鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制研究

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制研究

0鋼鐵生產(chǎn)運行控制技術(shù)由于缺乏豐富的資源、相對較低的成本、良好的材料性、易加工和循環(huán)利用，鋼鐵已經(jīng)成為最重要的行業(yè)材料。鋼鐵工業(yè)是當(dāng)前和未來工業(yè)社會可持續(xù)發(fā)展的支柱之一。世界粗鋼產(chǎn)量已由1900年的4×107t增加至2012年的15.48×108t,預(yù)計鋼產(chǎn)量仍將持續(xù)增長。中國是全球鋼鐵生產(chǎn)大國,2012年中國粗鋼產(chǎn)量為7.17×108t,位居全球首位。但已有資料顯示,“近年來在人民幣不斷升值、次貸危機擴大和原材料價格上漲等綜合因素的影響下,中國鋼鐵行業(yè)出現(xiàn)利潤率下滑至接近衰竭、庫存增加、資產(chǎn)負(fù)債率進入高風(fēng)險區(qū)域的情況,所處的經(jīng)濟環(huán)境相當(dāng)嚴(yán)峻”。在全球制造業(yè)以信息化促進工業(yè)化發(fā)展的背景下,作為我國重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的鋼鐵工業(yè)發(fā)展先進制造技術(shù)、進行鋼鐵生產(chǎn)運行過程的有效控制,將成為鋼鐵企業(yè)降本增效、提升核心競爭力的重要手段之一,也將促進鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。鋼鐵生產(chǎn)運行控制技術(shù)是指鋼鐵企業(yè)根據(jù)市場需求和社會經(jīng)濟發(fā)展形勢,按照訂單式生產(chǎn)要求進行合理生產(chǎn)組織,通過生產(chǎn)計劃和調(diào)度等手段有效控制和管理生產(chǎn)運行過程,在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下使生產(chǎn)過程有序高效,進而降低生產(chǎn)成本,提升企業(yè)經(jīng)濟效益的技術(shù)和管理手段。鋼鐵生產(chǎn)是將物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變、物質(zhì)性質(zhì)控制、物質(zhì)流管制融合在一起的制造過程,該過程既有連續(xù)型工業(yè)生產(chǎn)的特征,又有離散型工業(yè)生產(chǎn)的特征,是典型的混合型流程工業(yè),對其生產(chǎn)過程的運行控制難度比一般的制造業(yè)更大。鋼鐵制造流程包括煉鐵、煉鋼、連鑄和軋鋼等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié),其中煉鋼—連鑄過程生產(chǎn)系統(tǒng)是鋼鐵制造流程系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng),也是鋼鐵產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)格形成和控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)運行控制技術(shù)可以認(rèn)為包括兩個主要層面:各工序單元設(shè)備的生產(chǎn)過程控制(包括冶金設(shè)備的工藝過程控制和主要運輸設(shè)備的運行過程控制)和生產(chǎn)流程的協(xié)調(diào)運行控制。鋼鐵生產(chǎn)過程中的物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變與物質(zhì)性質(zhì)控制一般屬于冶金設(shè)備的生產(chǎn)工藝過程控制,如高爐冶煉、轉(zhuǎn)爐冶煉、連鑄機澆鑄、熱軋機組/冷軋機組軋制等,控制的主要對象是待加工的物質(zhì)流對象(如鐵水、鋼水、鑄坯、板材或型材)在以滿足冶金規(guī)范的工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為控制目標(biāo)(如產(chǎn)品的成分與溫度等)下的加工工藝過程,物質(zhì)流在冶金設(shè)備上的加工是按照生產(chǎn)計劃調(diào)度任務(wù)的安排而進行的單元設(shè)備生產(chǎn),運輸設(shè)備主要輸送各單元設(shè)備之間的物質(zhì)流,保證運輸設(shè)備的正常運行并實施有效的運行過程控制是生產(chǎn)過程有序高效的基本保障;物質(zhì)流管制屬于流程的協(xié)調(diào)運行控制,如工序間設(shè)備能力的匹配、時間節(jié)奏的協(xié)調(diào)控制、物質(zhì)流運輸?shù)穆窂絻?yōu)化、生產(chǎn)擾動的監(jiān)控與處理等,控制的主要對象是滿足工藝質(zhì)量要求的時間節(jié)奏和物質(zhì)量等。本文面向以流程協(xié)調(diào)優(yōu)化為核心的計劃調(diào)度技術(shù),基于鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)管控信息系統(tǒng)現(xiàn)狀,通過分析鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)運行控制技術(shù)的特點,討論了相關(guān)技術(shù)的特點與存在的主要問題,并從發(fā)揮和提升企業(yè)信息化系統(tǒng)功能的角度,指出該領(lǐng)域有待深入研究和發(fā)展的方向。1當(dāng)前鋼鐵生產(chǎn)運行技術(shù)的分析1.1鋼水和連鑄生產(chǎn)關(guān)鍵控制在每個生產(chǎn)系統(tǒng)的生命周期中有兩個重要的階段,即設(shè)計建設(shè)階段和生產(chǎn)運行階段,如圖1所示。設(shè)計建設(shè)階段主要進行廠房的選址、流程的設(shè)計和設(shè)備的配置。廠房選址的正確性、流程設(shè)計的合理性與設(shè)備配置的協(xié)調(diào)程度決定了系統(tǒng)生產(chǎn)運行的難易程度。