与控制的重要环节。对特殊钢厂炼钢-连铸过程的生产计划与调度问题进行述评,对国内外其研究现状进行分析,并指出了其生产计划与调度结构的发展趋势。结果表明,合理的生产计划与调度方案,是特殊钢厂实现高品质、高效生产的重要途径,亦可对其全过程进行高效协调与管理,从而降低能耗和冶炼成本。 展开更多

关键词 炼钢-连铸过程 特殊钢厂 生产计划 生产调度

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炼钢-连铸-热轧一体化生产计划编制方法研究 被引量：14

6

作者 李耀华 胡国奋 +1 位作者 王伟 宁树实 《控制工程》 CSCD 2005年第6期549-552,共4页

为解决炼钢-连铸-热轧一体化生产计划编制问题,建立了一种一体化生产计划模型体系,将一体化生产计划编制这个复杂优化问题分解为5个局部优化问题。每一个局部优化问题采用多模型协作方式来编制各自范围内的生产计划,5个部分之间采用多... 为解决炼钢-连铸-热轧一体化生产计划编制问题,建立了一种一体化生产计划模型体系,将一体化生产计划编制这个复杂优化问题分解为5个局部优化问题。每一个局部优化问题采用多模型协作方式来编制各自范围内的生产计划,5个部分之间采用多系统协作方式完成一体化生产计划的编制。通过实际一体化生产计划软件系统的开发与应用,表明这种模型体系可以很好解决一体化计划编制问题。 展开更多

关键词 一体化生产计划 模型体系 生产调度 炼钢-连铸-热轧

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基于JIT的炼钢-连铸生产调度模型研究 被引量：9

7

作者 唐秋华 陈伟明 +1 位作者 蒋国璋 孔建益 《武汉科技大学学报》 CAS 2008年第1期78-82,共5页

在连铸工艺、设备资源等约束条件下,为提高炼钢-连铸生产效率,避免人工调度,炼钢-连铸作业的精准调度已成为钢铁行业迫切的需求。通过对某炼钢厂现场调研,整合流程信息和时间数据,基于JIT提炼出炼钢-连铸生产调度的核心问题——炉机节... 在连铸工艺、设备资源等约束条件下,为提高炼钢-连铸生产效率,避免人工调度,炼钢-连铸作业的精准调度已成为钢铁行业迫切的需求。通过对某炼钢厂现场调研,整合流程信息和时间数据,基于JIT提炼出炼钢-连铸生产调度的核心问题——炉机节奏匹配;进一步构建起基于柔性Jobshop的炼钢-连铸调度系统模型和数学模型以及基于最小松弛时间的调度规则;最后用Lekin仿真调度实例,并将仿真结果与实际生产调度数据进行了分析和比对。实验数据表明了模型的正确性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 生产调度 JIT 系统仿真 最小松弛法

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炼钢机器故障下炼钢-连铸调度DCSP建模与算法 被引量：5

8

作者 张春生 李铁克 +2 位作者 王柏琳 张文学 孙彬 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第22期226-234,共9页

针对机器故障下的炼钢-连铸动态调度问题,基于动态约束满足技术开发了能够灵活反映各种动态因素的建模机制。从变量、值域和约束三个角度将生产过程中的机器故障的影响映射为约束满足模型的动态变化;提出了重调度前后调度方案在时间安... 针对机器故障下的炼钢-连铸动态调度问题,基于动态约束满足技术开发了能够灵活反映各种动态因素的建模机制。从变量、值域和约束三个角度将生产过程中的机器故障的影响映射为约束满足模型的动态变化;提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法,以满足不同炉次对时间和机器一致性的不同要求;将机器故障扰动按影响程度分为3个层级,建立了故障扰动与约束满足调度模型间的映射关系。根据炼钢、精炼阶段的机器故障扰动程度,制定不同的求解策略,并为机器指派变量赋值;基于约束传播技术,通过调整开工时间和柔性加工时间分步消解时间约束冲突。仿真实验表明,提出的模型和算法是可行和有效的。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 动态调度 动态约束满足 机器故障

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炼钢-连铸生产计划调度系统开发 被引量：7

9

作者 陈开 郑忠 +1 位作者 高小强 楚斌 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第1期62-66,共5页

