冷轧薄板生产计划与调度系统的研究与应用

大连理工大学博士学位论文冷轧薄板生产计划与调度系统的研究与应用姓名：覃一宁申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：王伟20061201冷轧薄板生产计划与调度系统的研究与应用作者：覃一宁学位授予单位：大连理工大学相似文献(10条)1.期刊论文史海波.马玉林.刘爱国冶金冷轧薄板企业生产计划调度体系结构及方法研究-信息与控制2004,33(1)本文在三层企业集成模型的基础上,针对冷轧薄板企业的产品、经营、生产及设备等特点,提出了冷轧薄板企业的多级计划与调度体系结构,并引入了以生产线控制机制为核心的企业经营生产全过程闭环优化集成模式.同时还对企业生产组织中的各级优化问题及方法进行了全面的分类研究,为进一步的研究和冷轧薄板企业集成应用系统的开发奠定了基础.2.学位论文邬静东冷轧生产计划与作业调度方法的设计与实现2009钢铁工业中冷轧薄板企业具有多装置、多工序、并行等特征，生产过程较为复杂。为适应小批量、多品种的订单需求，此类企业目前面临着在复杂的工艺条件下如何保持生产的连续性；又同时满足客户在产品的品种、规格、数量和交货期上的特殊要求。因此，研究冷轧薄板企业的全流程合同生产计划与作业调度的实际需求，开发符合生产实际的生产调度系统是企业亟待解决的问题。br　　以上海宝钢冷轧薄板厂的生产实际为背景，针对其全流程机组和产品品种多的特点，研究了冷轧全流程多机组的合同生产计划编制和作业调度问题。首先建立了整体目标优化模型，将总模型划分为相对独立的垂直子模型和水平子模型，以粗计划类型为基本操作单位，以合同延期惩罚、粗计划类型的生产规模惩罚和它们之间切换的虚拟成本之和最小化为优化目标，构造了基于时间窗的推理算法求解垂直子模型，并在此基础上引入了人工智能算法求解水平子模型问题。最后利用现场实际数据对模型和算法的有效性进行了仿真验证。br　　针对实际需要，采用.NET技术开发了基于B/S架构的冷轧全流程合同排产及作业调度子系统，其核心算法用C＃语言实现，并采用Flex技术增强了系统人机交互的灵活性。本系统已在上海宝钢冷轧薄板厂投入试运行，运行效果表明该系统能够实现冷轧厂全流程的生产计划，对冷轧生产线上的各个机组的生产计划与调度具有很好指导作用，达到了提高生产效率、提高计划编制精度、减轻人工调度复杂度的效果。3.学位论文王宁宝钢冷轧薄板厂生产计划排产系统的开发与应用2005随着市场环境的改变,企业间的竞争日益加剧.采用先进的现代化管理技术成为企业发展的关键性环节.生产计划编制是企业管理的一项重要职能,其基本任务是对企业的诸生产要素(原料,设备,信息等)进行综合平衡,从而统一指导企业各项生产活动,实现资源的合理配置,达到生产效益的最大化.企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning,ERP)是目前流程工业一种新型的信息化管理系统架构,它融合了其它先进管理系统的优点,为企业提供更加先进、合理、有效的解决方案.其主生产计划(MasterProductionSchedule,MPS)模块是ERP的核心部分,主要涉及生产计划的制定和排产,整个生产计划的驱动和库存量的控制,从而保证生产的流畅和优化.本文以国家863计划重点课题生产计划与实时优化调度系统为背景,详细分析了宝钢冷轧薄板厂的生产实际,基于ERP/MPS思想,采用组批计划方法构建了宝钢冷轧薄板厂生产计划排产系统.本文详细介绍了该系统的开发目的、功能模块、计划编制依据和方法,数据库设计以及应用VisualBasic语言和MSSQLServer数据库开发的具体技术,论文最后介绍了该系统在实际生产中的实施情况及运行效果.4.