除新建工廠外,大多鋼鐵企業(yè)是在原廠址的基礎(chǔ)上由改擴建形成的制造流程,主要表現(xiàn)為生產(chǎn)工藝流程及路徑復(fù)雜、工序產(chǎn)能不完全匹配、設(shè)備保障能力不強等。基于不盡合理的制造流程的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),要實現(xiàn)有序、高效的生產(chǎn)運行控制,顯然“先天不足”要靠“后天彌補”。本文主要討論在已建立的制造流程上如何使生產(chǎn)運行控制更有效的問題。在目前我國以長流程為主的鋼鐵制造流程中,作為主生產(chǎn)環(huán)節(jié)的煉鐵、煉鋼-連鑄和軋鋼等環(huán)節(jié)擔(dān)負(fù)著將含鐵原料轉(zhuǎn)變成滿足市場需求的鋼材的任務(wù)。煉鐵生產(chǎn)以高爐為主,高爐主要是將燒結(jié)礦、球團礦等塊礦中的鐵還原成液態(tài)生鐵(鐵水),以單一性質(zhì)產(chǎn)品—鐵水供給煉鋼廠,作為生產(chǎn)原料。在煉鋼-連鑄生產(chǎn)環(huán)節(jié),高溫鐵水首先進入鐵水預(yù)處理工藝,通過鐵水預(yù)脫硫來減輕煉鋼過程的冶金負(fù)荷,為潔凈化生產(chǎn)提供條件。經(jīng)過鐵水預(yù)處理工藝后的鐵水兌入轉(zhuǎn)爐冶煉成鋼水,鋼水倒入轉(zhuǎn)爐下臺車上的鋼包內(nèi),通過臺車和天車的運輸作業(yè),將經(jīng)轉(zhuǎn)爐后平臺吹氬喂絲(一般為含氧化鋁線的簡單精煉)處理后的鋼水包運送至主要精煉環(huán)節(jié);煉鋼廠的精煉環(huán)節(jié)包括幾種不同類型的設(shè)備(如LF,RH,CAS,VD/VOD,AOD等),用以達到不同精煉工藝的要求。鋼水在精煉環(huán)節(jié)根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求依次在不同的精煉設(shè)備上進行精煉,精煉完成后,通過臺車和天車將鋼水包運送至連鑄機并實施澆鑄,形成鑄坯。連鑄出來的鑄坯將作為熱軋板材(板卷)或型材(線材)等的原料再進行加工,以熱軋方式(按需要也可再經(jīng)冷軋)在不同的軋鋼機組軋制成各類鋼材,其間根據(jù)對產(chǎn)品性能的需要也可能經(jīng)過熱處理工藝,最終形成產(chǎn)品。煉鋼-連鑄生產(chǎn)的鋼水及不同連鑄機澆鑄的鑄坯對各類產(chǎn)品品種、質(zhì)量、規(guī)格的形成起決定性作用,是關(guān)鍵的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制可以從兩個層面考慮:設(shè)備層面的工序單元設(shè)備的生產(chǎn)工藝過程控制和運輸設(shè)備的運行過程控制,以及制造流程層面的生產(chǎn)協(xié)調(diào)運行控制。單元操作設(shè)備的生產(chǎn)工藝過程控制是根據(jù)產(chǎn)品的工藝和質(zhì)量要求,完成相應(yīng)的冶煉加工操作,在實施單元操作過程的有效控制、以保證各工序設(shè)備保質(zhì)保量完成既定加工任務(wù)的同時,還要合理分配各工序設(shè)備的功能(包括冶煉和加工設(shè)備的功能,以及工序工位間銜接的運輸設(shè)備的銜接功能),從而使產(chǎn)品生產(chǎn)能按計劃準(zhǔn)時完成。劉青等對鋼廠生產(chǎn)的鐵水預(yù)處理、煉鋼、精煉和連鑄各工序,以及鋼包、天車的運行控制進行了詳細(xì)闡述,并介紹了國內(nèi)外的研究進展及鋼廠的應(yīng)用現(xiàn)狀,如全量鐵水三脫預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉終點預(yù)測、鑄坯凝固傳熱控制、鋼包與天車運行優(yōu)化控制等。設(shè)備層次的生產(chǎn)過程控制主要基于各設(shè)備的工藝過程控制系統(tǒng)實現(xiàn),設(shè)備層的主要生產(chǎn)過程控制技術(shù)如表1所示。而流程的協(xié)調(diào)運行控制是從系統(tǒng)的整體視角出發(fā),以控制全流程物流運行時間和保障生產(chǎn)過程連續(xù)、穩(wěn)定為總目標(biāo),重點控制各個工序設(shè)備間加工任務(wù)的銜接匹配,并監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài),實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和高效利用,進而促使生產(chǎn)過程有序、高效地運行。在訂單驅(qū)動的鋼鐵制造模式下,計劃調(diào)度是鋼鐵制造流程協(xié)調(diào)運行控制的主要技術(shù)手段。設(shè)備層的生產(chǎn)過程控制是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制的基礎(chǔ),單元操作設(shè)備上有效的冶金工藝過程控制是達成各工序生產(chǎn)目標(biāo)的保障;而基于流程的生產(chǎn)計劃調(diào)度是促使鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行有序高效的核心技術(shù),高水平的計劃調(diào)度可將單元過程沿流程有序組織和協(xié)調(diào),在保證生產(chǎn)任務(wù)完成的基礎(chǔ)上促進系統(tǒng)整體運行效率的提升。1.2生產(chǎn)訂單的計劃調(diào)度煉鋼-連鑄生產(chǎn)過程是鋼鐵制造流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),該區(qū)段生產(chǎn)工藝約束多、工序工位間關(guān)系復(fù)雜,是計劃調(diào)度技術(shù)應(yīng)用的主要對象,在生產(chǎn)運行系統(tǒng)中發(fā)揮著承上啟下的關(guān)鍵作用。下面以煉鋼-連鑄生產(chǎn)為核心,介紹計劃調(diào)度技術(shù)在流程協(xié)調(diào)運行控制中的應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀。目前國內(nèi)一定規(guī)模以上的鋼鐵企業(yè)大多具有熱軋板帶材或中厚板材、型鋼或棒線材生產(chǎn)線,其生產(chǎn)組織形式基本上是根據(jù)合同進行訂單式生產(chǎn)。鋼鐵企業(yè)的計劃調(diào)度問題主要涉及的冶煉加工對象有熱軋廠的連鑄坯以及煉鋼廠的爐次、包次和澆次。鑄坯(指連鑄機完成一次切割后獲得的一定規(guī)格的鑄坯)是熱軋生產(chǎn)的最小單元;爐次(指同一轉(zhuǎn)爐內(nèi)冶煉的鋼水或一個鋼包內(nèi)的鋼水)是鋼廠生產(chǎn)的最小單元,澆次(指在同一連鑄機上連續(xù)澆鑄的爐次集合)是最大的生產(chǎn)單元,也有以包次(連鑄機中間包兩次換包之間所包含的爐次)作為生產(chǎn)計劃單元的,當(dāng)包次與澆次安排一致時,兩者所包含的爐次數(shù)相等,否則用作連連澆時的澆次大于包次。在軋鋼生產(chǎn)計劃調(diào)度中,連鑄坯是熱軋工序加工的最小單元(待生產(chǎn)的是虛擬板坯,已在板坯庫的是在庫板坯),根據(jù)熱軋規(guī)程要求將連鑄坯組成軋制單元計劃(兩次工作輥更換時間內(nèi)生產(chǎn)的連鑄坯序列),構(gòu)成熱軋生產(chǎn)的基本單元。與鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制相關(guān)的計劃調(diào)度包括生產(chǎn)訂單(通常還包括熱軋板帶材尤其是中厚板生產(chǎn)的板坯設(shè)計)、生產(chǎn)批量計劃、生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)執(zhí)行的不同層次,計劃調(diào)度的主要流程及各層的相互關(guān)系如圖2所示。圖2說明了不同層次生產(chǎn)計劃和調(diào)度的主要任務(wù),以及與企業(yè)相應(yīng)信息系統(tǒng)的關(guān)系。(1)生產(chǎn)訂單在訂單驅(qū)動的鋼鐵制造模式下,如何安排生產(chǎn)取決于所接受的用戶合同,但用戶合同一般是零散無序的,它包括不同規(guī)格、不同品種和不同交貨期的產(chǎn)品,而鋼鐵生產(chǎn)只有集中安排具有一定數(shù)量的相同鋼種和相同規(guī)格的產(chǎn)品生產(chǎn),才能優(yōu)化生產(chǎn)工藝,充分發(fā)揮生產(chǎn)能力,進而實現(xiàn)降本增效。因此,首先必須在用戶合同的基礎(chǔ)上,按照技術(shù)規(guī)范、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行合同的質(zhì)量設(shè)計,并按照生產(chǎn)要求、生產(chǎn)能力、交貨期等進行合同歸并(或稱合同計劃制定),以得到生產(chǎn)訂單,確定各個合同在各生產(chǎn)線上的投產(chǎn)日期。生產(chǎn)訂單從某種意義上說是由銷售的用戶合同分解和綜合重組得到的,通過合同信息接收轉(zhuǎn)換模塊,完成用戶合同信息到生產(chǎn)訂單信息的轉(zhuǎn)換。基于有限產(chǎn)能的合同排產(chǎn),需要對整個工廠范圍內(nèi)的合同、機組和庫存進行總體平衡,包括產(chǎn)能的平衡、物流的平衡、庫存的平衡。生產(chǎn)訂單優(yōu)化技術(shù)有助于提高準(zhǔn)時交貨能力、降低庫存和減少余材,縮短產(chǎn)品制造周期、提高機組利用率,最終提高企業(yè)市場響應(yīng)能力和客戶服務(wù)水平。張濤等以最小化合同的提前和拖期總懲罰為目標(biāo),建立了鋼廠合同計劃編制的整數(shù)規(guī)劃模型,并構(gòu)造了一種改進的遺傳算法對模型進行求解。Liu等以最小化延遲成本、均衡生產(chǎn)能力和最小化庫存成本為目標(biāo),建立了合同計劃編制的多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型,求解時利用加權(quán)和的方法將多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)閱文繕?biāo)優(yōu)化問題,并構(gòu)造了粒子群算法對模型進行求解。區(qū)別于針對單一區(qū)段或生產(chǎn)線的合同計劃編制研究,Yu、蘆永明等則從鋼鐵制造整體流程的角度考慮生產(chǎn)組織的約束,如鐵鋼界面的鐵鋼需求匹配、鑄軋界面的熱送熱軋比等,建立了鋼鐵企業(yè)的合同計劃編制模型。(2)板坯設(shè)計面對小批量、多品種的市場環(huán)境,一塊板坯可以包括多個客戶訂單,一個客戶訂單也可以被分解到多個板坯中進行生產(chǎn),因此進行板坯設(shè)計就成為企業(yè)適應(yīng)市場多變環(huán)境的重要手段,受到熱軋帶鋼企業(yè)特別是中厚板企業(yè)越來越多的重視。板坯設(shè)計是將近期需要生產(chǎn)的生產(chǎn)訂單,在考慮鋼種、重量、寬度、厚度、質(zhì)量、交貨期、鑄機與軋機的產(chǎn)能均衡與匹配等約束下,設(shè)計出最適合生產(chǎn)的板坯集合。進行板坯設(shè)計時,首先需要用在庫板坯(庫存中已生產(chǎn)完成的板坯)對獲得的生產(chǎn)訂單進行匹配,剩下的訂單作為煉鋼—連鑄生產(chǎn)的虛擬板坯進行板坯設(shè)計。板坯設(shè)計的實質(zhì)是按照熱軋所需的鑄坯規(guī)格進行生產(chǎn)訂單的組合優(yōu)化,并將優(yōu)化結(jié)果作為批量計劃編制的輸入集。Gargani,VanHentenryck等針對生產(chǎn)訂單的規(guī)格和重量需求為固定值的情況,基于邏輯和全局約束建立了板坯設(shè)計的約束規(guī)劃模型,并設(shè)計了相應(yīng)的求解算法。在此基礎(chǔ)上,張文學(xué)等再考慮具有最小分配重量限制的板坯設(shè)計問題,建立了以最小化板坯數(shù)量為目標(biāo)的約束滿足模型。區(qū)別規(guī)格與重量需求為固定值的情況,Dawande等以最小化板坯數(shù)量和總剩余重量為目標(biāo),針對重量的需求為區(qū)間值的情況建立了數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計了啟發(fā)式求解算法。考慮到鑄軋能力匹配問題,Vonderembse,Dash等研究了考慮連鑄機生產(chǎn)能力限制的板坯設(shè)計問題。