本技術(shù)涉及生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼鐵生產(chǎn)排程方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵企業(yè)的線(xiàn)棒材制造流程中，煉鋼、連鑄以及軋制這三個(gè)關(guān)鍵步驟相互緊密連接構(gòu)成生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，其中，任一階段的變化都可能對(duì)其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響，因此，在規(guī)劃生產(chǎn)時(shí)，不能僅局限于技術(shù)層面的考慮，而應(yīng)該將整個(gè)生產(chǎn)工藝的聯(lián)動(dòng)特性與市場(chǎng)行情變動(dòng)放在同一個(gè)決策框架下進(jìn)行綜合考量，基于市場(chǎng)具有的不穩(wěn)定性和產(chǎn)品盈利能力的快速轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)調(diào)度過(guò)程必須能夠迅速調(diào)整生產(chǎn)策略，以確保公司的利益最大化。這不僅需要理解生產(chǎn)工藝中的各種限制因素，還要擁有對(duì)市場(chǎng)變化的感知力，并能根據(jù)當(dāng)前的市場(chǎng)走向，準(zhǔn)確地確定不同產(chǎn)品的生產(chǎn)優(yōu)先順序。

2、然而，現(xiàn)今大多數(shù)鋼鐵企業(yè)在制定生產(chǎn)計(jì)劃過(guò)程中，首先，生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性與市場(chǎng)環(huán)境的變動(dòng)使得在同時(shí)追求提高熱裝率、有效管理庫(kù)存水平以及提升整體生產(chǎn)效率等多個(gè)目標(biāo)的過(guò)程中，難度顯著增加；其次，目前缺乏能夠全面集成煉鋼、連續(xù)鑄造、軋制工藝與市場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化分析的生產(chǎn)計(jì)劃規(guī)劃和排程的方法，無(wú)法全局性地實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的適應(yīng)性分析排程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種鋼鐵生產(chǎn)排程方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供了一種鋼鐵生產(chǎn)排程方法，所述鋼鐵生產(chǎn)排程方法包括：獲取鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)；根據(jù)所述生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)構(gòu)建生產(chǎn)規(guī)劃模型，所述生產(chǎn)規(guī)劃模型以最大缺貨時(shí)間最小化、最小庫(kù)存可持續(xù)時(shí)間最大化、缺貨懲罰分值最小化以及熱裝率最大化為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，所述生產(chǎn)規(guī)劃模型以工藝條件和生產(chǎn)時(shí)間為約束條件；根據(jù)所述生產(chǎn)規(guī)劃模型進(jìn)行初始生產(chǎn)計(jì)劃排程求解，得到初始生產(chǎn)排程計(jì)劃；基于大規(guī)模鄰域搜索算法和所述生產(chǎn)規(guī)劃模型對(duì)所述初始生產(chǎn)排程計(jì)劃進(jìn)行迭代優(yōu)化求解，直至達(dá)到預(yù)設(shè)迭代優(yōu)化終止條件，得到最優(yōu)生產(chǎn)排程計(jì)劃，所述預(yù)設(shè)迭代優(yōu)化終止條件包括迭代優(yōu)化求解次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)最大迭代優(yōu)化次數(shù)。

3、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)所述生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)構(gòu)建生產(chǎn)規(guī)劃模型包括：根據(jù)所述生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)描述定義，得到生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)數(shù)學(xué)描述信息；基于所述生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)數(shù)學(xué)描述信息進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得到初始生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)模型；對(duì)所述初始生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)模型根據(jù)所述生產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)數(shù)學(xué)描述信息設(shè)置以工藝條件和生產(chǎn)時(shí)間為邊界的約束條件，并基于優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，得到生產(chǎn)規(guī)劃模型。

4、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述約束條件包括以下至少一部分：每臺(tái)連鑄機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)段須澆注一種鋼種；各班次結(jié)束后的鋼種的庫(kù)存量等于上一班次結(jié)束時(shí)的庫(kù)存量加上當(dāng)前班次的產(chǎn)量減去當(dāng)前班次的熱裝或冷裝的消耗量；每天總煤氣消耗量小于或等于當(dāng)天的可用煤氣量；每條軋線(xiàn)對(duì)于各規(guī)格產(chǎn)品只能選擇熱裝或冷裝；在熱裝時(shí)連鑄機(jī)的產(chǎn)能速度大于所需熱裝速度；各班次每條軋線(xiàn)中每種鋼種下不同規(guī)格的產(chǎn)量不超過(guò)熱裝或冷裝的最大生產(chǎn)限制；各鋼種的冷裝使用量不超過(guò)鋼種對(duì)應(yīng)的最大限制；各班次每條軋線(xiàn)最多生產(chǎn)一種產(chǎn)品；各班次每種產(chǎn)品最多只能在一條軋線(xiàn)上生產(chǎn)；每天各規(guī)格產(chǎn)品的庫(kù)存量等于前一天余量加上當(dāng)天熱裝和冷裝的產(chǎn)量并減去預(yù)估銷(xiāo)售量；每天初始可用煤氣量為前一天剩余煤氣加上當(dāng)天產(chǎn)出的煤氣；每天結(jié)束時(shí)煤氣剩余量等于前一天的余量減去當(dāng)天的產(chǎn)量并減去當(dāng)天的消耗量；連鑄機(jī)和軋線(xiàn)在停機(jī)班次不可使用；缺貨時(shí)間的最小化線(xiàn)性化約束和庫(kù)存可持續(xù)時(shí)間的最大化線(xiàn)性化約束；每天每種產(chǎn)品的非缺貨和缺貨懲罰變量之和為1；每天每種產(chǎn)品的缺貨懲罰分值為非缺貨天數(shù)懲罰分值與缺貨天數(shù)懲罰分值之和；每個(gè)班次每條軋線(xiàn)在換產(chǎn)品時(shí)加入換輥時(shí)間約束；每個(gè)班次每種產(chǎn)品的產(chǎn)量為最大產(chǎn)量減去因換輥造成的損失產(chǎn)量；在任意軋線(xiàn)中生產(chǎn)過(guò)程須滿(mǎn)足連續(xù)最小生產(chǎn)班次限制。

