一、连铸-热轧板坯库存量计算方法(论文文献综述)
卢义[1](2019)在《炼钢-连铸-热轧一体化批量计划编制方法研究》文中认为炼钢-连铸-热轧是钢铁生产中连接紧密的三大主要工序,与之对应的炼钢-连铸-热轧一体化计划需要通过综合考虑不同工序的生产目标和工艺约束,形成可批量化组织生产的炉次计划、浇次计划和热轧单元计划来进一步提高钢铁生产物流的衔接匹配水平和平稳运行效率。然而,由于其计划编制过程是一个多阶段、多目标、多约束的复杂组合优化问题,并且炼钢、连铸和热轧工序之间的生产目标和工艺约束存在相互促进和相互制约的关系,给编制炼钢-连铸-热轧一体化批量计划的带来很大的困难。因此,开展炼钢-连铸-热轧一体化批量计划编制方法研究具有重要意义和应用价值。论文以热轧带钢为对象进行炼钢-连铸-热轧批量计划编制问题研究,通过分解-协调方式来研究考虑衔接协调的炼钢-连铸计划编制问题、热轧计划编制问题以及炼铸轧一体化的衔接协调问题并分别建立模型及优化求解算法。主要研究内容及结果如下:针对炉次计划编制问题,建立了以最小化轧制宽度跳跃惩罚、最小化交货期偏差惩罚和最小化无委材量为目标的多目标优化模型;针对浇次计划编制问题,建立了以最小化交货期差异惩罚和最小化浇次数为目标的多目标优化模型。将炼钢-连铸生产计划编制问题整体归结为具有多目标特征的多旅行商问题,设计了改进的多目标蚁群算法进行求解,并通过变邻域搜索算法有效促进了炉次计划和浇次计划的衔接协同,不同规模的测试算例检验了模型及算法的有效性。针对热轧计划编制问题,建立了以最小化热轧板坯厚度跳跃惩罚和硬度跳跃惩罚为目标的多目标优化模型。采用概率冲突消解策略,精英保留策略、邻域搜索等多种策略设计了基于NSGA2的改进多目标遗传算法进行求解,并提出单热轧单元优化和热轧单元间优化策略以进一步加快解的收敛和提高解的优化能力。实例测试结果表明模型和算法能有效降低热轧板坯规格跳跃、硬度跳跃惩罚。建立了炼钢-连铸-热轧协调匹配模型,提出了“铸轧时间差”概念及计算参数,利用该参数可引导一体化计划的优化解朝着“提高热装率”的方向收敛,实现炼钢-连铸-热轧生产计划的衔接协调。不同规模案例的仿真实验结果表明模型和算法能有效降低板坯的“铸轧时间差”,达到了提高板坯热装率的目的。
徐化岩[2](2019)在《钢铁流程物质流、能量流的信息表征及应用研究》文中指出经过近三十年的建设,钢铁企业信息化逐步形成了五级架构模式,在工业4.0和智能制造新形势下,多级架构信息流耗散严重问题日趋凸显,如何借助大数据、CPS技术实现信息化架构的扁平化,并最终实现物质流、能量流、信息流三流协同是行业面临的新命题。本论文从钢铁生产流程的数据入手,提出大数据-小应用扁平信息化架构、物质流能量流的信息表征模型和数据组织方法,分别用生产和能源两个应用对表征模型进行了验证。(1)分析了钢铁流程数据的特点,指出钢铁大数据呈哑铃型结构;针对现行多级架构的弊端,提出大数据-小应用扁平信息化架构;设计了时序、业务、非结构三类数据的统一管理平台结构;开发了包含引擎和驱动两部分的软网关(DataX);开发了具有异常过滤、多种存档类型、高效读写引擎以及缓存优化机制的时序数据库软件,通过轧钢过程监控、能源数据案例对比分析,缓存优化后数据查询响应速度提高了5060倍。(2)提出了物质流、能量流的信息表征模型,分别对钢铁生产流程物质流网络、能量流网络进行了信息化解析,证明了模型的表征能力。给出了利用该模型进行数据组织和指标计算的方法,回答了哑铃型大数据的逻辑组织问题。并且,针对时空匹配问题,将空间的表征从节点空间进一步细化到物料空间,提出了物料空间信息描述方法。(3)结合某工具钢生产流程,给出了基于物质流的信息表征模型构建生产管理系统的方法;对生产计划、生产实绩、物流跟踪、全流程质量管理等关键业务运用该模型的实现方式进行了展开说明,仅用过程、节点、物料、变迁几个对象和一种业务画面就实现了炼钢、锻钢、连轧、成品的生产实绩信息贯通,并配置出了43种查询场景。(4)结合某大型钢铁企业,给出了基于能量流的信息表征模型构建能源管理系统的方法,帮助该钢厂在2016年实现了吨钢能耗下降7公斤标煤、能源成本下降7.6亿元;提出了基于工况组合的介质不平衡量预测方法,建立了多介质多时段能源优化调度模型,在保证生产安全的前提下,消除了煤气放散,优化了煤气的分配,保证了蒸汽的产生量,发电增加了103.8万kWh,实现了效益最大化。
程聪[3](2018)在《钢铁制造系统生产与库存计划建模与凸优化方法》文中提出生产与库存计划是基于客户需求,综合考虑生产工艺和库存管理要求,决策生产设备的生产量、制定库区的库存策略,从而降低生产、库存成本,保证生产过程稳定运行。钢铁制造系统包含多个生产阶段、制造过程复杂,具有多级、多品种的特征,使得常规的建模与优化方法难以直接应用,针对钢铁制造系统的生产与库存计划问题的建模与优化方法研究极具科学挑战。合理的生产与库存计划对于保证钢铁制造系统生产连续性,降低库存水平具有积极作用。本文针对从钢铁制造系统中提炼出的一系列生产与库存计划问题,提出了融合运筹优化、控制理论与数据解析的建模方法,并分别设计凸优化方法进行求解。针对带有切换的多阶段生产与库存计划问题,提出了数据和机理融合建模方法;针对多阶段并行产线生产与库存计划问题,基于数据解析建立了带反馈的动态生产与库存计划模型;针对带有随机需求的生产与库存控制问题,将概率引入到控制中,提出了分布式鲁棒控制建模方法;针对生产与库存协调调度问题,提出了边际分布鲁棒优化模型。针对上述模型,分别设计凸优化方法将模型转化或松弛为多项式时间可解的凸优化问题从而进行快速求解。本文的主要工作概述如下:(1)研究了从冷轧生产过程中提炼出的带有切换的多阶段静态生产与库存计划问题。针对实际生产过程投入产出机理模型难以刻画的困难,提出了数据和机理融合的建模方法;设计鲁棒支持回归机预测机组产出,融合生产与库存运筹学模型,建立基于数据解析的生产与库存计划鲁棒模型;基于凸优化方法及对偶理论,将复杂的鲁棒问题转化为可高效求解的混合整数线性规划模型;最后,通过基于实际数据的数值实验验证所提出方法的可行性和有效性。(2)研究了从炼钢-热轧-冷轧生产过程中提炼出的多阶段并行产线动态生产与库存计划问题。针对实际生产工艺复杂、工况环境多变造成生产与库存动态系统机理难以精确刻画的难题,提出了基于数据解析与动态反馈的混合建模方法;以机理为基础,混合数据解析方法,动态反馈校正,建立闭环模型;通过数学变换、矩阵分析及凸优化方法将难以求解的闭环模型转化为可高效求解的线性规划模型;最后,通过基于实际数据的数值实验验证了所提出方法的可行性和有效性。(3)研究从冷轧生产过程中提炼出的带有随机需求的生产与库存控制问题。针对实际生产与库存系统的随机性和动态性,提出了分布式鲁棒库存控制建模方法;将概率理论和鲁棒控制相结合,建立分布式鲁棒库存控制模型,有效提升传统鲁棒控制的性能;基于凸优化方法、矩阵分析、对偶理论等数学变换,将模型转化为半定规划模型;设计降维技术,降低半定规划维度;为了克服大规模半定规划问题难于求解的缺点,给出可高效求解的二阶锥松弛问题,为工程中动态实时在线控制提供了保证;然后,将提出的方法扩展到一般离散、连续控制系统;最后,通过基于实际数据的数值实验验证了所提出方法的可行性和有效性。(4)研究从热轧生产过程中提炼出的基于凸优化的生产与库存协调调度问题。针对生产过程中随机性及高耦合性带来的困难,突破基于概率分布假设的传统方法,通过构造网络流及两阶段模型,提出了边际分布鲁棒模型;通过完全正定锥分解技术及凸优化对偶理论,将难于直接求解的鲁棒问题等价转化为协定锥优化问题,并松弛为多项式时间可解的半定规划,从而获得调度策略;最后,通过基于实际数据的数值实验验证了所提出方法的可行性和有效性。
