【摘要】：鐵水物流優(yōu)化調(diào)度是根據(jù)高爐出鐵信息,轉(zhuǎn)爐需鐵信息,以及扒渣、脫磷脫硫等預(yù)處理工位的狀態(tài)信息,確定鐵水的流向和運(yùn)輸工具的運(yùn)行路徑。由于鐵水運(yùn)輸過(guò)程涉及受鐵、重罐運(yùn)輸、倒罐和空罐運(yùn)輸一系列工序,運(yùn)輸路徑受固定軌道限制等工藝特征,使得鐵水物流優(yōu)化調(diào)度具有一定難度,并且魚(yú)雷車的運(yùn)輸狀態(tài)與鐵水溫降等生產(chǎn)指標(biāo)緊密相關(guān),因此研究魚(yú)雷車調(diào)度問(wèn)題對(duì)鐵水物流優(yōu)化調(diào)度有重要的意義。本文對(duì)鐵水物流優(yōu)化調(diào)度中涉及到的魚(yú)雷車運(yùn)輸任務(wù)調(diào)度問(wèn)題和魚(yú)雷車行駛路徑規(guī)劃問(wèn)題展開(kāi)研究,定制化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型和求解算法,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)魚(yú)雷車運(yùn)輸任務(wù)調(diào)度問(wèn)題,考慮鐵水運(yùn)輸過(guò)程中的高溫操作性,以最小化運(yùn)輸任務(wù)總等待時(shí)間帶來(lái)的能耗損失為目標(biāo)函數(shù),建立混合整數(shù)規(guī)劃(MIP)模型。采用Danzig-Wolfe分解方法將MIP轉(zhuǎn)化為集劃分主問(wèn)題和價(jià)格子問(wèn)題,在列生成算法的實(shí)施過(guò)程中,采用基于最近鄰的啟發(fā)式算法獲得初始可行解,構(gòu)造限制性主問(wèn)題。通過(guò)對(duì)價(jià)格子問(wèn)題的特征分析,設(shè)計(jì)基于標(biāo)號(hào)更新的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。最后,以原混合整數(shù)規(guī)劃模型的非整數(shù)解的決策變量作為分支策略為依據(jù),開(kāi)發(fā)分支-定價(jià)算法,從而得到問(wèn)題的最優(yōu)整數(shù)解。通過(guò)將列生成算法與CLPEX求解軟件進(jìn)行結(jié)果比較,驗(yàn)證算法的有效性。(2)針對(duì)魚(yú)雷車行駛路徑規(guī)劃問(wèn)題,考慮魚(yú)雷車運(yùn)輸過(guò)程受固定軌道限制的工藝特征,以廠區(qū)內(nèi)的鐵路為網(wǎng)絡(luò),根據(jù)各工位點(diǎn)之間的距離等現(xiàn)場(chǎng)因素,重點(diǎn)解決魚(yú)雷車行駛過(guò)程中可能出現(xiàn)的碰撞沖突,提煉出魚(yú)雷車走行的時(shí)空流平衡特征,建立時(shí)空網(wǎng)絡(luò)流模型,從而得到魚(yú)雷車的最優(yōu)行駛方案。計(jì)算實(shí)驗(yàn)中,在魚(yú)雷車運(yùn)輸任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的調(diào)度方案基礎(chǔ)上,使用CPLEX求解軟件對(duì)模型進(jìn)行求解,為魚(yú)雷車制定合理的行車路線,驗(yàn)證提出的時(shí)空模型能夠有效解決實(shí)際規(guī)模的工業(yè)問(wèn)題。(3)以上述模型和算法為核心開(kāi)發(fā)決策支持系統(tǒng),設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)鐵水物流優(yōu)化調(diào)度決策支持系統(tǒng),為鐵水運(yùn)輸過(guò)程提供科學(xué)、定量的決策支持,達(dá)到提高魚(yú)雷車的周轉(zhuǎn)率、減少魚(yú)雷車運(yùn)輸過(guò)程中的等待時(shí)間、降低鐵水在運(yùn)輸中的溫度損耗等效果。
【圖文】：