期刊论文连立峰.左兵群.LIANLi-feng.ZUOBing-qun冷轧薄板生产车间作业计划及调度系统的研究与实现-冶金自动化2006,30(5)根据冷轧薄板产品、工艺机生产组织特点,开发并应用了冷轧薄板生产车间作业计划及调度系统,实现了合同计划、生产计划和在线机组作业计划的生成和优化,并通过基于人工智能和计划动态编辑技术的计划动态调整系统,及时对具体的作业计划进行修改和实时再调度,形成具体到日的机组计划.系统投入运行后,效果明显.5.学位论文王晓琳冷轧机组排产系统的设计与开发2008随着市场竞争的不断加剧和用户需求多样性的不断提高，冷轧薄板企业开始实施适合自身厂情的制造执行系统(MES)。以国内自动化程度较高的上海宝钢产销管理系统为代表，许多冷轧厂都开始着手建立MES基础下的生产计划和调度系统，此类系统给企业带来了一定的经济效益。但是现有的系统仅解决了信息流由“手工记录卡”到计算机“数据库”的转移过程，并没有完全发挥系统智能决策的作用，某些还处于人工编制计划状态。因此，结合现有的数学模型和智能优化算法，在满足生产工艺的约束下，实施合理有效的生产计划排产系统显得尤为重要。本文以上海宝钢冷轧薄板厂的生产过程为背景，研究冷轧薄板企业的MES体系结构，并根据实际冷轧机组生产计划编制的需要，完成了冷轧机组优化排产系统的设计和开发。首先分析了冷轧薄板企业中MES的国内外现状，阐述了冷轧薄板企业的通用MES体系结构；在对问题求解时，针对旅行商(TSP)这一经典组合优化问题，研究了两种常用的智能优化算法：遗传算法和模拟退火算法，结合两种算法的特点，构造了遗传模拟退火算法；通过分析冷轧机组的生产工艺，把冷轧机组排产问题分成拼卷和轧制顺序排列两个部分，建立了相应的智能优化拼卷和轧制顺序排列的TSP模型，分别采用标准遗传算法和遗传模拟退火混合算法来求解。最后，考虑到应用系统的大型化以及用户对系统性能要求的不断提高，客户端/服务器(C/S)结构暴露出许多缺点而浏览器/服务器(B/S)架构越来越体现出优势，根据实际应用的需要开发了采用.NET技术开发的基于B/S架构的冷轧机组优化排产系统。从系统运行情况看，使用本排产系统，明显减轻了调度员的工作量，提高了生产设备的利用率，且排产效果令人满意，为企业带来了很好的经济效益。6.期刊论文覃一宁.王伟.王建军.王宁.张勇.QINYi-ning.WANGWei.WANGJian-jun.WANGNing.ZHANGYong流程工业生产计划与调度系统的对象建模方法-计算机集成制造系统2006,12(1)为解决流程工业生产计划与调度系统开发的各类问题,提出了一种对象分析建模方法.该方法通过建立线长度属性进行数据抽象和封装,设计出具有通用性的流程工业生产计划与调度系统的对象类,并应用于流程工业中冷轧薄板生产过程.实践表明,建立的对象类与现实生产能高度吻合,大大提高了系统开发效率.7.学位论文肖楠冷轧机组生产调度算法的设计与实现2008冷轧机组是冷轧生产工艺流程过程中的重要组成部分，其生产计划的优化编制是改善薄板加工质量、提高生产效率、避免人为因素对作业计划的影响、减轻调度员劳动强度的重要手段，已受到冷轧企业越来越多的重视。因此，研究冷轧机组批量钢卷的生产调度算法对实际的生产活动具有重要的指导作用。本文以宝钢冷轧薄板厂为研究背景，在介绍冷轧生产工艺及约束条件和钢铁企业生产计划与调度研究现状的基础上，对轧机机组作业计划编排过程中所涉及到的排产生产调度算法进行了研究。将排列钢卷轧制顺序问题归结为典型组合优化问题中的旅行商问题，建立了冷轧机组批量调度问题的数学模型。将模拟退火算法和单亲遗传算法相结合，提出了一种混合模拟退火单亲遗传算法来求解该模型。