吕孟天予[4](2018)在《炼钢区坯库智能管理系统的设计与实现》文中提出制造执行系统的一个重要功能就在于库存管理。为了满足在炼钢区提取数据的需要,需要依靠钢坯库管理系统以代替传统的人工数据记录,以获得更加准确的数据来源,从而确保数据更加真实有效,信息化管理可以使工作效率更高,发挥仓储的最大效益。为此,就要把信息化管理渗透到每个环节中去,并且为生产调度的各项工作得以顺利开展提供条件。本课题是以某炼钢区MES系统设计开发作为本次文章项目的背景,经过笔者多次对炼钢厂的调研,并且与国内外很多现代库存所应用的管理方法进行对比,从而设计出“优化钢坯库的库存管理体系”软件,建立了与本企业的业务相符合的信息管理系统。涉及到的优化库内倒跺,出库和信息管理问题得以解决。为企业更好地开展自动化管理提出有效建议,因此,本文致力于探究以下几个方面的研究:(1)介绍国内外MES相关的研究现状,区分并探究我国炼钢区关于运用MES方面的情况。根据实际运用情况,总结过程中的经验以及存在的问题,提出利于钢坯库管理发展的有效的开发建议。(2)在探究炼钢区MES的实际操作情况基础上,从设计层面分析钢坯库管理涉及到的各种细节。进而得以构建完善的钢坯库系统,同时基于数据库概念划分及设计钢坯库功能。(3)本文以某炼钢区为主要的研究对象,着重关注钢坯库管理过程中涉及到的出入库方面的问题,设定模型参数,结合实际发展情况,详细计算出出入库环节的特殊属性和范围。根据本文的研究发现能够有效减少倒垛量的算法。(4)在asp.net和C#编程语言的基础上,设计出钢坯库管理软件,实现软件的可靠实用,建立起友好的用户界面,帮助企业更好地提升生产作业率以及管理能力,从而完善企业的决策环境,从而帮助钢铁企业在发展MES方面提出有效的参考。
王学兵[5](2018)在《方坯连铸直轧过程数值模拟研究与应用》文中指出直轧是将小方坯铸机与轧机直接对接,充分利用钢水自身的热量,实现了免加热直接轧制的工艺流程,最显着的优点是缩短了工艺流程,达到节能减排的目的,同时对铸坯中心凝固组织的细化有改善作用,提高轧材的力学性能。通过数值模拟和工业试验相结合的方法,研究了连铸直轧过程中温度、应力的变化规律,在此基础上对现有的连铸直轧工艺进行了优化,优化结果成功应用于连铸直轧工业化生产。研究内容主要包括:1)研究了连铸工艺参数(拉速、浇注温度、二冷强度、铸坯形状等)对连铸出坯过程的影响;2)研究了矫直与切割位置、多流合并过程、输送辊道形式及感应补热对铸坯温度分布的影响;3)对比了直轧与传统加热轧制过程中铸坯温度变化及变形过程,研究了直轧铸坯轧制失稳机理并提出合理的改善措施;4)对直轧产品性能进行检测,验证了直轧工艺的可行性。高速连铸出坯过程研究结果表明:当150mm×150mm方坯连铸结晶器出口坯壳厚度要求不小于10mm时,铸机的理论最高拉速为3.0m/min;当保持二冷水流量120L/m2·min一定时,拉速每升高0.4m/min,铸坯表面温度升高约50℃;二冷水流量的大小直接影响铸坯的凝固和铸坯表面温度的波动,当拉速控制在2.2 m/min-3.0m/min范围内,二冷水流量不宜超过80 L/m2·min-100 L/m2·min;当二冷水流量超过100L/m2·min,虽然在二冷区域内铸坯冷却加大,但铸坯表层温差很大,会导致后续回温很高,影响铸坯质量;浇注过热度应控制在25℃左右,且温度波动范围不宜过大,应控制在±5℃以内;铸坯角部采用较大半径圆角对铸坯温度分布有明显影响,当圆角半径为铸坯断面10%-15%时,铸坯角部温度增加量最为明显;对于150mm×150mm小方坯铸机,采用火焰切割时,切割完200s后距切割面60mm的位置温度升高量很高,大于50℃,无法满足直轧铸坯对铸坯表面温度波动较小的基本要求,建议采用机械式切割;当采用机械切割方式在拉矫直后1.0m范围内尽早切割时,可最大限度减少这段区域内的热损失。连铸与轧钢工艺衔接过程研究结果表明:铸坯表面温度一般在1000℃以上,从铸机出口到轧机入口,输送时间尽量控制在230 s内;铸坯补热区域主要集中在铸坯表层25 mm范围内,特别是铸坯角部区域,频率每增加50 Hz,温度增加约13℃/min,电流每增加400A,温度增加约50℃/min;铸坯的初始温度控制在750℃-800℃时,感应加热时间短、温度均匀;在连铸结晶器锥度及摩擦力可允许范围内,铸坯角部取较大圆角设计可以减少铸坯表面到角部过渡的过程中温度梯度,保证感应加热后铸坯表面,特别是角部过渡区域温度分布的均匀性。直轧变形过程研究结果表明:粗轧五道次轧制变形过程中,直轧铸坯等效应变较大的位置比传统轧制更靠近铸坯中心,移动量大概10 mm-15 mm,直轧铸坯可传递到铸坯中心区域的等效应变量比传统铸坯大6%-13%。产品性能检测结果表明:实测了直轧铸坯不同开轧温度下产品力学性能、金相组织,肯定了直轧工艺对产品性能的改善效果;直轧铸坯轧前温度明显低于传统再加热铸坯温度,轧制力提高30MPa-50MPa,采用较低的粗轧温度可改善产品性能,表明直轧工艺能够满足产品质量的要求。
石鑫越[6](2018)在《棒线材流程连铸—轧钢区段运行节奏优化及仿真研究》文中研究表明随着社会的不断发展,我国的钢铁工业也经历着不断优化、创新的过程。从过去的粗放式生产到现在的集约化程度越来越高,从工序满足生产的需求到现在对全流程的生产组织协调、稳定。过去对钢铁制造流程中优化的研究主要集中在主体单元工序方面,而近些年对各主体单元工序之间衔接-匹配的“界面技术”开始关注和研究。连铸-轧钢区段是钢铁制造流程中关键“界面”之一,其界面的高效衔接匹配和动态有序运行对于全流程资源/能源利用效率有着重要影响。作为钢铁半壁江山的棒线材生产流程的铸轧界面的研究,对于钢铁工业的绿色发展和实现智能化都具有非常重要的现实意义。本文针对连铸-轧钢区段铸坯运输过程中的时间优化等问题,研究了不同企业连铸-轧钢区段的铸坯运输时间节奏和铸坯温度情况,应用排队理论对连铸-轧钢区段铸坯运输过程进行描述;在此基础上,构建仿真模型,以Flexsim仿真软件进行优化。首先,选取沙钢永新钢轧厂、唐钢二钢轧厂和邯钢一炼钢厂等三家典型钢铁企业棒线材生产线的连铸-轧钢区段为研究对象,采用动态甘特图和统计学等方法对铸坯运输过程中的时间、温度进行分析,对比分析了不同平面布置方式、不同铸坯运输方式下的铸坯运输时间、温度等问题。结果表明:对于车间平面布置方式而言,连铸、轧钢工序呈直线分布且在同一水平面,加上运输方式采用辊道输送方式是比较合理的。其次,在对连铸-轧钢区段铸坯运输过程解析的基础上,指出铸坯运输过程是一个由移钢车处理系统和铸坯进炉前等待系统串联构成的排队系统,二者可分别抽象为M/M/1/m、M/D/1排队系统,因此构建铸坯运输过程的各排队模型,并应用模型对所选取的典型钢厂铸坯运输过程进行计算分析,理论值与实际值对比分析结果表明:沙钢永新钢轧厂、唐钢二钢轧厂一棒材、二棒材和邯钢一炼钢厂连铸-轧钢区段基于排队论计算的铸坯运输时间分别为31.55min、5.69min、4.31min和3.66min,与实际运输时间相比,分别有不同程度的减少。再次,基于连铸-轧钢区段铸坯运输过程时间优化的基础上,建立铸-轧界面铸坯温度随时间变化的模型,利用ANSYS模拟软件对模型进行计算,可预测铸坯在运输过程中的温度变化及铸坯进入加热炉的温度,模型计算结果与现场实测吻合。利用此模型对三家企业经排队论优化后的铸坯进入炉温度进行预测可知,沙钢永新钢轧厂、唐钢二钢轧厂一棒材、二棒材和邯钢一炼钢厂铸坯的入炉温度分别为630℃、820℃、877℃和707℃,较之前的入炉温度分别提高了22℃、58℃、19℃和96℃。最后,建立连铸-轧钢区段铸坯运行节奏优化的模型,并利用Flexsim软件实现了对连铸-轧钢区段设备利用率、工序出坯节奏和生产组织优化三方面的功能,三家企业连铸出坯辊道的效率提高了810%;沙钢永新钢轧厂连铸出坯节奏、加热炉进坯节奏由之前的73s、86.7s变成优化后64.8s、68.4s,唐钢二钢轧厂一棒材铸连铸出坯节奏、加热炉进坯节奏由之前的98.4s、89s变成优化后72s、61.2s,与加热炉的出坯节奏匹配性更加合理;永新钢轧厂铸坯下线数量由每小时13根减少为每小时5根左右,唐钢二钢轧厂一棒材铸坯堆积数量由每小时13根减少为每小时6根左右。
