廣鋼第一電爐煉鋼分廠計算機調(diào)度軟件

1、廣鋼第一電爐煉鋼分廠計算機調(diào)度軟件唐洪華田乃媛劉青王英群李烈軍童冬民陳學(xué)文摘要在分析產(chǎn)生式系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上,結(jié)合廣鋼第一電爐煉鋼分廠的具體情況,歸納出6組共22條規(guī)則,編制出基于產(chǎn)生式規(guī)則的廣鋼電爐煉鋼廠計算機調(diào)度軟件。該程序能產(chǎn)生正常情況下的調(diào)度時間表和甘特圖,并能針對生產(chǎn)實際情況進行實時調(diào)度。關(guān)鍵詞產(chǎn)生式規(guī)則計算機調(diào)度軟件實時調(diào)度電爐煉鋼COMPUTER SCHEDULING SOFTWARE IN NO.1 EAF STEELMAKINGPLANT OF GUANGZHOU IRON & STEEL CO.LTD.Tang HonghuaTian NaiyuanLiu QingW

2、ang YingqunUniversity of Science & Technology BeijingLi LiejunTong DongmingChen Xuewen Guangzhou Iron & Steel Co.Ltd.SynopsisOn the basis of the production system and the actual conditions of the No.1 EAF Steelmaking Plant of Guangzhou Iron & Steel Co.Ltd.about six groups of rules (a tot

3、al of twenty two articles) have been summed up and the computer scheduling software for the EAF Steel Plant programmed.The programme can be used to draw up the normal time schedule and the GANTT,and to make real time scheduling in light of the actual conditions in production.Keywrodsproduction rulec

4、omputer scheduling softwarereal time scheduleEAF steelmaking1前言在“1+1+1”生產(chǎn)流程中任一工序、任一裝備一旦出現(xiàn)不協(xié)調(diào)或故障,均將影響全流程生產(chǎn)的阻塞或停頓。如何把故障帶來的影響降至最低,使生產(chǎn)線中各裝備同時在線或離線,這就需要反應(yīng)靈敏的煉鋼生產(chǎn)實時調(diào)度系統(tǒng)。本文以廣鋼第一電爐煉鋼分廠多爐連澆注生產(chǎn)模式為依托,以產(chǎn)生式系統(tǒng)為基礎(chǔ),編制出計算機調(diào)度軟件。2產(chǎn)生式系統(tǒng)概述在自然界的各種知識單元之間存在著大量的因果關(guān)系,即前提和結(jié)論的關(guān)系,用規(guī)則來表示是非常方便的。規(guī)則結(jié)構(gòu)也稱產(chǎn)生式規(guī)則,基于此規(guī)則的系統(tǒng)稱為產(chǎn)生式系統(tǒng),它是最早采用且

5、至今仍廣泛使用的知識表示系統(tǒng)。它用“IF THEN”的規(guī)則形式捕獲人類問題求解的行為特征,并通過認(rèn)識行動循環(huán)過程求解問題,其表述式單一、直觀,有利于知識的提取和形式化,問題求解過程符合人的認(rèn)識過程,且計算機容易實現(xiàn),有利于問題求解。一個產(chǎn)生式系統(tǒng)由工作存儲器、產(chǎn)生式規(guī)則庫和規(guī)則解釋程序三部分構(gòu)成,其中規(guī)則解釋程序包括匹配器、沖突消除器和解釋器。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)見圖1。圖1產(chǎn)生式系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)2.1工作存儲器工作存儲器存放當(dāng)前已知的數(shù)據(jù),包括推理過程中形成的中間結(jié)論。規(guī)則解釋程序用這些數(shù)據(jù)來激活相應(yīng)的規(guī)則。這里所說的數(shù)據(jù)是廣義的,可以是常量、多元數(shù)組、謂詞、表結(jié)構(gòu)等,基本含義是指一個事實或斷言。最簡單