目前,國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè),特別是一些大中型中厚板廠(如重鋼、湘鋼等),在考慮連鑄機與熱軋機產(chǎn)能均衡、匹配的前提下,如何實現(xiàn)自動組板,已成為亟待解決的課題。(3)生產(chǎn)批量計劃生產(chǎn)批量計劃層面主要包括軋鋼廠的軋制批量計劃和煉鋼廠的煉鋼批量計劃。煉鋼批量計劃包括爐次和澆次(包次)計劃。軋制批量計劃的核心是編制軋制單元計劃,即在滿足生產(chǎn)工藝約束(如軋制單元最大軋制長度約束、相鄰板坯寬度非增跳躍、厚度和硬度平穩(wěn)變化等)的條件下,確定板坯在熱軋工序的分組和排序,以提高產(chǎn)量、降低能耗和成本。對于煉鋼批量計劃,首先在滿足組爐生產(chǎn)約束的條件下(如同一爐次內(nèi)的板坯保證鋼種、坯型、交貨期等參數(shù)相同或相近,生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)能力限制等),按爐次進行板坯的優(yōu)化組合,得到爐次計劃;在爐次計劃的基礎(chǔ)上,在滿足組包生產(chǎn)約束的條件下(如同一包次內(nèi)爐次的鋼種與板坯寬度不能差異太大,中間包、水口約束壽命等)編制包次計劃。目前大多數(shù)文獻中提到的組澆計劃實質(zhì)上可以認(rèn)為是組包計劃,組澆計劃應(yīng)指連連澆計劃。在現(xiàn)實生產(chǎn)中,當(dāng)生產(chǎn)大批量合同時,不同包次的計劃應(yīng)盡可能實現(xiàn)連連澆,以形成包含爐次更多的澆次計劃。因此,確定包次計劃以及澆次內(nèi)的包次集合和包次次序,成為組澆的重要內(nèi)容。制定澆次計劃和包次計劃的約束類型基本一致(如相鄰包次內(nèi)爐次的鋼種與板坯寬度不能差異太大;連鑄機相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的壽命或檢修時間約束,如結(jié)晶器壽命、二冷區(qū)的設(shè)備檢修周期等),其目標(biāo)都是盡可能地增加連鑄機的連澆爐數(shù),從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。針對生產(chǎn)批量計劃編制研究,楊業(yè)建等將板坯熱軋批量計劃編制問題歸結(jié)為多旅行商問題,建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并設(shè)計了遺傳算法和禁忌搜索相結(jié)合的混合求解算法。薛云燦等在分析煉鋼生產(chǎn)一體化要求的基礎(chǔ)上,提出煉鋼-連鑄區(qū)段的爐次計劃編制模型。熱軋批量計劃與爐次計劃都是對板坯集合進行優(yōu)化組合得到的,包次計劃則是以中間包為單位對爐次集合進行優(yōu)化組合。Lee等較早提出應(yīng)優(yōu)化中間包,易劍等針對包次計劃編制問題建立了多旅行商問題模型,設(shè)計了一種結(jié)合啟發(fā)式、k-opt領(lǐng)域搜索和分布估計算法(EstimationofDistributionAlgorithms,EDA)進化的混合求解算法。針對包含連連澆計劃的澆次計劃編制問題,相關(guān)文獻報道較少,馬天牧等將組中間包與連連澆作為整體建立了連澆計劃優(yōu)化模型,模型中考慮了組成澆次計劃的相鄰中間包之間寬度跳躍幅度的限制。目前,由于鋼鐵企業(yè)鑄軋界面的銜接方式已從冷裝(ColdChargeRolling,CCR)向溫裝(HotChargeRolling,HCR)、熱裝熱送(DirectHotChargeRolling,DHCR)和直軋工藝(HotDirectRolling,HDR)轉(zhuǎn)變,針對煉鋼、軋鋼批量計劃的研究重心已經(jīng)開始從針對某一具體過程轉(zhuǎn)移到整體優(yōu)化上來,即開展煉鋼—連鑄—熱軋一體化批量計劃研究,通過系統(tǒng)考慮煉鋼、熱軋計劃的協(xié)調(diào)匹配,進一步提高計劃的可執(zhí)行性,降低能源消耗。(4)生產(chǎn)調(diào)度在生產(chǎn)批量計劃下達后,熱軋廠制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutionSystem,MES)一般按熱軋單元計劃進行生產(chǎn)。而由于煉鋼生產(chǎn)的復(fù)雜性和非完全可控性(如設(shè)備保障能力、鐵水資源條件、冶煉過程精準(zhǔn)控制難度)等因素,在鋼廠MES中應(yīng)具備制定煉鋼生產(chǎn)作業(yè)計劃和動態(tài)調(diào)度的能力。當(dāng)組爐、組澆(組包)計劃確定后,由生產(chǎn)指揮中心將該計劃下達給煉鋼廠,作為鋼廠接收的生產(chǎn)批量計劃,鋼廠執(zhí)行計劃時需要根據(jù)設(shè)備等資源條件和生產(chǎn)能力,在滿足生產(chǎn)作業(yè)計劃(也稱為煉鋼出鋼計劃或生產(chǎn)調(diào)度計劃)的約束條件下(如同一澆次內(nèi)的爐次應(yīng)在鑄機上無間斷地被加工;同一時刻一個設(shè)備最多加工一個爐次,故障設(shè)備不能加工爐次;不同工位的作業(yè)時間與不同工位間的運輸時間應(yīng)該處于一個固定區(qū)間內(nèi)等)編制生產(chǎn)作業(yè)計劃,即安排各爐次在煉鋼各工序上的加工設(shè)備、加工時間和加工順序,該過程稱為靜態(tài)調(diào)度;生產(chǎn)作業(yè)計劃下達至煉鋼廠各工序作業(yè)點的控制系統(tǒng),用于指導(dǎo)各工序設(shè)備有計劃地進行組織和生產(chǎn)。由于鋼廠的生產(chǎn)過程中常常出現(xiàn)不可避免的隨機擾動(如設(shè)備故障、作業(yè)時間偏差、任務(wù)變更等),導(dǎo)致正在實施中的生產(chǎn)作業(yè)計劃不能繼續(xù)執(zhí)行,此時必須依據(jù)實時調(diào)度信息,在原計劃的基礎(chǔ)上進行動態(tài)調(diào)整或編制新的作業(yè)計劃,該過程稱為動態(tài)調(diào)度。與此同時,還需將擾動信息上傳至上層計劃系統(tǒng),實時調(diào)整未完成的生產(chǎn)批量計劃和訂單信息。