恒正琦[7](2018)在《A企业宽厚板厂精整区域中钢板堆垛方法的优化研究》文中认为企业A是国内大型钢铁制造企业,生产涵盖了热轧、冷轧、宽厚板、钢管等产品,由于各个产品的生产工艺不同,因此每个产品都有一个独立的生产厂,本文所讨论的宽厚板就是其中一个生产厂。随着国内新建宽厚板产线不断上马,面对国内及国外企业激烈的竞争,企业A宽厚板厂将视角转向内部不断挖潜,其中精整区域是宽厚板厂中的一个最大的且非常重要的生产区域,精整区域的主要作用是将轧机产出的钢板通过切割、热处理等工艺将在制品加工成成品、并交于用户。但由于精整区域物流复杂,国内外各宽厚板生产厂都致力于优化精整区域堆场的堆垛方法,尽可能减少堆场中的倒垛量,以期望加快生产物流、缩短制造周期、提高产线作业效率。企业A宽厚板厂精整区域主要分中间库及成品库,中间库主要用于堆放各类加工过程中的钢板,成品库主要堆放质量合格、待发货的钢板,目前在中间库及成品中存在垛位利用率不高,堆场堆垛能力浪费的情况。同时由于堆垛原则不明确,在各堆场内存在大量不同属性钢板的混堆,造成在生产作业时的大量倒垛,使行车产生频繁的无效作业,经分析部分行车近1/3的作业量浪费在倒垛工作上,频繁的倒垛使各产线的生产物流节奏放缓,造成整体制造周期拉长,合同不能按节点完成。论文在研究了中间库及成品库目前垛位的规划情况,通过对历史数据的分析,重新规划了堆场内垛位的布局,使库区内垛位增加近18%,垛位使用效率得到显着提高。论文通过对中间库、成品库的堆垛过程进行跟踪分析,分别对制造周期、合同订单结构,影响精整区域中间库及成品堆垛的关键因素进行了分析及总结,参考了其他宽厚板厂板坯堆垛的方法、造船厂钢板堆垛的方法以及集装箱港口堆放集装箱的方法,找到了造成精整区域堆场倒垛原因高的根本原因在于钢板堆垛的随意性大,没有固定的规则可寻。论文通过结合企业A宽厚板厂精整区域自身的特点,借鉴及利用了其他类似企业中的生产经验,在现有堆垛情况评价的基础上,运用运筹学方法,建立了计算堆垛时倒垛量最小的目标模型,并基于启发式算法原理,建立了数学模型优化求解的启发式规则,对模型进行了寻优,得出钢板在中间库及成品库中不同的堆垛优化方案。通过现场实施及跟踪验证后,中间库堆场钢板的倒垛量减少15%左右,成品库堆场钢板的倒垛量减少13%左右,精整区域行车用于倒垛发生的作业时间减少近13%,倒垛量的减少直接提高了精整区域的生产物流节奏,加快了产线作业效率,使生产线整体能力得到释放,形成了良性循环。
谷宗喜[8](2018)在《高炉一转炉区段“界面技术”优化及仿真研究》文中提出“一包到底”模式是指高炉出铁、铁水运输、铁水脱硫及向转炉兑铁等过程均使用同一个铁水包,中途不倒包。作为一种高效的铁钢界面模式,“一包到底”模式目前已被首钢京唐、重钢新区、日本京滨制铁所等国内外多家钢厂所采用,然而多家钢厂在生产运行中均存在铁水包周转率较低、铁水温降偏高等共性问题。铁水包周转运行管控是“一包到底”模式稳定运行的关键,鉴于已有研究普遍存在与实际生产脱节的现状,亟待深入研究铁水包周转运行动态规律。本文将在深入解析重钢新区和首钢京唐运行现状的基础上,分别针对“一包到底”模式铁水包周转运行特征、铁水包周转运行调控、铁水包周转运行过程的建模与仿真、“一包到底”模式界面优化设计等四个方面展开研究。首先,针对重钢新区和首钢京唐“一包到底”模式运行参数进行详细解析得知:高炉有效容积与转炉公称容量匹配、铁水运输方式、铁钢界面总图布置、铁水包管理制度是影响铁水包周转时间及铁水温降的重要因素;采取尾包转场出铁制度以及对铁水包周转过程进行全程加盖是降低铁水温降的两种有效措施。其次,将“一包到底”模式铁水包周转过程模化为时间离散、状态离散的有限齐次马尔科夫过程,进而从铁水包周转运行的视角构建出铁水包周转运行过程模型。在此基础上,将铁水包周转过程进一步模化为有系统容量限制的三个串联接近闭合的排队系统,即高炉出铁、铁水预处理以及转炉兑铁排队系统。据此提出基于有限容量排队论(M/M/c/N)的铁水包理想周转数量计算模型,应用此模型分别计算重钢新区和首钢京唐理想铁水包周转数量分别为17个和16个,并指出优化排队系统的系统容量是减少铁水包周转数量的关键。然后,从流程设计和生产运行角度指出“一包到底”模式下采取铁水包积压生产模式不可避免,并建立了积压生产模式下的铁水包周转数量计算模型,即铁水包周转数量由高炉配包所需数量、重包积压数量以及工艺周转要求数量组成,应用模型计算出重钢新区和首钢京唐铁水包合理周转数量分别为24个和23个。针对生产中经常出现适度积压铁水包以保连浇炉数的生产组织方案,建立了不同转炉热状态下的铁水温降—转炉—连铸综合成本损失测算模型,进而从理论上证明了该类生产组织方案的合理性。随后,采用Plant Simulation软件建立了重钢新区的铁水包周转过程仿真模型,模型中考虑各类铁水包管理制度,并深入研究了铁水包周转数量的影响因素,结果表明,高炉配包制度、重包积压制度、尾包处理制度、铁水包运输组织方式分别影响铁水包周转数量2~4个、1~2个、2个、1个。优化的铁水包管理制度为混合配包制度、合理积压制度、尾包转场出铁制度、铁水包“一包一拉”方式,重钢新区按照优化方案组织生产,其合理铁水包周转数量为24个,比实际数量少5个。提出了基于柔性库存系数的评价方法用于评价铁水包周转过程,利用生产实绩和仿真试验获取的相关指标对重钢新区运行情况进行评价,结果显示,当前周转数量29个和合理周转数量24个时,其铁水包柔性库存系数分别为52.10%和42.25%。最后,从铁水供求比、铁水转运次数、铁水包连续化程度、铁水包管理制度等方面针对重钢新区和首钢京唐两家钢企“一包到底”界面设计与运行情况进行详细分析,在此基础上,设计出一种优化的“一包到底”界面,并采用Plant Simulation软件对其运行结果进行仿真。优化设计方案中,其主体工序配置为2×5160m3的高炉、3×230tKR脱硫站、2×230t的脱磷转炉、铁水包铁水装入量为220t;铁水运输选择“天车+过跨车”方式;采用合理的紧凑型平面布置方案;选择优化的铁水包管理制度。仿真结果显示,优化设计方案的铁水包合理周转数量为25个;铁水包柔性库存系数为24.46%,比重钢新区当前相应指标低27.64%,说明优化设计方案的铁水供求节奏更为协调,铁水包周转运行更为合理。
李婷[9](2018)在《基于扩展资源任务网的钢铁企业物流与能流协同调度方法》文中研究说明钢铁行业是实现工业节能降耗和绿色生产的重点行业,其生产过程中物流和能流是耦合伴生关系,研究钢铁生产物流和能源协同调度能够提高企业运行经济性和实现更佳的节能减排。本文提出扩展资源任务网(ERTN)方法实现钢铁企业物流和多种能流介质之间协同、耦合调度,并将该方法应用于钢铁生产典型工序的物流和能流耦合调度问题,探讨物流和能流协同运行机制。本文主要内容和创新点如下:(1)根据钢铁生产物流和能流耦合特点,在传统资源任务网(RTN)方法基础上,本文提出了适用于钢铁生产物流和能流协同调度的图形化表征及建模方法——扩展资源任务网(ERTN)。该方法对传统的RTN方法进行扩展,形成了可系统抽象与建模钢铁企业物流与能流耦合关系的一种通用建模方法。(2)针对铁前系统的副产煤气产、耗和铁水产出之间关系,提出了考虑煤气-电力转化和放散的ERTN模型,以实现最大化利润和最小化放散量。该模型首次探讨了高炉煤气和焦炉煤气的产耗规律,并从工业调度的角度探讨减少放散可能性。模型中引入可变电力价格对副产煤气发电进行优化,数据实验表明,对比只考虑物流的调度方案,考虑可变电价和煤电转化的物流和能流协同调度模型一天内总利润能够提高19.386%,主要因为副产煤气发电集中在中高电价区域。最后,算例探究了各种参数对利润和放散的影响,实现从产耗、能源和环境等方面探讨铁前系统物流和副产煤气之间协调运行规律。(3)建立了兼顾可变电力价格和煤气回收转换的转炉炼钢-连铸物流和能流协同调度ERTN模型。与传统转炉炼钢-连铸调度模型相比,该模型首次探讨了多种能源介质对生产调度结果的影响。结合该调度问题特征,提出了一种新的基于不同调度单元的两阶段优化方法,可用于实际工程规模的调度问题求解。