鐵水從不同的高爐被裝入由機(jī)車牽引的魚(yú)雷車內(nèi)，，然后運(yùn)送至預(yù)處理站進(jìn)行前扒逡逑渣、脫硫和后扒渣等預(yù)處理工序，最后在指定的倒罐站倒罐送至煉鋼廠。鐵水運(yùn)逡逑輸過(guò)程示意圖如圖１．２所示。逡逑Ｉ邋魚(yú)雷罐機(jī)車逡逑ｊ邐１邐１邐轉(zhuǎn)爐逡逑圖１．２鐵水運(yùn)輸過(guò)程示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｏｌｔｅｎ邋ｉｒｏｎ邋ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ逡逑鋼鐵企業(yè)內(nèi)鐵水調(diào)度過(guò)程主要具有出溫度要求高、能源消耗大，工藝環(huán)節(jié)復(fù)逡逑雜、在線設(shè)備多，運(yùn)輸資源受限，生產(chǎn)過(guò)程具有連續(xù)性和實(shí)時(shí)性等特征［２１。上述逡逑的特征表明鐵水物流調(diào)度一個(gè)復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度過(guò)程。隨著鋼鐵企業(yè)的規(guī)逡逑模擴(kuò)大，鐵水物流過(guò)程呈現(xiàn)出物流規(guī)模增大，物流速度加快，企業(yè)能耗壓力增大逡逑等趨勢(shì)。這一趨勢(shì)對(duì)鐵水物流優(yōu)化調(diào)度提出了以下新的目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)高爐與煉鋼之逡逑間的產(chǎn)能平衡、多個(gè)高爐和轉(zhuǎn)爐之間物流交叉管理，鐵水的合理分配，以及控制逡逑魚(yú)雷車和機(jī)車的運(yùn)行路徑等。因此實(shí)現(xiàn)煉鐵與煉鋼之間各工序的物流平衡、對(duì)鐵逡逑水物流進(jìn)行合理分配、對(duì)運(yùn)輸工具的路徑進(jìn)行合理安排是鐵水物流優(yōu)化調(diào)度過(guò)程逡逑中亟待解決的問(wèn)題。逡逑在鐵水物流優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題中，主要需要協(xié)調(diào)三個(gè)層次的問(wèn)題，分別為鐵水分逡逑配問(wèn)題、魚(yú)雷車調(diào)度問(wèn)題和機(jī)車調(diào)度問(wèn)題。其中，鐵水分配問(wèn)題所要決策的是將逡逑各個(gè)高爐產(chǎn)出的鐵水何時(shí)運(yùn)輸?shù)侥囊粋�(gè)煉鋼廠，魚(yú)雷車調(diào)度問(wèn)題主要根據(jù)高爐的逡逑出鐵信息和轉(zhuǎn)爐的需鐵信息

間帶來(lái)的能耗損失為目標(biāo)，制定魚(yú)雷車的運(yùn)輸任務(wù)安排。每一個(gè)運(yùn)輸任務(wù)有且僅逡逑有一輛魚(yú)雷車執(zhí)行，最終得到魚(yú)雷車執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)的序列，即魚(yú)雷車的運(yùn)輸任務(wù)逡逑調(diào)度計(jì)劃。圖２．１給出了一輛魚(yú)雷車／ｔ在執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)過(guò)程中所經(jīng)歷的受鐵、重逡逑罐運(yùn)輸、倒罐、空罐運(yùn)輸?shù)炔僮鬟^(guò)程的示意圖。魚(yú)雷車運(yùn)輸任務(wù)調(diào)度問(wèn)題需要為逡逑每一輛魚(yú)雷車安排運(yùn)輸任務(wù)及確定任務(wù)的執(zhí)行順序，使得所有的運(yùn)輸任務(wù)都被服逡逑務(wù)，同時(shí)滿足操作時(shí)間約束。逡逑繼續(xù)回到高爐運(yùn)下一爐鐵水逡逑ｒ邐．．．！逡逑高爐出鐵邐受鐵邐重罐運(yùn)輸邐預(yù)處理邐倒罐邐煉鋼廠逡逑去高爐處回停車場(chǎng)逡逑停車場(chǎng)逡逑圖２．１魚(yú)雷車執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)過(guò)程示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ逡逑上述鋼鐵企業(yè)中魚(yú)雷車運(yùn)輸調(diào)度計(jì)劃很大程度上依賴調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)決策，很逡逑難達(dá)到最優(yōu)的安排。因此，本章使用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法，為這一復(fù)雜的魚(yú)雷車運(yùn)輸逡逑任務(wù)調(diào)度問(wèn)題建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。逡逑－１５－逡逑
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF086

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2702105