目前,煉鋼廠生產(chǎn)調(diào)度問題的研究以靜態(tài)調(diào)度居多,Sato等研究了考慮煉鋼—連鑄生產(chǎn)工藝基本要求的調(diào)度模型;Tang等針對煉鋼—連鑄區(qū)段的生產(chǎn)調(diào)度問題建立了數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,通過設(shè)計模型的求解策略得出可行調(diào)度方案;李鐵克等通過引入澆次工期的概念,建立了考慮連鑄連軋和冷裝熱軋并存環(huán)境下的煉鋼—連鑄生產(chǎn)調(diào)度模型,并提出基于遺傳算法和解線性規(guī)劃的兩階段求解算法;Pan等針對煉鋼廠調(diào)度計劃編制問題建立了一個混合整數(shù)規(guī)劃模型,并構(gòu)造了一個啟發(fā)式算法,得到粗調(diào)度,最后利用人工蜂群算法求取優(yōu)化解;陳立等提出一種約束滿足技術(shù)與遺傳優(yōu)化相結(jié)合的煉鋼調(diào)度計劃編制算法,首先利用基于邏輯的Benders分解法簡化原問題,然后利用約束滿足技術(shù)確保求得可行解,最后采用遺傳算法的迭代進化完成所求解的收斂。針對煉鋼廠動態(tài)調(diào)度問題,Roy等提出一個由任務(wù)、推理和領(lǐng)域三個模塊組成的知識模型來管理煉鋼過程中的各種擾動問題,給出了一個重調(diào)度的框架結(jié)構(gòu);鄭忠、龐新富等將重調(diào)度發(fā)生時刻批次內(nèi)的所有爐次分成正在作業(yè)爐次集合和未作業(yè)爐次集合,然后針對不同的爐次提出了相應(yīng)的求解策略?？紤]連鑄機故障會直接影響上層批量計劃的執(zhí)行問題,王柏琳等針對連鑄機故障的動態(tài)調(diào)度問題,以最小化調(diào)度前后變量取值差異度為目標(biāo),建立了動態(tài)約束滿足模型,并實現(xiàn)了模型的求解。1.3不同層級的計劃調(diào)度優(yōu)化信息管理系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制的技術(shù)平臺,與其相關(guān)的包括過程控制系統(tǒng)(ProcessControlSystem,PCS)、MES和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(EnterpriseResourcePlanning,ERP)。在生產(chǎn)運行控制方面,PCS主要負(fù)責(zé)設(shè)備和生產(chǎn)工藝過程的控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、流程的運行管控指令執(zhí)行等;MES與ERP主要負(fù)責(zé)流程的協(xié)調(diào)運行控制,包括工序間設(shè)備能力的匹配、時間節(jié)奏的協(xié)調(diào)控制、物流運輸?shù)穆窂絻?yōu)化、生產(chǎn)擾動的監(jiān)控與處理等。如圖2所示,在企業(yè)信息系統(tǒng)與計劃調(diào)度的關(guān)系中,生產(chǎn)訂單編制與板坯設(shè)計位于ERP系統(tǒng),生產(chǎn)批量計劃的制定位于ERP與MES系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)的管理是針對整個企業(yè)業(yè)務(wù),注重廠區(qū)間的協(xié)調(diào),而MES是針對具體廠區(qū)進行管理,如煉鋼MES、軋鋼MES等。由于煉鋼批量計劃與軋制批量計劃的編制需要考慮兩者的協(xié)調(diào)關(guān)系,批量計劃的制定最好在ERP層,而MES層可以具有相應(yīng)計劃的部分調(diào)整功能;生產(chǎn)批量計劃的接收及調(diào)度方案的制定與下達位于MES系統(tǒng),生產(chǎn)作業(yè)計劃的調(diào)整和動態(tài)調(diào)度是MES系統(tǒng)的重要功能(尤其針對鋼廠MES系統(tǒng));PCS系統(tǒng)是上層計劃調(diào)度指令的具體執(zhí)行層,它將收集的實時調(diào)度信息和生產(chǎn)實績信息反饋給上層系統(tǒng)。要實現(xiàn)信息管理系統(tǒng)對生產(chǎn)運行的有效控制,各層信息系統(tǒng)中應(yīng)具備與計劃調(diào)度相關(guān)的功能模塊,主要功能模塊如圖3所示,包括:(1)ERP中的合同和訂單管理模塊該模塊主要接收并管理企業(yè)的用戶合同信息和生產(chǎn)訂單信息。在生產(chǎn)過程中,該模塊主要對生產(chǎn)訂單的整個生命周期進行實時動態(tài)跟蹤,以提高生產(chǎn)效率為目標(biāo),便捷地調(diào)整訂單的生產(chǎn)組織節(jié)奏,確保按訂單要求組織生產(chǎn),同時實現(xiàn)產(chǎn)品制造全過程的質(zhì)量控制和跟蹤,保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量。(2)ERP中的生產(chǎn)訂單編制模塊該模塊是在用戶合同的基礎(chǔ)上編制滿足實際生產(chǎn)需求的生產(chǎn)訂單。(3)ERP中的板坯設(shè)計模塊該模塊是在生產(chǎn)訂單的基礎(chǔ)上,設(shè)計出最適合生產(chǎn)的板坯集合。(4)ERP中的批量計劃編制模塊該模塊是在生產(chǎn)訂單的基礎(chǔ)上編制企業(yè)的生產(chǎn)批量計劃,包括煉鋼批量計劃和軋制批量計劃,或者煉鋼—連鑄—熱軋一體化計劃。(5)MES中的批量計劃調(diào)整模塊因為生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜、隨機擾動多,所以可以依據(jù)實際生產(chǎn)環(huán)境對已接收的ERP系統(tǒng)的批量計劃進行適當(dāng)調(diào)整,以適應(yīng)生產(chǎn)條件變化。一般煉鋼MES擁有自主調(diào)整權(quán)限,軋鋼MES需與ERP協(xié)同調(diào)整。(6)鋼廠MES中的生產(chǎn)作業(yè)計劃編制模塊(調(diào)度計劃模塊)該模塊以生產(chǎn)成本最小為目標(biāo),以資源能力和工藝要求為約束,對接受的煉鋼生產(chǎn)批量計劃進行組合優(yōu)化,安排各爐次在各工序上的加工設(shè)備、加工時間和加工順序。