数据算例表明,对比只考虑物流的以最小化完成时间为目标的传统调度方案,考虑多种能源因素的物流和能流耦合调度模型把副产煤气发电集中在中高电价区域,煤气-电力转化利润提高57.416%。最后探讨了生产负荷对制造过程总利润和电力成本的影响。(4)建立了炼铁-炼钢集成系统物流和能流耦合调度ERTN模型。与传统的单个或多个工序调度模型相比,该模型首次统一的考虑铁前系统和炼钢系统集成调度,并考虑三种副产煤气产、消与生产物流之间的关系,实现在多种约束和目标情况下的协同调度。并通过算例验证了模型可行性和有效性,从外部用户煤气消耗、设备维修和初始条件变化等方面探讨了物流和能流耦合运行机制。综上所述,本文根据钢铁企业物流和能流耦合特点,在传统RTN的基础上,提出一种新的图形化表征及系统抽象建模方法——扩展资源任务网方法,并将该方法应用于钢铁生产关键工序(铁前系统或炼钢系统)物流和能流耦合调度问题,实现钢铁企业物流和多种能流介质之间协同、耦合调度。通过算例验证了物流和能流协同调度的可行性和有效性,并从能耗、成本和环境等角度探讨了物流和能流协同运行机制,研究成果为钢铁企业物流和能源平衡优化提供理论指导。
陆彪[10](2017)在《钢铁企业能流物流解析及混合建模与集成》文中认为随着我国钢铁企业的飞速发展,其面临着的成本、能耗和环境污染等各方面压力与日俱增。一方面,仅从局部探讨节能、降本、减排问题,显然不够全面,无法实现全局的优化。另一方面,现有的系统节能理论主要围绕着“载能体”和“系统”两个基本概念展开,提出了基准物流图、e-p分析法等重要的研究方法,为钢铁企业的节能研究做出了重大贡献。为了进一步揭示钢铁企业的运行规律,也是对系统节能理论的完善与补充,本文结合图论的基本概念和钢铁企业能流物流基本理论,提出了钢铁企业三维混合建模与集成一般方法和路径。首先,阐述基于图论的钢铁企业网络拓扑结构的基本描述方法,阐明“点”和“线”是构成复杂钢铁企业系统的两个最基本组成元素,并对“点”、“线”和“点线集”的含义及其之间的关系进行的详细描述;其次,在对能流物流定义的基础上,重新梳理了钢铁企业能流物流的基本理论,并建立了钢铁企业“点”、“线”和典型“点线集”结构的基本能流物流模型。同时重新定义或提出了,可以表征能流和物流的特征物理量(包括流量、流构、流性、流径等);第三,在对某钢铁企业系统的生产工艺和生产数据(包括能流数据和物流数据)调研的基础上,对其典型生产单元或关键设备(即“点”)的能流物流进行解析,获得相应的解析结果,为混合建模与集成提供基础数据和建模依据;第四,在流量、流性等表征能流和物流特征的物理量描述基础上,利用解析结果和基础数据对“点”和“线”的基本运行特性进行分析。分析表明,“点”的物流流量波动会导致其能流也随之变化,进而会影响能耗、成本等目标。且由于钢铁企业某些“点”中存在断续流现象(特别是在钢后系统),能耗、成本等在其产品上,还表现出了可分摊性的特点。同时,通过对解析结果进行偏相关分析可知,各能流物流输入参数对研究目标(能耗、成本等)的影响程度并不相同,即不同参数对目标的贡献率具有差异性。除此以外,对于“线”来说,还表现出了另外一种非常重要的特性,即质量和能量上的衰减特性。此外,文中还对以上能流和物流在“点”和“线”上的运行特性进行了案例研究。最后,本文指出了钢铁企业在空间、目标和方法上具有混合集成的特性。因此,本文提出以钢铁企业网络拓扑结构描述为基础,以能流物流为研究手段,以其研究对象(即空间)、研究目标和研究方法为切入点,揭示钢铁企业三维混合建模与集成的本质,并提出其一般的分析步骤与研究路径。在此基础上,对某企业主生产系统的能耗优化和铁钢比对成本的影响规律进行了案例研究。与以上各步骤相对应,本文分别建立了能流物流的解析模型、“点”和“线”的运行特性分析模型,以及区域(“点线集”)能耗和成本优化模型,实现了钢铁企业系统的混合建模与集成。以某钢铁企业区域(“点线集”)能耗和成本优化模型及其案例分析为例说明,在企业网络拓扑结构一定的情况下,以各“点”预测模型为基础,优化其流量和流性,即根据生产计划,合理的安排各生产单元输入物流结构和输出产量,可降低其能耗、成本等。通过对钢铁企业系统的分析,本文实现了钢铁企业复杂系统的混合建模与集成,并建立了通用建模方法,为钢铁企业系统的研究提供一种新的解决思路。
二、连铸-热轧板坯库存量计算方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、连铸-热轧板坯库存量计算方法(论文提纲范文)
(1)炼钢-连铸-热轧一体化批量计划编制方法研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 课题目的及意义 |
1.2 钢铁生产工艺流程 |
1.3 钢铁企业生产计划研究现状 |
1.3.1 钢铁生产计划编制主要研究方法 |
1.3.2 钢铁企业生产计划编制问题的研究现状 |
1.4 主要工作 |
2 炼钢-连铸-热轧一体化计划编制问题研究 |
2.1 一体化生产计划编制流程 |
2.2 不同阶段生产计划的约束 |
2.2.1 炉次计划约束 |
2.2.2 浇次计划约束 |
2.2.3 热轧计划约束 |
2.3 炼钢-连铸-热轧生产计划特点 |
2.4 一体化计划编制的难点 |
2.5 本章小结 |
3 炼钢-连铸生产计划模型与编制方法研究 |
3.1 问题的提出 |
3.2 炉次计划模型 |
3.3 浇次计划模型 |
3.4 炼钢-连铸计划模型求解 |
3.4.1 蚁群算法简介 |
3.4.2 基于TSP问题的蚁群算法流程 |
3.4.3 基于TSP问题的多目标蚁群算法流程 |
3.4.4 基于蚁群算法的炼钢-连铸计划求解算法 |
3.4.5 基于VNS算法的计划协同方法 |
3.5 炼钢—连铸计划仿真实验 |
3.6 本章小结 |
4 热轧批量计划模型与编制方法研究 |
4.1 热轧批量计划编制问题抽象 |
4.2 热轧计划数学模型 |
4.3 遗传算法的简介 |
4.4 基于多目标遗传算法的热轧批量计划编制方法 |
4.4.1 染色体编码 |
4.4.2 交叉算子 |
4.4.3 变异算子 |
4.4.4 热轧计划编制算法流程 |
4.4.5 优化调整策略 |
4.5 实验验证 |
4.6 本章小结 |
5 炼钢-连铸-热轧衔接协调模型及算法研究 |
5.1 炼钢-连铸-热轧一体化计划问题分析 |
5.2 一体化计划衔接协调模型 |
5.2.1 求解流程 |
5.2.2 调整策略 |
5.3 仿真实验 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 后续工作的研究展望 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读学位期间参与的科研项目 |
B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
C 学位论文数据集 |
致谢 |
(2)钢铁流程物质流、能量流的信息表征及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 钢铁流程物质流、能量流网络 |
1.2.1 流程网络定义与特点 |
1.2.2 网络问题的图论研究方法 |
1.2.3 物质流、能量流网络模型研究 |
1.3 从五级信息化架构到CPS |
1.3.1 信息化架构演变 |
1.3.2 多级架构下紊乱的信息流 |
1.3.3 信息物理系统CPS |
1.4 从关系数据库到大数据 |
1.4.1 数据库系统的演变 |
1.4.2 钢铁生产流程大数据 |
1.4.3 钢铁企业大数据集成与应用 |
1.5 已有研究中的不足 |
1.6 本论文主要研究内容和创新点 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 创新点 |
2 钢铁流程数据集成平台 |
2.1 钢铁流程数据特点与数据规模 |