6、的情況是常量和表示問題求解狀態(tài)的常量表。2.2產(chǎn)生式規(guī)則每條產(chǎn)生式規(guī)則分為兩個部分,即激活規(guī)則的條件和調(diào)用規(guī)則后所做的動作。規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有以下幾點。(1)模塊化:在眾多規(guī)則所組成的庫中,每條規(guī)則可以自由增刪、修改。(2)一致性:指規(guī)則庫中各規(guī)則的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一。(3)自然性:可以自然地表示專家的知識和經(jīng)驗。(4)有利于表示啟發(fā)式知識,易于知識獲取。2.3規(guī)則解釋程序規(guī)則解釋程序負(fù)責(zé)整個產(chǎn)生式系統(tǒng)的運行,其中,匹配器負(fù)責(zé)判斷規(guī)則條件是否成立,沖突消解器負(fù)責(zé)選擇可調(diào)用的規(guī)則,解釋器負(fù)責(zé)執(zhí)行規(guī)則的動作,并在滿足結(jié)束條件時終止產(chǎn)生式系統(tǒng)的運行,返回結(jié)果至工作存儲器。2.4產(chǎn)生式系統(tǒng)的應(yīng)用冶金工業(yè)在調(diào)度

7、管理、高爐爐況監(jiān)控等系統(tǒng)中均采用產(chǎn)生式規(guī)則表示法。日本鋼管京濱鋼鐵廠開發(fā)的煉鋼連鑄軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)采用130條規(guī)則表示領(lǐng)域知識經(jīng)驗,實踐表明,采用該表示方法能取得良好的效果。3計算機輔助調(diào)度軟件廣鋼電爐煉鋼廠計算機輔助調(diào)度軟件程序流程圖如圖2所示。本程序針對廣鋼第一電爐煉鋼分廠多爐連澆的生產(chǎn)模式來編制生產(chǎn)計劃,采用Windows環(huán)境下的可視化語言Visual Basic編程,界面友好,操作方便。圖2程序流程圖3.1系統(tǒng)假設(shè)系統(tǒng)假設(shè)條件如下:(1)所有鋼水都經(jīng)過電爐精煉連鑄三個工序;(2)工序間的運輸時間不變,即tEAF-LF=1min,tLF-CC=5min;(3)連澆時換包時間為7min,且

8、規(guī)定連澆最后一包鋼水的換包時間為0min;(4)不考慮其他因素對電爐冶煉周期的影響;(5)生產(chǎn)鋼種不變;(6)編制計劃時不安排定期的設(shè)備維護。3.2生產(chǎn)計劃編制生產(chǎn)計劃時,先選擇生產(chǎn)模式(二爐連澆或三爐連澆),計算機隨機產(chǎn)生符合統(tǒng)計規(guī)律的冶煉周期和大包澆鑄時間,然后計算出各爐鋼水在精煉站的處理時間,最后依次確定各爐鋼水在各工序的起止時刻。3.3實時調(diào)整電爐流程結(jié)構(gòu)簡單,產(chǎn)品專業(yè)化,生產(chǎn)計劃比較簡單,由于該流程是單通道串行結(jié)構(gòu),所有裝備必須同時在線或離線,其實時調(diào)整就顯得特別重要。本程序考慮了以下5種調(diào)整情況:冶煉時間延長、澆注時間延長、開澆時間延遲、連鑄機停機和與下爐連澆。出現(xiàn)延誤或故障時,選

9、擇相應(yīng)菜單,輸入簡單的必要信息,計算機自動調(diào)用相應(yīng)規(guī)則對生產(chǎn)調(diào)度進行實時調(diào)整。實時調(diào)整的原則是:充分利用精煉爐的緩沖功能來協(xié)調(diào)系統(tǒng),使生產(chǎn)線所有裝備同時在線或離線。4規(guī)則說明根據(jù)廣鋼第一電爐分廠的生產(chǎn)現(xiàn)狀,歸納總結(jié)出了冶煉時間延長、澆注時間延長、開澆時間延遲、與下爐連澆、連鑄機停機和工藝要求等6組共22條規(guī)則,用于生產(chǎn)調(diào)度的實時調(diào)整,現(xiàn)舉例說明如下。4.1冶煉時間延長冶煉時間延長應(yīng)盡量讓精煉爐來緩沖,根據(jù)不同的生產(chǎn)模式和在澆次中的位置,考慮了4種情況,例如規(guī)則2:如果第二爐鋼水冶煉時間延長且前爐鋼水在精煉則冶煉周期=冶煉周期+延長的時間前爐的精煉時間=前爐的精煉時間+延長的時間在狀態(tài)欄顯示“N