(7)MES中的物流跟蹤與管理模塊該模塊主要收集、整理和加工來自過程控制計算機的生產(chǎn)實績信息,同時對生產(chǎn)過程狀態(tài)(如設(shè)備運行狀態(tài)、加工指令、工藝狀態(tài)、計劃狀態(tài)等)和加工過程中的物流狀態(tài)進行全程跟蹤,以掌握物流在生產(chǎn)過程中的加工和運輸狀況。(8)MES中的動態(tài)調(diào)度模塊生產(chǎn)過程中不可避免的隨機擾動常導(dǎo)致正在實施的生產(chǎn)計劃不能執(zhí)行,此時必須對未執(zhí)行的生產(chǎn)計劃進行調(diào)整,甚至重新編制。(9)PCS中的各工序生產(chǎn)控制系統(tǒng)PCS作為上層計劃調(diào)度指令的具體執(zhí)行層,主要依靠各工序主設(shè)備的生產(chǎn)控制系統(tǒng)實現(xiàn)按計劃定時、定溫、定成分的生產(chǎn)。(10)數(shù)據(jù)接口及各層系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理模塊生產(chǎn)過程中必然產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),如質(zhì)量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、發(fā)貨數(shù)據(jù)、訂單數(shù)據(jù)和工藝控制數(shù)據(jù)等,在各層系統(tǒng)中有效地存儲數(shù)據(jù)并保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳遞,對分析產(chǎn)品的質(zhì)量、成本以及掌握生產(chǎn)運行狀況等都具有重要意義。2螺母生產(chǎn)計劃的主要方法和典型應(yīng)用2.1近10年企業(yè)計劃調(diào)度方法綜述生產(chǎn)計劃調(diào)度作為鋼鐵制造流程協(xié)調(diào)運行控制的關(guān)鍵功能,是整個先進生產(chǎn)制造系統(tǒng)實現(xiàn)管理技術(shù)、運籌技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、自動化與計算機技術(shù)發(fā)展的核心。優(yōu)化的生產(chǎn)計劃調(diào)度方案可以提高生產(chǎn)效益和資源利用率,進而增強企業(yè)的競爭能力。鋼鐵制造流程中的生產(chǎn)計劃調(diào)度問題大多為復(fù)雜的組合優(yōu)化問題,是典型的NP難題。由于生產(chǎn)計劃調(diào)度在鋼鐵生產(chǎn)中的重要地位,面向鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)計劃調(diào)度問題受到重視,成為近年冶金先進制造領(lǐng)域的研究熱點。Tang等針對鋼鐵企業(yè)的計劃調(diào)度問題進行了綜述,將計劃調(diào)度方法歸結(jié)于運籌學(xué)方法(operationresearch)、人工智能(ArtificialItelligent,AI)、人機協(xié)作(human-machinecoordination)和多智能體(multiAgent)四類,分別敘述了其應(yīng)用情況。表2從建模和求解兩個角度綜述了近10年鋼鐵企業(yè)計劃調(diào)度問題的代表性方法。鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)計劃調(diào)度方法雖然已取得很多研究成果,但是面對現(xiàn)實復(fù)雜生產(chǎn)過程的調(diào)度問題,在方法和應(yīng)用效果方面還存在局限,主要體現(xiàn)在:(1)針對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)計劃調(diào)度問題建模時,大多需要對實際問題進行簡化,并附加假設(shè)條件,降低了模型的現(xiàn)場適應(yīng)性;(2)模型求解一般采用迭代優(yōu)化機制進行解的尋優(yōu),針對復(fù)雜的鋼鐵制造流程,該類方法常存在調(diào)度性能差、尋優(yōu)效率低的缺陷,往往難以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境。目前,尤其是流程比較復(fù)雜的鋼鐵企業(yè),其生產(chǎn)過程的生產(chǎn)作業(yè)計劃的制定,尤其是現(xiàn)場調(diào)度,仍主要依靠人工經(jīng)驗完成,嚴(yán)重制約了企業(yè)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量等綜合生產(chǎn)指標(biāo)的改善和提高。因此,迫切需要進一步研究適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)過程計劃調(diào)度需求的建模和求解方法。2.2在方法研究和系統(tǒng)開發(fā)方面的進展在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)計劃調(diào)度方法研究的基礎(chǔ)上,以日本為代表的鋼鐵企業(yè)強國陸續(xù)開發(fā)并應(yīng)用了一系列生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng),Tang等對20世紀(jì)末期日本、美國和韓國在該領(lǐng)域的研究成果進行了綜述,并總結(jié)了因系統(tǒng)運用而帶來的諸多經(jīng)濟效益。系統(tǒng)的核心功能是促使鋼鐵制造流程的物質(zhì)流和信息流盡可能保持同步,從而使前后工序緊密銜接、流程整體有序高效運行。國內(nèi)關(guān)于該領(lǐng)域的研究起步較晚,在引進國外技術(shù)的同時,通過國內(nèi)廣大研究人員的努力,在方法研究和系統(tǒng)開發(fā)方面也取得了明顯進展,表3列舉了國內(nèi)外部分鋼廠的應(yīng)用案例。從文獻報道來看,大多集中在鋼廠的生產(chǎn)計劃調(diào)度模型和系統(tǒng)開發(fā)方面。