2.1.1 时序数据 |
2.1.2 业务数据 |
2.1.3 非结构化数据 |
2.2 大数据-小应用扁平信息化架构 |
2.3 统一数据平台 |
2.3.1 数据集成网关 |
2.3.2 时序数据总线 |
2.3.3 时序数据库 |
2.4 本章小结 |
3 物质流、能量流的信息表征 |
3.1 对象定义 |
3.1.1 基本对象定义 |
3.1.2 组合对象定义 |
3.2 信息流网络模型 |
3.3 物质流的信息表征 |
3.3.1 公司级物质流对象及属性 |
3.3.2 分厂级物质流对象及属性 |
3.4 能量流的信息表征 |
3.4.1 能源物料类型及其属性 |
3.4.2 公司级能流 |
3.4.3 主工序级能流 |
3.4.4 能源转换设施能流 |
3.4.5 网络连接 |
3.5 通过表征模型组织数据 |
3.5.1 属性化的数据组织方式 |
3.5.2 通过属性计算丰富信息量 |
3.6 物料空间信息描述方法 |
3.6.1 时空匹配问题 |
3.6.2 物料空间信息描述方法 |
3.6.3 实例分析 |
3.7 本章小结 |
4 基于物质流模型的生产管理 |
4.1 流程解析与模型构建 |
4.1.1 某工具钢企业的生产流程 |
4.1.2 传统生产管理系统的建模方法 |
4.1.3 信息表征模型的建模方法 |
4.2 主要业务功能实现 |
4.2.1 主要业务流程 |
4.2.2 生产计划制定 |
4.2.3 生产实绩与物流跟踪 |
4.2.4 全流程质量管理 |
4.3 对比分析 |
4.4 本章小结 |
5 基于能量流模型的能源优化 |
5.1 能源优化的三个层面 |
5.1.1 静态网络结构优化 |
5.1.2 网络运行参数优化 |
5.1.3 网络动态平衡优化 |
5.2 信息表征与能源精细化管理 |
5.2.1 能量流网络的信息表征 |
5.2.2 属性组合成内容 |
5.2.3 能源精细化管理 |
5.3 基于工况组合的能源预测模型 |
5.3.1 钢铁企业的煤气、蒸汽、电 |
5.3.2 预测模型的建立 |
5.3.3 预测模型的执行过程 |
5.3.4 预测模型的实例 |
5.3.5 预测模型的软件实现 |
5.3.6 预测模型小结 |
5.4 多介质多时段能源调度模型 |
5.4.1 能源优化调度模型的建立 |
5.4.2 调度模型求解 |
5.4.3 案例分析 |
5.4.4 结果及应用 |
5.4.5 调度模型小结 |
5.5 本章小结 |
6 结论和展望 |
6.1 本文结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学科研工作及发表论文 |
致谢 |
(3)钢铁制造系统生产与库存计划建模与凸优化方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 钢铁制造系统生产与库存计划概述 |
1.3 国内外研究现状与综述 |
1.3.1 基于运筹优化的生产与库存计划 |
1.3.2 基于控制理论的生产与库存计划 |
1.3.3 钢铁制造系统生产与库存计划 |
1.3.4 鲁棒建模与凸优化方法 |
1.4 本文的技术路线及主要工作 |
第二章 考虑切换成本的多阶段静态生产与库存计划 |
2.1 引言 |
2.2 问题描述 |
2.3 基于数据解析的输入输出关系预测方法 |
2.4 数学模型 |
2.4.1 确定性生产库存模型 |
2.4.2 鲁棒生产库存模型 |
2.5 优化方法及鲁棒策略 |
2.6 数值实验 |
2.7 本章小结 |
第三章 考虑并行产线的多阶段动态生产与库存计划 |
3.1 引言 |
3.2 问题描述 |
3.3 基于数据解析的鲁棒建模及优化方法 |
3.3.1 方法概述 |
3.3.2 基于数据解析的投入产出关系 |
3.3.3 静态鲁棒模型及凸优化方法 |
3.3.4 动态鲁棒模型及凸优化方法 |
3.4 数值实验 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于凸优化的分布式鲁棒库存控制 |
4.1 引言 |
4.2 分布式鲁棒库存控制模型 |
4.3 分布式鲁棒库存控制的凸优化方法 |
4.3.1 半定规划方法 |
4.3.2 矩阵降维策略 |
4.3.3 高阶矩信息下的半定规划方法 |
4.3.4 方法性能分析 |
4.4 离散控制系统的分布式鲁棒优化 |
4.5 连续控制系统的分布式鲁棒优化 |
4.6 数值实验 |
4.7 本章小结 |
第五章 基于凸优化的生产与库存协调调度 |
5.1 引言 |
5.2 问题描述 |
5.3 边际分布鲁棒模型 |
5.4 基于协定锥的凸优化方法 |
5.4.1 协定锥与完全正锥 |
5.4.2 完全正锥分解方法 |
5.4.3 协定锥优化方法 |
5.5 数值实验 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表和完成的论文 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(4)炼钢区坯库智能管理系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 MES相关介绍 |
1.3.1 排产的相关管理 |
1.3.2 排序的相关管理 |
1.3.3 生产执行的相关管理 |
1.3.4 通信管理 |
1.4 论文研究内容 |
1.5 论文结构 |
第2章 关键技术介绍 |
2.1 ASPNET简介 |
2.2 ADO.NET简介 |
2.3 C# |
2.4 SQLSERVER |
2.5 web前端开发相关技术 |
2.6 本章小结 |
第3章 炼钢区坯库智能管理系统模型的算法与研究 |
3.1 钢坯库优化管理的出现的问题 |
3.1.1 产生库存的原因 |
3.1.2 炼钢区坯库库存管理问题分析 |
3.2 入库决策的模型和算法实现 |
3.2.1 入库选垛位的相关原则 |
3.2.2 入库决策模型 |
3.2.3 板坯入库决策算法 |
3.3 出库决策的模型和算法实现 |
3.3.1 倒垛问题 |
3.3.2 出库决策定义 |
3.3.3 出库决策模型 |
3.3.4 模型算法 |
3.4 本章小结 |
第4章 炼钢区坯库智能管理系统的分析与设计 |
4.1 系统需求与可行性分析 |
4.1.1 需求分析 |
4.1.2 可行性分析 |
4.1.3 非功能需求分析 |
4.2 系统设计 |
4.2.1 运行环境 |
4.2.2 系统结构 |
4.2.3 系统功能 |
4.3 数据库设计 |
4.3.1 E-R图设计 |
4.3.2 数据表设计 |
4.4 本章小结 |
第5章 炼钢区坯库智能管理系统的实现 |
5.1 用户管理模块 |
5.1.1 用户登录注册 |
5.1.2 编辑用户 |
5.1.3 删除用户 |
5.1.4 添加用户 |
5.2 钢坯入库管理功能模块 |
5.2.1 钢坯录入 |
5.2.2 钢坯查询 |
5.2.3 钢坯删除 |
5.3 钢坯库库位管理功能模块 |
5.3.1 钢坯库出库管理 |
5.3.2 钢坯倒垛功能 |
5.3.3 垛位封锁与解封 |
5.4 用户操作功能模块 |
5.4.1 重置密码 |
5.4.2 快速查找用户 |
5.4.3 修改密码 |
5.5 本章小结 |
第6章 系统测试 |
6.1 测试概要 |
6.1.1 测试工作的组成 |
6.1.2 用例的编写 |
6.1.3 单元测试 |
6.2 测试环境介绍 |
6.3 功能测试 |
6.3.1 测试用例 |
6.3.2 测试结论 |
6.4 系统性能测试 |
6.4.1 测试方法 |
6.4.2 测试结果 |
6.4.3 性能测试分析 |
6.4.4 网站维护 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)方坯连铸直轧过程数值模拟研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 连铸直轧工艺 |
