《煉鋼連鑄生產過程的自適應魯棒調度方法研究》是依託東北大學，由潘全科擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：煉鋼連鑄生產過程的自適應魯棒調度方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘全科
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年來，煉鋼-連鑄調度問題成為學術界和工業界共同關注的研究熱點。然而，由於煉鋼-連鑄過程具有大規模、強約束、多目標和動態不確定等複雜特徵，現有的調度方法還很不完善，難以有效套用於生產實踐。本項目擬以保證煉鋼-連鑄生產過程的安全平穩高效運行為目標，系統研究煉鋼-連鑄自適應魯棒調度方法，包括煉鋼-連鑄魯棒調度模型、基於Meta-Lamarckian學習機制的自適應控制策略、基於離散群智慧型的高性能多目標魯棒調度算法、調度魯棒性和魯棒調度算法的基本理論等內容。充分考慮調度性能指標和魯棒性指標的統一，主動調度和反應調度兩種模式的綜合集成，調度模型、控制策略和調度算法的呼應，局部調度與全局調度的協調，給出一批具有可指導性和實用性的煉鋼-連鑄自適應魯棒調度理論成果。研究成果將豐富和深化已有的煉鋼-連鑄調度方法，推動具有問題特徵的魯棒調度理論的發展，可望直接服務於國民經濟和社會發展。
結題摘要
煉鋼連鑄階段是鋼鐵生產過程的瓶頸環節。煉鋼連鑄調度技術直接影響著鋼鐵生產的成本與效益，是實現煉鋼連鑄過程合理化、自動化和集成化的基礎和關鍵。本項目圍繞煉鋼連鑄魯棒調度問題，在群智慧型調度算法、煉鋼連鑄調度算法、煉鋼連鑄重調度算法等三個方面展開研究，主要研究成果包括：①探索了果蠅算法、人工蜂群算法和遷徙鳥群算法等群智慧型算法解決調度問題的關鍵理論與技術，提出了一種改進人工蜂群算法，有效解決了以最大完成時間為目標的混合流水車間調度問題；提出了一種人工蜂群禁忌搜尋混合算法，有效解決了多目標柔性作業車間調度問題；提出了一種改進遷移鳥群算法，有效解決了以總流經時間為目標的混合流水車間調度問題。②建立了煉鋼連鑄調度問題的混合整數規劃模型，提出了一種拉格朗日鬆弛算法，給出了求解鬆弛問題的線性規劃方法，給出了保證鬆弛解有界的充要條件，提出了避免無界的方法；研究了工件排列編碼的鄰域特性和工件移動特性，提出了一種有效的人工蜂群煉鋼連鑄調度算法；構建了煉鋼連鑄調度問題與鑄機分配問題的統一模型，提出了一種協同蜂群最佳化調度算法，同時最佳化煉鋼連鑄調度與鑄機分配問題。③實際生產中採用重調度策略處理生產過程的動態不確定性。針對煉鋼連鑄重調度問題，考慮到工件的加工時間可調性，建立了基於時間索引變數的煉鋼連鑄重調度問題的混合整數規劃模型，提出了基於機器能力約束部分鬆弛和全部鬆弛的拉格朗日鬆弛算法；綜合考慮工具機隨機故障和工件加工時間隨機變化兩種突發事件，提出了一種結合果蠅算法和疊代貪心搜尋的混合最佳化算法；考慮到計畫執行過程中的穩定性，提出了不改變正在作業爐次已分配加工設備的具有一定魯棒性的重調度方法；採用離散場景描述煉加工時間的不確定性，以最小化壞場景出現的可能性為目標，建立了一個魯棒最佳化調度模型，提出了一種人工蜂群魯棒調度算法。本項目共完成論文39篇，其中SCI論文30篇，EI中文期刊論文7篇。在所發表的SCI論文中，ESI高被引論文1篇、IEEE Trans長文6篇、IFAC會刊長文1篇、Control Engineering Practice 長文1篇、運作管理領域知名期刊European Journal of Operational Research 和OMEGA論文5篇。在中科院SCI期刊JCR大類分區一區期刊上發表論文7篇。獲得教育部自然科學獎一等獎1項。申請專利2項，培養博士研究生4名，碩士生