10、爐鋼水冶煉時間延長,調(diào)整N-1爐的精煉時間”4.2與下爐連澆當(dāng)澆完計劃爐數(shù)后,若時間、鋼水質(zhì)量、溫度以及設(shè)備等條件允許再連澆一包鋼水時,可以考慮了如下調(diào)整,例如規(guī)則10:如果二爐連澆,澆鑄結(jié)束后與下爐連澆則改變后爐的精煉時間改變換包時間改變連澆爐數(shù)重新安排后面調(diào)度在狀態(tài)欄顯示“N爐與下爐連澆”5程序結(jié)果說明5.1輸入初始生產(chǎn)信息做調(diào)度計劃時,在輸入畫面中選擇班次(白班,中班,晚班)、鋼種,輸入開始爐號、開始冶煉時間,按“確定”鍵把初始信息存入計算機,然后再選擇生產(chǎn)計劃菜單,根據(jù)要求選擇生產(chǎn)模式。5.2生產(chǎn)計劃生產(chǎn)計劃有二爐連澆和三爐連澆兩種方案,二爐連澆產(chǎn)生的生產(chǎn)計劃時刻表見表1,其甘特圖見圖

11、3。對圖的說明如下。表1二爐連澆調(diào)度時刻表爐號鋼種電爐S電爐E精煉S精煉E連鑄S連鑄E100120MnSi17:5219:3019:3120:0120:0621:13100220MnSi19:3021:1421:1522:0622:1123:23100320MnSi21:1422:5422:5523:2523:3000:37100420MnSi22:5400:2800:2901:2501:3002:37100520MnSi00:2802:0802:0902:3902:4403:52圖3二爐連澆甘特圖(1)調(diào)度時刻表,顯示出了各爐鋼水在各工序的起止時刻。(2)甘特圖不同爐次用不同顏色間隔開,正在

12、進行的操作用深色表示;圖上顯示各工序操作的時間;鼠標(biāo)移動到圖上,狀態(tài)條顯示對應(yīng)的操作信息。(3)狀態(tài)欄顯示鼠標(biāo)所指處信息/當(dāng)前時刻在工作的工位;實時調(diào)整信息;日期/時間。5.3實時調(diào)整以二爐連澆為例來作實時調(diào)整模擬,以冶煉時間延長和與下爐連澆兩個例子來說明程序的實時調(diào)整功能。(1)冶煉時間延長選擇實時調(diào)整或冶煉時間延長,輸入爐號 1003 開始時刻 21:30 延長時間 -8調(diào)整前后的時間表如表2、表3所示,因為1003爐是連澆第二包鋼水,且此時1002爐鋼水正在精煉,所以程序調(diào)用規(guī)則2,結(jié)果是1003爐鋼水的冶煉時間由100min92min,1002爐鋼水的精煉時間由51min43min，見

13、表2和表3中帶*的數(shù)據(jù)。表2冶煉時間延長調(diào)整前調(diào)度時間表爐號鋼種電爐EAF-LF精煉LF-CC連鑄換包100020MnSi1001575647100120MnSi981305670100220MnSi94151*5727100320MnSi100*1305680100420MnSi941565677100520MnSi1001305680表3冶煉時間延長調(diào)整后調(diào)度時間表爐號鋼種電爐EAF-LF精煉LF-CC連鑄換包100020MnSi1001575647100120MnSi981305670100220MnSi94143*5727100320MnSi92*1305680100420MnSi94

14、1565677100520MnSi1001305680(2)與下爐連澆選擇實時調(diào)整與下爐連澆,輸入當(dāng)前爐號1004調(diào)整后的時間表如表5所示,因為1004爐鋼水澆鑄結(jié)束后與1005爐鋼水連澆,所以程序調(diào)用規(guī)則10,結(jié)果是1004爐鋼水的換包時間由0min7min,1005爐鋼水的精煉時間由60min27min,其換包時間由7min0min。見表4和表5中帶*數(shù)據(jù)。 表4與下爐連澆調(diào)整前調(diào)度時間表爐號鋼種電爐EAF-LF精煉LF-CC連鑄換包100020MnSi1001575647100120MnSi981305670100220MnSi941435670100320MnSi971775637100420MnSi941535670*100520MnSi100160*5687*表5與下爐連澆調(diào)整后調(diào)度時間表爐號鋼種電爐EAF-LF精煉LF-CC連鑄換包100020MnSi1001575647100120MnSi981305670100220MnSi941435670100320MnSi971775637100420MnSi941535677*100520MnSi100127*5680*6結(jié)論應(yīng)用產(chǎn)生式系統(tǒng)研究電爐流程的生產(chǎn)調(diào)度問題,進行實時調(diào)控,