1.1.1 连铸直轧工艺的特征 |
1.1.2 影响连铸直轧工艺主要因素分析 |
1.1.3 目前直轧技术存在的主要问题 |
1.1.4 高速连铸出坯过程 |
1.1.5 方坯连铸与轧制的衔接 |
1.1.6 产品性能要求 |
1.2 国内外连铸直轧工艺的发展状况 |
1.2.1 相关领域内直轧工艺的技术现状 |
1.2.2 国外连铸直轧工艺的发展 |
1.2.3 国内连铸直轧工艺的发展 |
1.3 论文的研究意义及研究内容 |
1.3.1 研究意义 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 高速连铸出坯过程关键工艺研究 |
2.1 高速连铸出坯过程控制手段 |
2.2 连铸换热过程数学模型建立的基础及基本假设 |
2.3 数学模型的建立 |
2.3.1 控制方程 |
2.3.2 定解条件 |
2.3.3 源项的处理 |
2.3.4 计算流程 |
2.3.5 物理模型的建立及网格划分 |
2.4 数学模型的验证 |
2.5 高速连铸出坯工艺参数研究 |
2.5.1 计算方案 |
2.5.2 拉速对铸坯出坯温度的影响 |
2.5.3 浇注温度对铸坯出坯温度的影响 |
2.5.4 二冷对铸坯出坯温度的影响 |
2.5.5 铸坯角部形状对铸坯出坯温度的影响 |
2.5.6 矫直位置的影响 |
2.5.7 切割位置及方式的影响 |
2.6 本章小结 |
第三章 方坯连铸与轧钢衔接过程研究 |
3.1 方坯连铸和轧钢的衔接 |
3.2 输送过程对铸坯出坯温度的影响 |
3.3 铸坯感应补热过程研究 |
3.3.1 感应补热数学模型 |
3.3.2 计算方法及几何模型的建立 |
3.3.3 感应补热电参数的选择 |
3.3.4 计算方案 |
3.3.5 感应加热数学模型的验证 |
3.3.6 频率变化对感应补热过程的影响 |
3.3.7 电流变化对感应补热过程的影响 |
3.3.8 初始温度不同对感应补热过程的影响 |
3.3.9 铸坯圆角半径对感应补热过程的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 直轧铸坯粗轧变形过程模拟 |
4.1 轧制模型的建立 |
4.1.1 数学模拟方法介绍 |
4.1.2 刚塑性材料有限元分析基本假设 |
4.1.3 有限元力学基本控制方程 |
4.1.4 定解条件 |
4.1.5 沙漏控制 |
4.2 粗轧变形过程模拟 |
4.2.1 几何模型的建立及网格划分 |
4.2.2 粗轧变形过程 |
4.3 铸坯开轧温度分布对轧制变形过程的影响 |
4.3.1 几何模型的建立及网格划分 |
4.3.2 轧前铸坯温度分布 |
4.3.3 铸坯温度分布对轧制变形过程的影响分析 |
4.4 直轧铸坯轧制失稳机理研究 |
4.4.1 直轧铸坯失稳过程受力分析 |
4.4.2 直轧铸坯失稳的几种类型 |
4.4.3 直轧脱方铸坯轧后铸坯断面形变研究 |
4.4.4 直轧铸坯轧制失稳的改善措施 |
4.5 本章小结 |
第五章 方坯连铸直轧产品性能稳定性研究 |
5.1 方坯直轧铸坯工艺流程 |
5.2 方坯直轧铸坯连铸生产过程 |
5.2.1 铸机主要结构及工艺参数 |
5.2.2 温度测量结果及分析 |
5.2.3 矫直与切割过程 |
5.2.4 铸坯质量 |
5.3 连铸和轧制过程的衔接 |
5.3.1 多流合并过程及输送过程 |
5.3.2 轧前铸坯判定 |
5.4 铸坯轧制生产过程 |
5.4.1 轧机的基本参数 |
5.4.2 轧制过程温度的测量结果及分析 |
5.4.3 开轧温度对轧制力的影响 |
5.5 直轧工艺对产品性能的影响 |
5.5.1 取样方案 |
5.5.2 开轧温度对棒材组织性能的影响 |
5.5.3 直轧工艺对棒材晶粒尺寸的影响 |
5.5.4 开轧温度对棒材力学性能的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论及展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
6.3 创新性 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
附录 :产品力学性能检测 |
致谢 |
(6)棒线材流程连铸—轧钢区段运行节奏优化及仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 连铸-轧钢区段工序概况 |
1.1.1 连铸工序 |
1.1.2 加热炉工序 |
1.1.3 热轧工序 |
1.2 连铸-轧钢区段研究内容 |
1.2.1 连铸-轧钢区段的“界面技术” |
1.2.2 连铸-热轧区段铸坯热送热装 |
1.2.3 连铸-轧钢区段运行动力学 |
1.2.4 加热炉工序相关问题研究 |
1.2.5 铸坯温降研究 |
1.3 论文研究背景、内容及创新点 |
1.3.1 论文研究背景 |
1.3.2 论文研究内容 |
1.3.3 论文创新点 |
第二章 典型企业连铸-轧钢区段运行解析 |
2.1 沙钢永新钢轧厂连铸-轧钢区段运行解析 |
2.1.1 连铸-轧钢区段当前生产组织模式 |
2.1.2 永新钢轧厂棒材生产线连铸-轧钢区段平面布置图 |
2.1.3 沙钢永新钢轧厂连铸-轧钢区段事件和时间解析 |
2.2 唐钢二钢轧厂连铸-轧钢区段运行解析 |
2.2.1 连铸-轧钢区段当前生产组织模式 |
2.2.2 唐钢二钢轧厂连铸-轧钢区段平面布置图 |
2.2.3 唐钢二钢轧厂连铸-轧钢区段解析 |
2.3 邯钢一炼钢厂连铸-轧钢区段运行解析 |
2.3.1 连铸-轧钢区段当前生产组织模式 |
2.3.2 邯钢一炼钢连铸-轧钢区段平面布置图 |
2.3.3 邯钢一炼钢厂连铸-轧钢区段解析 |
2.4 典型钢厂连铸-轧钢区段情况对比 |
2.5 本章小结 |
第三章 连铸-轧钢区段铸坯排队论研究 |
3.1 连铸坯运输过程及事件解析 |
3.1.1 辊道运输模式 |
3.1.2 “辊道+天车”运输模式 |
3.1.3 铸坯运输过程相关指标 |
3.2 铸坯运输过程排队论模型 |
3.2.1 排队理论基础 |
3.2.2 连铸-轧钢区段铸坯运输过程排队论模型 |
3.3 基于排队论的连铸坯运输过程案例分析 |
3.3.1 沙钢永新钢轧厂连铸-轧钢区段铸坯排队系统 |
3.3.2 唐钢二钢轧厂连铸-轧钢区段铸坯排队系统 |
3.3.3 邯钢一炼钢厂连铸-轧钢区段铸坯排队系统 |
3.4 连铸-轧钢区段铸坯运输过程时间优化 |
3.4.1 沙钢永新钢轧厂铸坯运输时间优化 |
3.4.2 唐钢二钢轧厂铸坯运输时间优化 |
3.4.3 邯钢一炼钢厂铸坯运输时间优化 |
3.5 本章小结 |
第四章 连铸-轧钢区段铸坯温度优化 |
4.1 铸坯运输过程温降模型建立条件 |
4.1.1 方坯热传导示意图 |
4.1.2 基本假设 |
4.1.3 方坯热传导的偏微分方程 |
4.1.4 第三类边界条件 |
4.1.5 数值模拟物性参数 |
4.2 铸坯运输过程温降模型建立步骤 |
4.3 铸坯运输过程温降模型模拟结果分析 |
4.3.1 铸坯温度变化规律研究 |
4.3.2 模拟结果验证 |
4.4 铸坯入炉温度优化 |
4.5 本章小结 |
第五章 连铸-轧钢区段FLEXSIM仿真模拟研究 |
5.1 连铸-轧钢区段铸坯运行节奏仿真模型 |
5.1.1 FLEXSIM仿真软件简介 |
5.1.2 连铸-轧钢区段模块划分和建模 |
5.1.3 连铸-轧钢区段仿真模型 |
5.2 仿真模型的应用 |
5.2.1 设备利用率优化 |
5.2.2 连铸-轧钢区段生产组织优化 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间主要科研工作与学术成果 |