在程序开发过程中，基于COM组件实现C＃.NET和Matlab混合编程的方法，高效的利用了Matlab强大的矩阵计算功能和C＃.NET编程灵活、界面友好和易于维护的优点，保证了算法的易读性、可维护性和可扩展性。论文最后介绍了该系统的体系结构及功能模块。本系统已于2008年7月在上海宝钢冷轧薄板企业投入运行。从系统运行情况看，使用本文提出的生产调度算法对冷轧机组的钢卷编排轧制计划，明显减轻了调度员的工作量，提高了生产设备的利用率，而且排产的效果明显优于手动排产，为企业带来了很好的经济效益。8.学位论文王志强冷轧薄板类企业合同计划方法的设计与实现2006本文紧密结合冷轧薄板类企业产品工艺生产组织特点，设计并实现了冷轧薄板生产车间的合同计划管理，实现了合同计划、生产批量计划和在线机组作业计划的有机结合。提出了依据不同生产合同类型和工艺规范进行组批的方法，该方法按交货时间将小批量、多品种的合同进行合理组批，能够符合生产实际的需要，方便库存管理和交货管理，并且能将合同组批计划很好的应用于指导机组排产计划。在对该组批问题求解时，提出一种基于规则的启发式算法确定组批在各个机组的投产时间。另外，针对同一组批中合同的排序问题，本文提出一类基于准时制单机调度问题的改进方法，该方法针对单机作业下需要确定最优交货期及最优加工次序的一系列独立任务提出了一个改进方案，该方案中提前/拖期惩罚系数不同，且惩罚系数与生产任务次序相关，从而使得模型更加符合生产的实际情况。之后，通过一个多项式时间算法确定了最优交货期和最优排序并给以证明。最后将每一个组批的合同在机组的排序问题抽象为准时制单机调度问题，并求解确定各个合同的加工顺序。组批投产日期和合同的加工排序的确定将企业ERP信息系统与车间机组生产计划编制有机的结合在一起，为机组生产计划制定起到指导作用。9.期刊论文秦宗海简析冷轧薄板生产计划的编制-安徽冶金科技职业学院学报2005,15(z2)现代化的冷轧生产物流组织紧凑,生产节奏快,合理的、因地制宜的编制冷轧各机组的作业计划,可以有效地加快冷轧生产节奏,大大降低生产运行成本.10.学位论文夏相春基于MVC的薄板轧制排产系统的设计与实现2006生产计划的优化排产是CIMS(现代集成制造系统)的关键组成部分，是流程工业CIMS实施中的重要环节。优化排产系统能够为车间管理人员提供生产计划的执行、跟踪以及相关资源的当前状态信息，对生产过程进行监控，保证生产的有序进行。优化排产系统在企业计划管理层与车间底层控制之间架起了一座桥梁，填补了企业计划管理层和底层控制之间的“鸿沟”，是面向车间生产管理和控制的一种有效方法。因此，优化排产系统的设计与开发对提高企业的生产效率和经济效益具有重要意义。本文详细分析了上海宝钢冷轧薄板厂的生产实际，运用MVC(Model-ViewController)架构模式和.NET开发平台等先进技术设计并实现了上海宝钢冷轧薄板厂的薄板轧制排产系统。该系统主要分为罩式炉排产、轧机排产和系统管理三大模块。通过对本系统的使用，有效地实现了企业上层管理系统与底层生产数据的交互，显著提高了生产调度员的工作效率，增强了企业的竞争力。MVC与.NET的结合，使系统具有结构清晰、易维护、兼容、高效和安全性高等特点。开发过程表明，使用MVC架构模式进行开发，虽然增加了额外的工作量，但实现了系统的模块化，降低了耦合性，从而增加了代码的可重用性，使系统结构清晰、扩展性增强。本文详细介绍了该系统的开发目的、功能模块、计划编制依据和方法，论文最后介绍了该系统在实际生产中的实施情况及运行效果。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：1cf4d422-9f15-4633-b04a-9e17015bcc5a下载时间：2010年10月22日