针对炼钢-连铸生产以及钢厂现有信息化系统的特点,开发了面向钢厂MES的炼钢-连铸生产计划调度系统。系统通过与MES的数据接口收集生产作业计划、调度和生产运行实绩相关信息;设计和构建系统关系数据库,将通过MES接收的自ERP系统下达的... 针对炼钢-连铸生产以及钢厂现有信息化系统的特点,开发了面向钢厂MES的炼钢-连铸生产计划调度系统。系统通过与MES的数据接口收集生产作业计划、调度和生产运行实绩相关信息;设计和构建系统关系数据库,将通过MES接收的自ERP系统下达的生产批量计划和来自过程信息系统的实时生产状态信息分类集成并显示;设计基于生产过程信息的扰动自动识别和人工扰动自主设置的调度触发机制,按分类扰动处理机制进行重计划和重调度,调用智能优化算法编制生产作业计划,确定可行的生产调度方案,实现对调度方案的物流和工位的多种可视化表达方式;重计划和重调度信息可反馈至MES信息系统,为调度人员提供决策参考。通过在钢厂的在线测试表明,该系统可以满足实际生产需要,通过辅助调度决策可提高调度员决策的科学性和调度水平,提升和充分发挥MES的性能。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 生产计划调度 制造执行系统(MES)

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面向MES的炼钢-连铸协同调度系统 被引量：9

10

作者 王秀英 郑秉霖 柴天佑 《控制工程》 CSCD 2005年第6期573-576,共4页

针对某大型钢铁联合企业炼钢-连铸主辅设备协同调度的难题,采用基于“数据、模型、知识、人机交互”四维一体的调度方法,提出了冶金MES中炼钢-连铸协同调度系统的设计原则,系统结构和功能。研发了炼钢-连铸生产调度、钢包优化配备、行... 针对某大型钢铁联合企业炼钢-连铸主辅设备协同调度的难题,采用基于“数据、模型、知识、人机交互”四维一体的调度方法,提出了冶金MES中炼钢-连铸协同调度系统的设计原则,系统结构和功能。研发了炼钢-连铸生产调度、钢包优化配备、行车和台车协同调度系统。实际数据模拟效果良好,验证了炼钢-连铸协同调度系统的结构和方法的可行性,并受到现场调度专家的好评。 展开更多

关键词 制造执行系统 炼钢-连铸 调度方法 协同调度系统

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炼钢-连铸天车调度规则设计与评价 被引量：12

11

作者 何明 唐秋华 王盛龙 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第9期257-259,共3页

天车作业调度对合理配置生产资源、协同设备作业、匹配生产组织起着关键作用,是降低物流成本、提高生产效率的重要措施。通过分析炼钢-连铸工艺流程和天车作业调度中存在的约束条件,提出了一种基于优先级的天车作业调度规则,该规则包含... 天车作业调度对合理配置生产资源、协同设备作业、匹配生产组织起着关键作用,是降低物流成本、提高生产效率的重要措施。通过分析炼钢-连铸工艺流程和天车作业调度中存在的约束条件,提出了一种基于优先级的天车作业调度规则,该规则包含了天车运行前的起吊任务分配规则、运行中的冲突消解规则和运行后的任务结束规则三部分;基于该规则建立了某钢厂天车调度仿真模型实例,结合模糊评判体系整体评价了仿真模型的综合性能,结果表明模型中天车调度规则的有效可行。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 天车调度 规则设计 模糊评价

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炼钢-连铸-热轧批量计划的约束满足算法 被引量：15

12

作者 孙玲 李铁克 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期940-944,共5页

为解决轧制计划编制问题,研究了炼钢-连铸-热轧一体化生产批量计划,提出了基于约束满足的启发式算法。根据炼钢-连铸阶段批量计划约束条件,从轧制计划中提炼出炉次计划和浇次计划,同时提出启发式算法求解。在两个启发式算法的基础上,运... 为解决轧制计划编制问题,研究了炼钢-连铸-热轧一体化生产批量计划,提出了基于约束满足的启发式算法。根据炼钢-连铸阶段批量计划约束条件,从轧制计划中提炼出炉次计划和浇次计划,同时提出启发式算法求解。在两个启发式算法的基础上,运用基于参数控制的策略,编制出前后工序协调一致的一体化批量计划。数据实验结果表明了该方法及算法的有效性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸-热轧 约束满足 生产批量计划

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炼钢-连铸动画仿真系统设计与开发 被引量：3

13

作者 刘炜 孙亮亮 +1 位作者 俞胜平 柴天佑 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期537-539,546,共4页