(7)A企业宽厚板厂精整区域中钢板堆垛方法的优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及存在的问题 |
1.1.1 研究的背景 |
1.1.2 钢铁企业A宽厚板厂精整区域存在的主要问题 |
1.2 国内、外相关研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
1.4 论文研究的技术路线 |
第二章 A企业宽厚板厂精整区域钢板倒垛原因分析 |
2.1 宽厚板生产工艺流程分析 |
2.1.1 宽厚板生产流程概述 |
2.1.2 精整区域生产物流特点分析 |
2.1.3 制造周期及发货能力分析 |
2.2 精整区域各库区堆垛方式及库存能力 |
2.2.1 各库区划分原则及库存能力 |
2.2.2 中间库堆垛方式分析 |
2.2.3 成品库堆垛方式分析 |
2.3 厚板合同订单分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 A企业宽厚板厂精整区域钢板堆垛的优化方法 |
3.1 解决问题的架构 |
3.1.1 需要解决的问题 |
3.1.2 基本情况假设 |
3.2 精整区域库区能力的优化与再分配 |
3.3 中间库及成品库堆垛问题的数学模型及求解 |
3.3.1 问题建模的符号说明 |
3.3.2 问题的数学规划模型及约束 |
3.3.3 问题的优化求解方法 |
3.4 本章小结 |
第四章 堆垛优化方法在宽厚板厂精整区域钢板堆放的应用 |
4.1 精整区域生产状况简述 |
4.2 库区能力优化的结果分析 |
4.3 钢板堆垛优化方案的结果分析 |
4.3.1 中间库钢板的堆垛结果分析 |
4.3.2 成品库钢板的堆垛结果分析 |
4.3.3 总体评价指标 |
4.4 优化结果的成效分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 主要结论总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(8)高炉一转炉区段“界面技术”优化及仿真研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 高炉—转炉区段工序概况及其运行动力学 |
2.1.1 高炉—转炉区段工序概况 |
2.1.2 高炉—转炉区段运行动力学及调控原则 |
2.2 钢铁制造流程的“界面技术” |
2.2.1 “界面技术”的概念 |
2.2.2 高炉—转炉区段“界面技术” |
2.3 高炉—转炉区段“界面技术”研究进展 |
2.3.1 平面布置 |
2.3.2 界面衔接模式 |
2.3.3 铁水运输调度 |
2.3.4 铁水供需平衡 |
2.3.5 铁水装载容器周转控制 |
2.3.6 铁水温降研究 |
2.4 选题背景和研究内容 |
2.4.1 选题背景 |
2.4.2 研究内容 |
3 典型钢厂“一包到底”模式运行参数解析 |
3.1 两家钢厂铁钢界面平面布置 |
3.2 铁水包周转运行时间解析 |
3.2.1 重钢新区铁水包周转时间解析 |
3.2.2 首钢京唐铁水包周转时间解析 |
3.2.3 两家钢厂铁水包周转时间及周转率对比分析 |
3.2.4 “一包到底”模式下铁水包周转过程特点 |
3.3 铁钢界面铁水温降解析 |
3.4 尾包对生产运行的影响解析 |
3.4.1 尾包率及消除尾包的可行性分析 |
3.4.2 尾包对铁水包周转过程及铁水温降的影响 |
3.5 铁水包管理制度解析 |
3.5.1 两家钢厂铁水包管理制度对比分析 |
3.5.2 铁水包管理制度对铁水包周转时间的影响 |
3.6 本章小结 |
4 “一包到底”模式铁水包周转运行特征分析 |
4.1 铁水包周转运行过程模型 |
4.1.1 铁水包周转过程的离散特征 |
4.1.2 铁水包周转运行过程模型的构建 |
4.1.3 高炉和转炉稳态生产率的影响因素 |
4.2 基于有限容量排队论的铁水包理想周转数量计算模型 |
4.2.1 铁水包理想周转数量计算模型 |
4.2.2 重钢新区铁水包理想周转数量计算 |
4.2.3 首钢京唐铁水包理想周转数量计算 |
4.2.4 减少铁水包周转数量的措施 |
4.3 本章小结 |
5 铁水包周转运行调控模型 |
5.1 铁水包积压生产模式分析 |
5.2 积压生产组织模式下的铁水包周转数量计算模型 |
5.2.1 铁水包周转数量计算模型 |
5.2.2 重钢新区铁水包周转数量计算 |
5.2.3 首钢京唐铁水包周转数量计算 |
5.3 铁水包积压生产组织模式经济合理性分析 |
5.3.1 铁水包积压对生产成本的影响 |
5.3.2 铁水温降—转炉—连铸综合成本损失测算模型 |
5.3.3 重钢新区铁水温降—转炉—连铸综合成本损失计算及讨论 |
5.4 本章小结 |
6 铁水包周转过程仿真模型的建立及应用 |
6.1 Plant Simulation仿真软件简介 |
6.2 基于管理制度约束的铁水包周转过程仿真模型的建立 |
6.2.1 铁水包周转过程仿真模型规则约束 |
6.2.2 铁水包周转过程仿真模型建模思路 |
6.2.3 铁水包周转过程仿真模型建模过程 |
6.2.4 重钢新区铁水包周转过程仿真模型 |
6.3 铁水包周转数量影响因素仿真研究 |
6.3.1 配包制度对铁水包周转数量的影响 |
6.3.2 积压制度对铁水包周转数量的影响 |
6.3.3 尾包处理制度对铁水包周转数量的影响 |
6.3.4 拉运方式对铁水包周转数量的影响 |
6.3.5 最优铁水包管理制度 |
6.4 铁水包周转过程新型评价方法 |
6.4.1 基于柔性库存系数的铁水包周转过程评价方法 |
6.4.2 重钢新区铁水包周转过程评价 |
6.5 本章小结 |
7 “一包到底”模式界面优化设计 |
7.1 “一包到底”模式界面设计相关要素分析 |
7.2 典型钢厂“一包到底”模式界面设计与生产运行对比分析 |
7.2.1 重钢新区“一包到底”模式界面设计与运行对比分析 |
7.2.2 首钢京唐“一包到底”模式界面设计与运行对比分析 |
7.2.3 两家钢厂“一包到底”模式界面设计与运行对比分析 |
7.3 高炉—转炉区段“一包到底”模式界面优化设计 |
7.3.1 高炉—转炉区段主体工序配置设计 |
7.3.2 平面布置及运输方式设计 |
7.3.3 铁水包管理制度设计 |
7.3.4 优化设计方案相关指标分析 |
7.4 基于优化设计方案的铁水包周转过程仿真 |
7.4.1 基于优化设计方案的铁水包周转过程仿真模型 |
7.4.2 优化设计方案的铁水包合理周转数量及柔性库存系数 |
7.5 本章小结 |
8 结论和展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)基于扩展资源任务网的钢铁企业物流与能流协同调度方法(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 钢铁制造过程物流和能流特点 |
2.2 钢铁企业计划与调度问题研究现状 |
2.2.1 传统的物流计划与调度 |
2.2.2 传统的能流计划与调度 |
2.2.3 考虑能耗的生产计划与调度 |
2.3 物流与能流集成调度 |
2.4 生产计划与调度集成建模方法 |
2.4.1 Petri网 |
2.4.2 状态任务网(STN) |
2.4.3 资源任务网(RTN) |
2.4.4 扩展的资源任务网(ERTN) |
2.5 生产计划与调度模型求解方法 |
2.5.1 数学规划方法 |
2.5.2 启发式方法 |
2.5.3 智能算法 |
2.5.4 约束规划方法 |
2.6 已有研究中的不足 |
2.7 本文研究内容及论文结构 |
2.8 本章小结 |
3 钢铁企业物流和能流耦合调度ERTN建模方法 |
3.1 状态任务网(STN) |
3.2 传统的资源任务网(RTN) |