因為國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)的制造流程隨著企業(yè)的改建/擴建不斷改變,致使生產(chǎn)流程復(fù)雜、物流走向不盡合理,并且企業(yè)的管理模式、管理水平和自動化水平與國外有明顯差異,所以直接引進國外計劃調(diào)度系統(tǒng)的方式難以取得應(yīng)有效果,這也是近年來國內(nèi)科研院所、高校和企業(yè)積極開發(fā)鋼鐵生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)的動力。國內(nèi)較多的鋼鐵企業(yè)均建立了ERP和MES信息系統(tǒng),也具有一定的生產(chǎn)計劃調(diào)度功能。然而調(diào)研發(fā)現(xiàn),計劃調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用效果有限,特別是動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用效果遠未達預(yù)期,流程復(fù)雜的鋼鐵企業(yè)尤為明顯,主要問題表現(xiàn)為:(1)在多品種小批量的合同訂單情況下,要求系統(tǒng)能夠及時進行生產(chǎn)訂單的有效編制與優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)變得越來越重要;(2)考慮不同工序產(chǎn)能協(xié)調(diào)優(yōu)化的一體化計劃編制方法有待進一步完善;(3)調(diào)度系統(tǒng)制定的生產(chǎn)作業(yè)計劃可執(zhí)行率不高,面對現(xiàn)場不可避免的隨機擾動的處理能力有限,不能適應(yīng)現(xiàn)場動態(tài)調(diào)度的需要;(4)系統(tǒng)普適性不強,不能滿足生產(chǎn)工藝和工藝路徑調(diào)整變化導(dǎo)致的生產(chǎn)流程改變;(5)系統(tǒng)管理功能欠缺,缺少對生產(chǎn)運行效果的評價功能。由于生產(chǎn)計劃調(diào)度系統(tǒng)的局限性,導(dǎo)致MES信息系統(tǒng)最重要的功能不能充分發(fā)揮,對生產(chǎn)運行實施有效控制的能力不足,大多僅實現(xiàn)了生產(chǎn)信息收集平臺的作用。3中小企業(yè)工序設(shè)備的生產(chǎn)保障能力鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程的有序高效具有重要作用。設(shè)備層面的生產(chǎn)過程控制是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行控制的重要基礎(chǔ)和支撐,通過對鋼鐵企業(yè)各工序冶煉設(shè)備的冶金功能和運輸設(shè)備的運輸功能的合理分配,可以加強對各冶金設(shè)備的管理和對冶金過程的實時監(jiān)控,實現(xiàn)對各工序生產(chǎn)的有效控制,形成工序設(shè)備的生產(chǎn)保障能力。流程的協(xié)調(diào)運行控制是以鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)計劃調(diào)度為主要手段,通過進一步提升企業(yè)MES信息系統(tǒng)的計劃調(diào)度功能,規(guī)范和提高各級生產(chǎn)管理人員的意識和能力,提高生產(chǎn)組織管理水平,進而實現(xiàn)全流程生產(chǎn)有序、穩(wěn)定和高效的目的。3.1完善設(shè)備運行狀態(tài)在設(shè)備的生產(chǎn)過程控制層面,目前以鋼鐵企業(yè)主要冶煉設(shè)備的工藝過程控制研究居多,關(guān)于臺車與天車等運輸設(shè)備的運行過程控制研究也逐漸受到關(guān)注,但工業(yè)現(xiàn)場的運輸調(diào)度基本還是依靠調(diào)度員的人工經(jīng)驗進行控制。許多冶煉設(shè)備的工藝過程控制模型和方法在實際生產(chǎn)中都有應(yīng)用,但應(yīng)用效果因具體應(yīng)用環(huán)境的不同而不同。例如轉(zhuǎn)爐終點預(yù)測模型,在鐵水、廢鋼和輔助原料的成分質(zhì)量波動小,氧氣、氮氣供應(yīng)相對穩(wěn)定的鋼廠能較好地命中轉(zhuǎn)爐冶煉終點的鋼水溫度和碳含量,相反則命中率低下。冶煉設(shè)備工藝過程的精準(zhǔn)控制與運輸設(shè)備運行的有效控制,既是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,也是使生產(chǎn)過程按照流程協(xié)調(diào)運行控制指令執(zhí)行的保障。為了提高生產(chǎn)過程控制的水平,需要加強設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控,收集設(shè)備性能和相關(guān)生產(chǎn)加工過程的數(shù)據(jù),用于切實跟蹤流程協(xié)調(diào)運行控制指令的執(zhí)行情況。總之,不同鋼廠的信息化建設(shè)程度不同,設(shè)備的生產(chǎn)過程控制手段應(yīng)從以下幾方面進行完善:(1)合理安排設(shè)備的定檢定修,提高設(shè)備運行的保障能力。將生產(chǎn)計劃與各生產(chǎn)線流程上設(shè)備的定檢定修盡可能有機協(xié)調(diào),從而提高計劃調(diào)度指令的執(zhí)行力。(2)加強冶金工藝過程控制模型的研究,提升冶金工藝過程的自動化控制水平。開展復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下的生產(chǎn)工藝過程控制模型研究,將機理模型、數(shù)據(jù)建模與基于人工經(jīng)驗的知識庫方法進行有機結(jié)合,提高主要冶金設(shè)備的生產(chǎn)工藝過程控制能力,如轉(zhuǎn)爐一鍵煉鋼、高效RH智能精煉、連鑄無人化澆鑄、加熱爐自動控制和控軋控冷等。(3)加強運輸設(shè)備維護與運行過程優(yōu)化控制技術(shù)研究,提高生產(chǎn)運行計劃調(diào)度的保障能力。