5、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述生產(chǎn)排程計(jì)劃包括軋制計(jì)劃、澆次計(jì)劃和爐次計(jì)劃，根據(jù)所述生產(chǎn)規(guī)劃模型進(jìn)行初始生產(chǎn)計(jì)劃排程求解，得到初始生產(chǎn)排程計(jì)劃包括：獲取可排程班次信息、當(dāng)前軋制生產(chǎn)的軋制產(chǎn)品規(guī)格信息、當(dāng)前軋制產(chǎn)品規(guī)格的已生產(chǎn)班次、軋線(xiàn)可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品的可持續(xù)生產(chǎn)天數(shù)、軋線(xiàn)可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品的缺貨天數(shù)以及各鋼種鋼坯庫(kù)存信息；根據(jù)軋制產(chǎn)品規(guī)格信息確定對(duì)應(yīng)的最小連續(xù)生產(chǎn)班次，并根據(jù)當(dāng)前軋制產(chǎn)品規(guī)格的已生產(chǎn)班次和最小連續(xù)生產(chǎn)班次確定生產(chǎn)中軋制計(jì)劃；若存在軋線(xiàn)可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品的缺貨天數(shù)大于可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的最大允許缺貨天數(shù)，則根據(jù)軋線(xiàn)可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品的缺貨天數(shù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，得到軋制排程規(guī)格序列；若不存在軋線(xiàn)可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品的缺貨天數(shù)大于可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的最大允許缺貨天數(shù)，則根據(jù)軋線(xiàn)可生產(chǎn)規(guī)格產(chǎn)品的可持續(xù)生產(chǎn)天數(shù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，得到軋制排程規(guī)格序列；根據(jù)所述軋制排程規(guī)格序列和可排程班次信息進(jìn)行排程班次分配，得到軋制計(jì)劃；根據(jù)軋制計(jì)劃中各鋼種鋼坯需求量和各鋼種鋼坯庫(kù)存信息確定煉鋼鋼種凈需求量，并根據(jù)所述煉鋼鋼種凈需求量和可排程班次信息進(jìn)行澆次和爐次的排程班次分配，得到澆次計(jì)劃和爐次計(jì)劃；基于所述軋制計(jì)劃、澆次計(jì)劃和爐次計(jì)劃在所述生產(chǎn)規(guī)劃模型中進(jìn)行求解，以確定初始生產(chǎn)排程計(jì)劃。

6、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，基于大規(guī)模鄰域搜索算法和所述生產(chǎn)規(guī)劃模型對(duì)所述初始生產(chǎn)排程計(jì)劃進(jìn)行迭代優(yōu)化求解包括：設(shè)置第一優(yōu)化算子和第二優(yōu)化算子，所述第一優(yōu)化算子用于調(diào)節(jié)軋制產(chǎn)品規(guī)格的生產(chǎn)班次，所述第二優(yōu)化算子用于調(diào)節(jié)軋制排程規(guī)格序列；基于預(yù)設(shè)算子計(jì)算權(quán)重配置第一優(yōu)化算子和第二優(yōu)化算子的選擇概率，得到算子優(yōu)化選擇配置信息；基于所述算子優(yōu)化選擇配置信息對(duì)所述初始生產(chǎn)排程計(jì)劃根據(jù)大規(guī)模鄰域搜索算法進(jìn)行求解，得到當(dāng)前優(yōu)化生產(chǎn)排程計(jì)劃，并根據(jù)預(yù)設(shè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所述當(dāng)前優(yōu)化生產(chǎn)排程計(jì)劃的進(jìn)行評(píng)分，得到優(yōu)化計(jì)劃評(píng)分；根據(jù)所述優(yōu)化計(jì)劃評(píng)分更新所述預(yù)設(shè)算子計(jì)算權(quán)重，并基于更新后的預(yù)設(shè)算子計(jì)算權(quán)重迭代優(yōu)化，直至達(dá)到預(yù)設(shè)迭代優(yōu)化終止條件。