3.2.1 基本元素 |
3.2.2 构建规则 |
3.2.3 数学建模 |
3.2.4 RTN方法特点及不足 |
3.3 面向钢铁行业物流和能流耦合调度的ERTN建模方法 |
3.3.1 面向钢铁流程的ERTN基本元素 |
3.3.2 构建规则 |
3.3.3 钢铁生产流程ERTN抽象表征 |
3.3.4 数学建模 |
3.3.5 参数设定 |
3.3.6 ERTN方法优势 |
3.4 本章小结 |
4 考虑可变电价和放散的铁前系统物流与能流耦合调度研究 |
4.1 问题描述 |
4.1.1 铁前系统生产过程 |
4.1.2 铁前系统煤气系统 |
4.1.3 问题假设 |
4.1.4 实验数据 |
4.2 铁前系统物流和能流耦合调度ERTN模型 |
4.2.1 铁前系统ERTN图形化表征 |
4.2.2 时间描述 |
4.2.3 变量及参数 |
4.2.4 模型约束 |
4.2.5 目标函数 |
4.3 数值实验 |
4.3.1 可变电力价格对利润的影响 |
4.3.2 不同目标函数结果对比 |
4.3.3 环境影响分析 |
4.3.4 物流和能流耦合关系探讨 |
4.4 本章小结 |
5 考虑多能源介质的转炉炼钢连铸调度模型及两阶段优化方法 |
5.1 问题描述 |
5.1.1 炼钢连铸生产过程 |
5.1.2 炼钢连铸过程能源系统 |
5.1.3 问题假设 |
5.1.4 模型数据 |
5.2 炼钢连铸物流和能流耦合调度ERTN建模 |
5.2.1 炼钢连铸ERTN图形化表征 |
5.2.2 时间描述 |
5.2.3 变量和参数 |
5.2.4 模型约束 |
5.2.5 目标函数 |
5.3 传统方法求解中炼钢连铸模型存在的问题分析 |
5.4 两阶段优化方法 |
5.4.1 第一阶段模型(M1) |
5.4.2 第二阶段模型(M2) |
5.5 数值实验 |
5.5.1 两阶段优化方法有效性验证 |
5.5.2 可变电力价格对不同目标函数影响 |
5.5.3 生产负荷对总利润影响 |
5.5.4 LF生产负荷对电力成本影响 |
5.6 本章小结 |
6 炼铁-炼钢集成系统物流和能流耦合调度ERTN模型研究 |
6.1 问题描述 |
6.1.1 炼铁-炼钢系统生产过程 |
6.1.2 炼铁-炼钢过程煤气系统 |
6.1.3 建模假设 |
6.1.4 模型数据 |
6.2 炼铁-炼钢系统物流和能流集成调度ERTN模型 |
6.2.1 炼铁-炼钢系统ERTN图形化表征 |
6.2.2 时间描述 |
6.2.3 变量及参数 |
6.2.4 模型约束 |
6.2.5 目标函数 |
6.3 求解方法 |
6.4 数值实验 |
6.4.1 不同目标函数优化结果对比 |
6.4.2 设备维修对生产调度的影响 |
6.4.3 外部用户煤气消耗可变对利润的影响 |
6.4.4 初始条件变化对调度结果影响 |
6.5 本章小结 |
7 结论 |
参考文献 |
附录A 第五章测试数据集 |
附录B 变量及参数汇总列表 |
附录C 缩写和符号清单 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(10)钢铁企业能流物流解析及混合建模与集成(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 成本压力 |
1.1.2 能耗压力 |
1.1.3 环境污染 |
1.2 能流物流研究现状 |
1.2.1 设备层次 |
1.2.2 工序(单元)层次 |
1.2.3 流程层次 |
1.2.4 企业层次 |
1.3 研究目标、内容、路线及创新点 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 研究路线 |
1.3.4 创新点 |
1.4 本章小结 |
第二章 混合建模与集成的理论基础 |
2.1 基于图论的钢铁企业拓扑结构 |
2.1.1 图论的基本理论 |
2.1.2 钢铁企业拓扑结构描述 |
2.2 钢铁企业能流物流基本理论 |
2.2.1 钢铁企业能流和物流的定义 |
2.2.2 能流解析 |
2.2.3 物流解析 |
2.2.4 描述“流”的特征物理量 |
2.3 本章小结 |
第三章 钢铁企业“点”的能流物流解析案例 |
3.1 典型生产单元或关键设备能流物流解析 |
3.1.1 烧结物流能流解析 |
3.1.2 焦化物流能流解析 |
3.1.3 炼铁物流能流解析 |
3.1.4 炼钢物流能流解析 |
3.1.5 轧钢物流能流解析 |
3.2 本章小结 |
第四章 “点”的运行特性 |
4.1 “点”的运行特性种类 |
4.1.1 “点”的运行影响因素 |
4.1.2 “点”的能流物流运行特性 |
4.2 加工性质的“点” |
4.2.1 流量波动性及案例研究 |
4.2.2 可分摊性及案例研究 |
4.2.3 目标贡献差异性及案例研究 |
4.3 存储性质的“点” |
4.4 本章小结 |
第五章 “线”的运行特性 |
5.1 影响衰减量的因素分析 |
5.1.1 输送方式 |
5.1.2 输送路径 |
5.1.3 输送时间的修正 |
5.1.4 关于流量的进一步描述 |
5.2 “线”的衰减数学模型 |
5.3 本章小结 |
第六章 钢铁企业混合建模与集成研究 |
6.1 钢铁企业集成特性 |
6.1.1 空间集成特性 |
6.1.2 目标集成特性 |
6.1.3 方法集成特性 |
6.1.4 钢铁企业模型的三维集成 |
6.1.5 “点”、“线”集成中的关键问题 |
6.2 钢铁企业模型混合集成研究 |
6.2.1 研究内容确定 |
6.2.2 绘制网络拓扑结构 |
6.2.3 能流物流解析 |
6.2.4 建立分析模型 |
6.2.5 建立预测模型 |
6.2.6 混合集成建模 |
6.2.7 研究方法的确定 |
6.3 主生产系统的能耗优化 |
6.3.1 研究内容确定 |
6.3.2 BF-BOF流程的网络拓扑结构 |
6.3.3 能流物流解析及分析模型 |
6.3.4 生产单元能耗强度预测 |
6.3.5 优化模型(模型集成) |
6.4 铁钢比对成本的影响 |
6.4.1 研究对象 |
6.4.2 数学模型 |
6.4.3 模型分析 |
6.4.4 案例研究 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 论文总结 |
7.2 下一步研究方向 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间论文发表情况 |
攻读博士学位期间参加科研情况 |
附录1: 科技部课题验收专家意见书 |
附录2: 中钢协获奖证书 |
四、连铸-热轧板坯库存量计算方法(论文参考文献)
- [1]炼钢-连铸-热轧一体化批量计划编制方法研究[D]. 卢义. 重庆大学, 2019(01)
- [2]钢铁流程物质流、能量流的信息表征及应用研究[D]. 徐化岩. 钢铁研究总院, 2019(09)
- [3]钢铁制造系统生产与库存计划建模与凸优化方法[D]. 程聪. 东北大学, 2018(01)
- [4]炼钢区坯库智能管理系统的设计与实现[D]. 吕孟天予. 北京工业大学, 2018(05)
- [5]方坯连铸直轧过程数值模拟研究与应用[D]. 王学兵. 钢铁研究总院, 2018(01)
- [6]棒线材流程连铸—轧钢区段运行节奏优化及仿真研究[D]. 石鑫越. 钢铁研究总院, 2018(12)
- [7]A企业宽厚板厂精整区域中钢板堆垛方法的优化研究[D]. 恒正琦. 上海交通大学, 2018(01)
- [8]高炉一转炉区段“界面技术”优化及仿真研究[D]. 谷宗喜. 北京科技大学, 2018(02)
- [9]基于扩展资源任务网的钢铁企业物流与能流协同调度方法[D]. 李婷. 北京科技大学, 2018(02)
- [10]钢铁企业能流物流解析及混合建模与集成[D]. 陆彪. 东南大学, 2017(12)