以钢铁工业重要环节冷轧薄板生产过程为研究对象,以在市场经济新形势下的冷轧薄板生产过程优化调度为研究目标,建立冷轧薄板工业生产过程物流平衡及产能数学模型、系统深入的研究生产过程的全流程模拟方法和基于生产过程分解的全流程调度方法。研究基于模型、智能和人机交互相结合的优化调度方法及具有自主知识产权的优化调度技术,并在冷轧薄板工业生产过程中应用。本项研究不但可以为多约束、多目标、动态混杂系统优化调度的理论研究提供可用的方法和有效的优化调度算法,而且优化调度算法的应用对提高我国冷轧薄板企业生产能力和经济效益、提高国际竞争力具有推动作用。本项目研究的优化调度方法也可应用到钢铁工业其它生产环节,对流程行业类似的生产过程优化调度也有广泛的应用前景。
本项目对流程工业的典型生产过程-冷轧生产的计划和优化调度问题开展研究,提出流程工业的生产计划与调度系统的软件建模和开发方法,针对其典型的多工序、多目标、多约束、有重入的多机并行调度并且难于解析建模的特点,提出流程工业生产的物流平衡调度方法,并开发了一个实际的冷轧薄板企业生产计划和调度软件系统;将离散事件仿真方法和改进的遗传算法相结合,建立了冷轧退火过程优化调度模型和优化调度系统。针对炼钢-连铸-热轧一体化生产调度问题,研究了炼钢-连铸-热轧一体化生产计划编制的模型体系,提出一体化生产计划体系下的热轧批量计划编制的数学模型及其优化算法。所建立的生产调度的数学模型和相应的算法均经过生产实际数据验证,在此基础上开发了炼钢-连铸-热轧一体化生产调度仿真系统,运行表明该生产调度仿真系统是有效的。项目的科学意义和实际贡献在于为流程工业的生产计划和调度提供多种可实行的优化调度方法和算法,提出的部分调度方法如冷轧退火过程优化调度方法已成功应用于生产实际,取得了很好的应用效果。项目共在国内外核心期刊发表论文20篇,4名博士生和7名硕士生获得学位。成功承办了第6届全球智能控制与自动化大会。