针对炼钢厂的调度过程十分复杂,既要保证计划的有效性,也要考虑钢水运输等及时性的问题,讨论了基于层次分析的评价方法在计划评价中与仿真技术在直观显示炼钢-连铸生产过程中调度出现问题的作用。运用动画仿真技术仿真运输设备和主体设... 针对炼钢厂的调度过程十分复杂,既要保证计划的有效性,也要考虑钢水运输等及时性的问题,讨论了基于层次分析的评价方法在计划评价中与仿真技术在直观显示炼钢-连铸生产过程中调度出现问题的作用。运用动画仿真技术仿真运输设备和主体设备间协调运行状况,验证多炼钢-连铸生产计划运行的合理性;采用层次分析评价法对调度结果进行综合评价。最后使用现场数据,该动画仿真系统成功实现了对调度计划执行过程的仿真;并对炼钢-连铸生产各工序保持物流生产紧密衔接、降低能源和材料消耗起到重要的指导作用。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 仿真系统 AHP评价

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炼钢-连铸调度模型参数优化设定方法 被引量：3

14

作者 王秀英 柴天佑 郑秉霖 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期531-537,共7页

针对炼钢-连铸调度模型的系数由人工经验给出,缺乏科学依据的现状,提出了基于正交设计的调度模型参数(系数)优化设定方法.通过对试验结果的方差分析给出了各参数对调度目标影响程度.利用工业实际生产数据进行测试,结果表明:所提方法可... 针对炼钢-连铸调度模型的系数由人工经验给出,缺乏科学依据的现状,提出了基于正交设计的调度模型参数(系数)优化设定方法.通过对试验结果的方差分析给出了各参数对调度目标影响程度.利用工业实际生产数据进行测试,结果表明:所提方法可以在短时间内找到目标函数系数的最优设定值,由方差分析确定的模型参数对目标函数的影响程度与现场实际相吻合.通过与人工经验值进行比较,验证了所提方法的合理性和有效性. 展开更多

关键词 炼钢-连铸 调度模型 参数优化设定 正交试验 方差分析

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基于多目标优化的炼钢-连铸生产智能调度模型与算法 被引量：2

15

作者 王珊珊 曾亮 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第34期88-94,共7页

针对现有数学规划模型和算法对设备冲突欠缺直接、有效的处理方法问题,应用多目标优化的基本思想,建立了新的炼钢-连铸生产智能调度模型,将炼钢-连铸生产调度问题转化为具有两个目标的多目标优化问题,其中,第1个目标为最小化全厂完工时... 针对现有数学规划模型和算法对设备冲突欠缺直接、有效的处理方法问题,应用多目标优化的基本思想,建立了新的炼钢-连铸生产智能调度模型,将炼钢-连铸生产调度问题转化为具有两个目标的多目标优化问题,其中,第1个目标为最小化全厂完工时间与所有炉次等待时间,第2个目标由不能消解的设备冲突时间转换得到,这样利用多目标优化方法的先天优势来克服传统方法的不足,并设计了基于多目标进化算法NSGA-Ⅱ的求解算法;此外,针对设备冲突困境,还提出了一种基于等待时间松弛的冲突消解方法,通过迭代松弛调整炉次的等待时间长度完全消解设备冲突。在国内某大型转炉炼钢厂的应用实践表明了所提模型和算法的有效性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸生产调度 多目标优化 设备冲突 多目标进化算法 冲突消解

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改进NSGA2在炼钢-连铸调度中的应用研究 被引量：7

16

作者 王秀英 李庆 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期424-429,共6页

针对具有多重精炼方式的炼钢-连铸调度排产问题,采用单纯带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA2)存在求解精度不高,求解速度慢、并得到Pareto解集后需要人工确定最优解的问题,提出了基于优先级策略的改进NSGA2新方法。首先基于炼钢-连... 针对具有多重精炼方式的炼钢-连铸调度排产问题,采用单纯带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA2)存在求解精度不高,求解速度慢、并得到Pareto解集后需要人工确定最优解的问题,提出了基于优先级策略的改进NSGA2新方法。首先基于炼钢-连铸生产工艺过程及调度目标和要素建立多目标优化调度模型,然后将所提出的方法应用到具有多重精炼的炼钢-连铸生产调度问题中,并与现有采用原始NSGA2的仿真结果进行比较。实验结果表明本文提出的基于优先级策略的改进NSGA2算法在求解速度、求解精度上均优于原始NSGA2算法,并能自动给出唯一的最优调度方案,避免人工确定最优解缺乏科学依据问题。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 生产调度 多目标优化 带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA2) 优先级策略

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炼钢-连铸中作业时间冲突的协调优化方法 被引量：5

17

作者 罗小川 桑美宁 +1 位作者 邓梦怡 范宇昊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第1期84-91,共8页

