炼钢连铸生产过程数据分析及在仿真中的应用研究

1、炼钢连铸生产过程数据分析及在仿真中的应用研究 钢铁生产的关键程序就是炼钢， 我国钢铁企业进行钢铁生产和管理时， 难点以及核心是生产调度问题。目前，我国钢铁企业开始朝信息化的 方向发展，企业中，MES系统的使用十分广泛，而 MES的使用对钢铁 企业的动态调动以及生产计划编制有一定的影响， 但是炼钢 连铸生 产过程中具有复杂的特性，因此与 MES制定的生产计划并不符合。为 了给生产计划的改善提供信息，就要提前评估生产计划。 对钢铁生产过程中工序之间的物流平衡以及资源平衡问题进行解决， 不仅可以缩短工序等待时间，还能对各个工序负荷进行平衡。建立炼 钢连铸调动仿真系统，对调度方法的可行性有十分大的影响

2、。对调度 仿真系统进行研究，主要是对炼钢连铸生产物流的仿真对象模型进行 建立、考虑各种工艺等。炼钢连铸生产过程炼钢连铸生产的流程主要有连铸、炼钢以及精炼。 炼钢主要是将铁水在高温条件下进行冶炼，让铁水成为含碳量较低的 钢水，对铁水中的氢、硫、氧等杂物去除，对碳、硅、锰等元素的含 量进行调节，从而保证连铸机浇注出的板坯能够和特定钢种的要求保 持一致。钢水冶炼出来后还要进行精炼。精炼的主要目的是对钢水的化学成分以及温度进行调整，让连铸机协 调进站钢水能够有足够的时间满足连续浇注，当炉次钢水提前达到连 铸机的时间时，就可以停留在精炼炉上，不用因为炉次在连铸机前等 候而浪费了时间，对钢水的温度也有了保

3、证。连续铸造是一种十分先进的铸造方法，主要是将熔融的金属浇入到结 晶器当中，对铸件进行凝固，然后从结晶器的另一端连续不断地拿出， 让它的长度具有任意长的特性。流程指的是在外界条件下，根据工序间的不同性质以及连接工序间的 器具组成的网络结构，按照程序，有序地运行，从而实现预定的目标 钢铁冶金制造流程就是这样的。有关炼钢连铸生产的研究现状炼钢车间生产调度优化问题的研究方法一共有三类，第一类是在经典 基础上的运筹学方法，第二类是混合算法以及智能计算的方法，第三 类是近似优化的方法。经典运筹学方法主要是对生产调度优化问题进行解决，在解决此类问 题时，它的实际应用和理论研究中有差距。在组合优化领域中运用

4、的 是智能计算方法，此方法被广泛的应用到生产调度领域中。方法都具 有两面性，有好也有坏，因此，将这几种方法联合起来运用是目前的 发展方向。将遗传算法以及启发式的规则联系起来，就可以将遗传算 法盲目随机操作的效率提高，算法的收敛也加快了速度，但是这类算 法却增加了计算时间，增加了对解的最优性进行判断的困难。启发式规则以及专家系统的方法属于近似优化的方法，这类方法对生 产调度研究有十分大的影响，具有很重要的地位，且出现了调度专家 系统。专家系统并不能适应动态调度环境，因为此环境富有复杂多变 的特点。其实，很多制造系统都具有复杂性，因此，精确的解析模型 是很难进行分析以及描述的。而仿真的方法就可以避

5、免用数学表达式 对复杂系统进行描述。而在仿真方法的基础上建立的调度模型有以下 几个特点。2.1. 通过仿真建立的模型和通过系统实际观测获得的数据建立的动态 模型相比，它和实际的联系更大，更加有利于分析系统。2.2. 通过仿真建立的模型对于实际系统来说是一个映像， 所以对于复杂 的系统来说，仿真建立的模型具有更好的适应性。2.3. 通过仿真建立的模型具有随机性，因此，受到随机因素的影响，系 统的参数就会发生变化，这种变化在模型中能够体现出来。2.4. 仿真方法并不属于系统优化法，因此对最优解并不能求出来，但是 人们可以根据动态系统模型运行的效果，反复仿真，这样一来，就可 以间接的对系统进行优化。

6、因为物流系统具有多目标、多层次以及多 因素的特点，因此没有真正的最优解。通过仿真，改善了系统行为。 仿真系统的原理是对仿真调度模型进行建立，从而在调度决策规定的 指导下，通过模型对生产作业过程进行模拟，从而对这个过程的系统 变化进行记录，对性能数据以及调度方案进行处理和统计。 近几年来，仿真技术被广泛的应用到钢铁领域中，钢铁领域的每道工 序都应用到了仿真技术， 但是主要还是应用在炼钢 连铸生产物流仿 真上面。炼钢连铸生产过程在仿真中的应用 仿真技术之所以得到了快速发展是因为它给社会带来了非常大的效益, 利用仿真技术，建立动画仿真系统，主要为了让生产车间物流的流通 状态可以直观的进行显示，从而对

7、主辅设备的协调性进行检测，促进 管理效率的提高。仿真模型的运用还可以减少工序等待的时间，因为 在执行计划时，计划和设备具有多样性以及随机性的特点，因此设备 有很多等待时间。仿真模型的应用还可以提高设备的利用率。因为设 备是由很多个处理设备的，因此在计划偏少的时候，可以停止一些设 备的运作，从而对整体设备的负荷率进行了提高。因此在对计划进行 编制时，要保证天车运输任务的需要小于天车数量。为了让仿真系统成为系统的主要研究方向，还需要对其完整性、高效 性以及可靠性进行研究。所谓完整性，除了对实践类的扰动进行分析，对其他方面的扰动也要 进行研究。所谓高效性，因为仿真主要模拟现实环境，为了提高效率就要采用分 布式的网络仿真。所谓可靠性，要与人工计划进行对比，要让通过计算机生成的调度计 划更加的可靠。钢铁企业是十分典型的流程工业，因此对它的研究十分有必要。在过 去的时间里，虽然研究了很多的调度理论，从而让人们不断的对仿真 实验进行创造，但是因为