7、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一優(yōu)化算子包括保持總班次不變，降低可持續(xù)生產(chǎn)天數(shù)最多的產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)班次數(shù)量，并提升可持續(xù)生產(chǎn)天數(shù)最少的產(chǎn)品規(guī)格對(duì)應(yīng)的連續(xù)生產(chǎn)班次數(shù)量；所述第二優(yōu)化算子包括將缺貨天數(shù)最多的產(chǎn)品順序調(diào)節(jié)為優(yōu)先進(jìn)行生產(chǎn)。

8、于本發(fā)明的一實(shí)施例中，得到當(dāng)前優(yōu)化生產(chǎn)排程計(jì)劃之后，所述鋼鐵生產(chǎn)排程方法還包括：若所述當(dāng)前優(yōu)化生產(chǎn)排程計(jì)劃不滿(mǎn)足所述生產(chǎn)規(guī)劃模型的約束條件，則將所述當(dāng)前優(yōu)化生產(chǎn)排程計(jì)劃的目標(biāo)值更新為無(wú)窮大，并引入模擬退火算法以預(yù)設(shè)求解概率重新計(jì)算，以求解得到滿(mǎn)足所述生產(chǎn)規(guī)劃模型的約束條件的第二優(yōu)化生產(chǎn)排程計(jì)劃。

9、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種鋼鐵生產(chǎn)排程系統(tǒng)，所述鋼鐵生產(chǎn)排程系統(tǒng)包括：生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)獲取模塊，用于獲取鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)；生產(chǎn)規(guī)劃模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)構(gòu)建生產(chǎn)規(guī)劃模型，所述生產(chǎn)規(guī)劃模型以最大缺貨時(shí)間最小化、最小庫(kù)存可持續(xù)時(shí)間最大化、缺貨懲罰分值最小化以及熱裝率最大化為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，所述生產(chǎn)規(guī)劃模型以工藝條件和生產(chǎn)時(shí)間為約束條件；生產(chǎn)排程計(jì)劃優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述生產(chǎn)規(guī)劃模型進(jìn)行初始生產(chǎn)計(jì)劃排程求解，得到初始生產(chǎn)排程計(jì)劃；基于大規(guī)模鄰域搜索算法和所述生產(chǎn)規(guī)劃模型對(duì)所述初始生產(chǎn)排程計(jì)劃進(jìn)行迭代優(yōu)化求解，直至達(dá)到預(yù)設(shè)迭代優(yōu)化終止條件，得到最優(yōu)生產(chǎn)排程計(jì)劃，所述預(yù)設(shè)迭代優(yōu)化終止條件包括迭代優(yōu)化求解次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)最大迭代優(yōu)化次數(shù)。

10、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序，當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的鋼鐵生產(chǎn)排程方法。

11、本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀指令被計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行時(shí)，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的鋼鐵生產(chǎn)排程方法。

12、本發(fā)明提供的一種鋼鐵生產(chǎn)排程方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)獲取鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)和鋼坯庫(kù)存參數(shù)并構(gòu)建生產(chǎn)規(guī)劃模型，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)劃模型進(jìn)行初始生產(chǎn)計(jì)劃排程求解，得到初始生產(chǎn)排程計(jì)劃，基于大規(guī)模鄰域搜索算法和生產(chǎn)規(guī)劃模型對(duì)初始生產(chǎn)排程計(jì)劃進(jìn)行求解，得到最優(yōu)生產(chǎn)排程計(jì)劃；本發(fā)明通過(guò)系統(tǒng)地收集生產(chǎn)供銷(xiāo)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、軋線(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)以及鋼坯庫(kù)存參數(shù)，為生產(chǎn)規(guī)劃提供全面的數(shù)據(jù)支持，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以最小化最大缺貨時(shí)間、最大化最小庫(kù)存可持續(xù)時(shí)間、最小化缺貨懲罰分值以及最大化熱裝率為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的生產(chǎn)規(guī)劃模型，并且將實(shí)際的工藝條件和生產(chǎn)時(shí)間設(shè)定為模型的約束條件，該模型進(jìn)行初始生產(chǎn)計(jì)劃排程，生成初步生產(chǎn)排程計(jì)劃后，基于大規(guī)模鄰域搜索算法對(duì)初始排程計(jì)劃進(jìn)行多次迭代優(yōu)化求解，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的迭代優(yōu)化終止條件，有效地解決了鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜性和市場(chǎng)環(huán)境動(dòng)態(tài)性所導(dǎo)致的排程難題，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)化和智能化，提升了生產(chǎn)效率和庫(kù)存管理水平，并增強(qiáng)了企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求變化的快速響應(yīng)能力，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃的整體優(yōu)化。

13、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術(shù)。