炼钢-连铸生产过程中可能因时间扰动导致调度过程出现时间冲突,动态调度后会使得连铸过程出现断浇,从而需要进行拉速与调度的协调优化。针对这2个问题,以断浇时间最小,冗余等待时间最小,连铸机拉速调整时间最小和拉速调整尽量平缓为目标... 炼钢-连铸生产过程中可能因时间扰动导致调度过程出现时间冲突,动态调度后会使得连铸过程出现断浇,从而需要进行拉速与调度的协调优化。针对这2个问题,以断浇时间最小,冗余等待时间最小,连铸机拉速调整时间最小和拉速调整尽量平缓为目标,以生产工艺要求为约束建立数学模型。将模型分为2个部分求解:上层动态调度和连铸机拉速调整。调度部分通过求解简单的线性规划问题可得,拉速优化部分利用极大值原理求得精确解,从实验结果看出该协调优化方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 动态调度 连铸拉速优化 协调优化 极大值原理

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可调加工时间炼钢-连铸的灰狼优化调度算法 被引量：14

18

作者 彭琨琨 李新宇 +1 位作者 高亮 邓旭东 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期58-65,共8页

炼钢-连铸(SCC)是钢铁生产中的瓶颈,SCC生产过程中最后一个阶段的加工时间可调。可调加工时间SCC调度问题是NP难组合优化问题,高质量的SCC调度算法可以较大地提高生产效率。基于问题特征,研制了求解该问题的高效灰狼优化(GWO)算法。首... 炼钢-连铸(SCC)是钢铁生产中的瓶颈,SCC生产过程中最后一个阶段的加工时间可调。可调加工时间SCC调度问题是NP难组合优化问题,高质量的SCC调度算法可以较大地提高生产效率。基于问题特征,研制了求解该问题的高效灰狼优化(GWO)算法。首先设计了新的解码方法对解进行解码。同时提出了种群初始化方法,以得到具有一定质量和多样性的初始种群。其次,研制了一种基于多操作的搜索算子,该算子包含3种不同操作,在一定程度上实现了GWO算法的集中性和多样性的平衡。此外,设计了重启操作,以提高GWO算法的多样性。对比实验说明了基于多操作的搜索算子的有效性。此外,与4种有效调度方法的对比说明了GWO算法的高性能和优越性。 展开更多

关键词 炼钢-连铸调度 钢铁生产 调度算法 可调加工时间 灰狼优化算法

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基于Witness的炼钢-连铸动态调度仿真 被引量：5

19

作者 冯婷 张文新 +1 位作者 涂雪平 张文学 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第1期381-386,共6页

为了对炼钢-连铸动态调度进行仿真,分析了炼钢-连铸动态调度系统的特征,重点讨论了基于Witness对炼钢-连铸动态调度系统仿真时的关键问题,即工艺路径设置、断浇修复技术、动态扰动设置和调度结果可视化。源于钢铁企业的实际生产数据证明... 为了对炼钢-连铸动态调度进行仿真,分析了炼钢-连铸动态调度系统的特征,重点讨论了基于Witness对炼钢-连铸动态调度系统仿真时的关键问题,即工艺路径设置、断浇修复技术、动态扰动设置和调度结果可视化。源于钢铁企业的实际生产数据证明了Witness仿真软件对解决炼钢-连铸动态调度问题是可行且有效的,通过对软件自身优化算法进行比较,结果表明采用不同优化算法,其对应的解的质量和收敛效率不同。 展开更多

关键词 炼钢-连铸 动态调度 仿真 Witness软件 机器故障

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求解炼钢-连铸生产调度问题的拉格朗日算法 被引量：9

20

作者 毛坤 潘全科 庞新富 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期233-245,共13页

炼钢-连铸是现代钢铁企业生产流程的核心工序.本文将炼钢-连铸调度问题抽象为具有复杂约束的混合流水车间调度问题.以炉次总驻留时间最短和浇次准时开浇为优化目标,以炉次连浇为等式约束,建立了该问题的0-1型混合整数非线性模型.通过松... 炼钢-连铸是现代钢铁企业生产流程的核心工序.本文将炼钢-连铸调度问题抽象为具有复杂约束的混合流水车间调度问题.以炉次总驻留时间最短和浇次准时开浇为优化目标,以炉次连浇为等式约束,建立了该问题的0-1型混合整数非线性模型.通过松弛资源析取约束,解除连续变量和整数变量之间的耦合关系,将松弛问题分解成两个简单的子问题.提出一种拉格朗日松弛水平算法,采用对偶松弛函数下降水平控制策略,以保证算法收敛于对偶松弛问题最优解.不同的测试算例表明:与传统拉格朗日松弛算法相比,所提算法可得到更好的下界和对偶间隙,并且求解时间较短.尤其问题规模越大,其优越性更加明显. 展开更多

关键词 炼钢-连铸 生产调度 拉格朗日松弛水平算法 线性规划

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