以運輸安全、作業(yè)準(zhǔn)時、過程低能耗等為原則,加強臺車與天車運行的智能優(yōu)化控制技術(shù)研究,增強運輸保障能力;鋼包是盛納、運輸鋼水并進行相應(yīng)二次冶金的容器,對鋼包運行過程進行深度解析,研究鋼包的周轉(zhuǎn)過程,有助于對鋼包運行個數(shù)、鋼包運行過程溫降及運行頻率的精準(zhǔn)控制。(4)加強各工序設(shè)備的信息平臺建設(shè),促進鋼鐵企業(yè)基礎(chǔ)管理水平的提升。主要包括設(shè)備(冶煉設(shè)備和運輸設(shè)備)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控與在線跟蹤、設(shè)備生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備生產(chǎn)計劃的執(zhí)行情況等,為企業(yè)MES信息系統(tǒng)提供及時、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)保證。3.2加強一體化計劃編制過程的研究工作流程協(xié)調(diào)運行控制的核心手段是MES和ERP信息管理系統(tǒng)中的計劃調(diào)度功能。針對鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)計劃調(diào)度方面的主要問題,應(yīng)重點加強批量計劃制定中考慮工序產(chǎn)能綜合協(xié)調(diào)的一體化批量計劃方法、生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域的煉鋼廠動態(tài)調(diào)度方法的研究。為進一步提升生產(chǎn)作業(yè)計劃的可執(zhí)行性,還應(yīng)加強鐵—鋼、鋼—軋界面技術(shù)研究,以及開展鋼廠生產(chǎn)作業(yè)計劃編制與天車運輸作業(yè)調(diào)度計劃的集成研究,為實現(xiàn)信息系統(tǒng)計劃調(diào)度功能提供技術(shù)支撐。具體的流程協(xié)調(diào)運行控制技術(shù)應(yīng)從以下方面進行完善:(1)完善MES/ERP/PCS信息系統(tǒng)的計劃調(diào)度功能,充分發(fā)揮其對生產(chǎn)運行控制的信息平臺的支撐效果。首先明確各層次信息系統(tǒng)的計劃調(diào)度功能,以發(fā)揮ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)協(xié)調(diào)指揮能力、MES系統(tǒng)的生產(chǎn)運行控制優(yōu)化能力、PCS系統(tǒng)的生產(chǎn)執(zhí)行能力為核心,進一步提升各級信息系統(tǒng)的計劃調(diào)度功能;切實加強底層的系統(tǒng)硬件建設(shè),確保數(shù)據(jù)采集的正確性、及時性和完整性。(2)加強一體化計劃編制方法研究,提升計劃的協(xié)調(diào)性和可執(zhí)行性。在生產(chǎn)批量計劃編制階段,應(yīng)從縮短生產(chǎn)制造周期、減少能耗和降低生產(chǎn)成本等角度出發(fā),將煉鋼—連鑄—熱軋工序相對獨立的生產(chǎn)批量計劃編制轉(zhuǎn)變成一體化的批量計劃編制,但從批量計劃在實施階段能夠根據(jù)現(xiàn)實情況進行適當(dāng)微調(diào)的角度考慮,一體化批量計劃模型需要具備進行熱軋單元計劃與澆次(包次)、爐次計劃的調(diào)整功能。(3)加強鐵—鋼、鋼—軋界面技術(shù)研究,提高生產(chǎn)計劃的可執(zhí)行性。直接熱裝和直軋工藝的鋼—軋界面技術(shù)是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)集約型生產(chǎn)的必然選擇,它將傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)中的煉鋼、連鑄和熱軋三大工序緊密耦合成有機整體,因此應(yīng)在一體化計劃編制的基礎(chǔ)上加強有關(guān)研究工作,考慮到澆鑄周期與熱軋周期可能存在差異,引入“補丁”式計劃模式,適當(dāng)預(yù)留部分“下線”的鑄坯熱裝或冷裝作為熱軋單元計劃的補充;另外,加強鐵—鋼界面技術(shù)研究,盡可能使鐵水供應(yīng)計劃與鋼廠生產(chǎn)作業(yè)計劃能有機銜接,在鋼廠生產(chǎn)作業(yè)計劃編制方法的研究上,應(yīng)將通常以保證連鑄機連續(xù)澆鑄為中心的計劃編制模式,調(diào)整為考慮鐵水的供鐵節(jié)奏與連鑄機鑄坯連澆的進出雙重約束下的鋼廠生產(chǎn)作業(yè)計劃的編制模式。(4)加強鋼廠生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度模型研究,提高MES信息系統(tǒng)的調(diào)度決策支持能力。生產(chǎn)作業(yè)計劃執(zhí)行過程中常會發(fā)生不可避免的隨機擾動,動態(tài)調(diào)度是保證生產(chǎn)穩(wěn)定、連續(xù)的關(guān)鍵。為保障動態(tài)調(diào)度能及時、有效地進行,需進一步開展主要擾動條件下的動態(tài)調(diào)度方法研究,同時加強生產(chǎn)運行風(fēng)險智能識別與安全應(yīng)急技術(shù)研發(fā),最大限度地降低隨機擾動給生產(chǎn)過程制造的紊亂,使生產(chǎn)運行盡快恢復(fù)“層流式”運行模式,減少經(jīng)濟損失。為保障制定的作業(yè)計劃和調(diào)度方案能落實到實處,鋼廠信息管理系統(tǒng)還需完善生產(chǎn)運行實績的評價功能,并改進考核制度,真正實現(xiàn)管控一體化。(5)加強鋼廠生產(chǎn)作業(yè)輔助系統(tǒng)模型研究,提高生產(chǎn)計劃調(diào)度指令的執(zhí)行率。建立鋼廠的天車調(diào)度優(yōu)化模型,并開展鋼廠生產(chǎn)作業(yè)計劃編制與天車運輸作業(yè)調(diào)度計劃的集成研究,以及鋼廠鋼包運轉(zhuǎn)優(yōu)化和中間包周轉(zhuǎn)優(yōu)化等的集成技術(shù)研究,以提高生產(chǎn)調(diào)度方案的可執(zhí)行性。在現(xiàn)有計劃調(diào)度模型中,通常將運輸過程進行簡化處理