钢铁生产混合流程智能调度及其知识网系统/数字制造科学与技术前沿研究丛书
定 价:59 元
丛书名:数字制造科学与技术前沿研究丛书
- 作者:蒋国璋,李公法 著
- 出版时间:2018/1/1
- ISBN:9787562955368
- 出 版 社:武汉理工大学出版社
- 中图法分类:TF4
- 页码:146
- 纸张:胶版纸
- 版次:1
- 开本:16开
- 字数:(单位:千字)
钢铁行业面临产能过剩、不合理库存增加、效率低下的问题。当前的生产调度研究的主要任务是减缓不合理库存的增加,提高运行效率,提高产品质量,改善产能结构。
《钢铁生产混合流程智能调度及其知识网系统/数字制造科学与技术前沿研究丛书》建立了可根据实际生产调度问题,采用面向对象的建模方法自动生成求解模型的钢铁生产流程调度系统模型库;应用基于启发式规则的遗传算法、粒子群遗传混合算法、聚类单亲遗传算法;最后构建了一种基于B/S模式的钢铁生产流程知识网系统的框架结构,并建立了原型系统。
《钢铁生产混合流程智能调度及其知识网系统/数字制造科学与技术前沿研究丛书》对调度模型、调度算法的研究和提高钢铁生产调度水平以及钢铁生产调度知识化、智能化具有一定的理论和应用价值。
《钢铁生产混合流程智能调度及其知识网系统/数字制造科学与技术前沿研究丛书》可供冶金人员、生产调度管理人员、科研人员以及大专院校的师生参考。
在国家制定了国民经济体系供给侧结构性改革目标的背景下,如何解决钢铁行业产能过剩、生产工序“不同步”和生产工艺流程之间的不平衡等问题是钢铁行业关注的核心问题。本书通过建立钢铁一体化生产计划与调度知识网系统,提高钢铁生产效率、降低生产成本、优化生产流程、缩短产品生产周期、提高产品质量、增强市场竞争力。
炼钢一连铸一连轧一体化生产管理是目前钢铁行业研究的热点问题。本书是作者十余年来在对钢铁生产工艺流程、钢铁调度问题建模、钢铁智能调度算法、钢铁生产调度知识表示及联系进行研究的基础上,总结提炼而成的。
钢铁生产调度具有多目标、复杂约束和不确定性等特点,为NP-hard问题。面向钢铁生产流程的智能调度知识网系统研究中,钢铁生产调度问题智能化建模与优化求解算法一直是钢铁行业极具挑战的研究课题,也是科学管理与优化理论研究领域极具挑战的科学问题。
智能化建模是钢铁生产调度研究的关键性问题之一,本书建立了模型字典,采用面向对象模型表示方法,提出基于UML技术的钢铁生产调度模型库系统建模分析,建立了模型库系统的静态结构模型和动态交互模型,指出了模型智能生成技术,解决钢铁生产调度智能化建模的需要。
调度算法是解决钢铗调度问题的关键,如何快速、准确地求解钢铁生产计划与调度问题,是研究钢铁生产调度问题的重点。本书通过对钢铁生产调度的智能算法的研究,总结了适合钢铁一体化生产的调度算法,并对基于规则的遗传算法、粒子群算法、聚类单亲遗传算法进行了研究,同时与传统算法进行了对比。通过智能调度算法的研究,解决了钢铁智能调度问题。
调度系统是一个复杂多变的离散系统。本书把钢铁生产流程知识、生产与计划调度信息作为载体,将其按照一定的规则相互关联,构成反映钢铁生产与调度知识的网络结构,提出了面向钢铁生产流程的智能调度知识网系统。钢铁生产流程知识网系统作为ERPlMES/PCS之间的信息交互与数据传递纽带,其最大特点是解决了生产工序间的“不同步”问题。通过每个工序间的节点,辅助决策,编制生产计划,并联系PCS控制,实现钢铁生产流程一体化管理。
本书专门介绍钢铁生产调度知识网一体化管理与智能调度优化算法研究。参加本书著述和撰写工作的有蒋国璋、李公法教授,书中还吸取了课题组其他同志研究工作中所取得的一些成果,他们是何恩元、雷崇武、周梦杰、刘清雄、徐露露、李婷婷、杜鹃、李晓勇、吴秉泽等,武汉科技大学机械自动化学院工业工程系及有关兄弟单位都给予了支持和帮助。
应特别指出,本书是课题组正在执行的国家自然科学基金项目“钢铁生产混合流程智能调度及其知识网系统的研究”(项目编号:71271160)的部分成果。
由于水平有限,书中难免有不足之处,恳请读者批评指正。
1 绪论
1.1 数字化钢铁生产的工艺流程
1.1.1 钢铁生产的基本工艺流程
1.1.2 数字化钢铁生产工艺流程
1.2 数字化钢铁生产的智能调度技术
1.2.1 概述
1.2.2 运筹学与最优化方法
1.2.3 智能算法
1.2.4 平台与仿真技术
1.2.5 控管一体化技术
参考文献
2 数字化钢铁生产混合流程及其知识网系统
2.1 钢铁生产混合流程数字化
2.1.1 钢铁生产流程数字化的知识
2.1.2 基于混合生产流程数字化的知识分析
2.2 基于知识的系统
2.3 钢铁生产混合流程数字化知识网系统
2.3.1 钢铁生产混合流程数字化知识网系统与ERP/MES/PCS的关系
2.3.2 知识网系统中的生产计划知识节点
2.3.3 知识网系统中的生产调度
2.3.4 知识网系统中扰动解决方案
2.4 数字化钢铁生产一体化控制及其知识网系统结构模型
2.5 本章小结
参考文献
3 数字化钢铁生产调度模型
3.1 数字化炼钢调度的模块化模型
3.2 数字化连铸调度的模块化模型
3.3 数字化轧制调度的模块化模型
3.4 数字化钢铁生产调度的通用模型
3.5 本章小结
参考文献
4 基于遗传算法的数字化钢铁生产调度
4.1 引言
4.2 炼钢生产调度问题的遗传算法
4.2.1 炼钢生产调度问题中的算法设计
4.2.2 实例仿真
4.3 钢铁合同计划调度问题的PSO-GA混合算法
4.3.1 钢铁合同计划调度问题的算法设计
4.3.2 实例分析
4.4 本章小结
参考文献
5 钢铁一体化生产计划与智能调度算法
5.1 引言
5.2 面向订单的数字化钢铁一体化生产计划分析
5.3 数字化生产计划调度问题的研究方法
5.4 数字化钢铁一体化生产计划模型
5.4.1 数字化钢铁一体化生产合同计划模型
5.4.2 数字化钢铁一体化生产组炉计划模型
5.4.3 数字化钢铁一体化生产组浇计划模型
5.4.4 数字化钢铁一体化生产轧制计划模型
5.5 基于模型规则知识的数字化生产调度智能算法设计
5.5.1 基于知识的合同计划聚类单亲遗传算法
5.5.2 基于合同计划和炉次模型规则的组炉计划遗传算法
5.5.3 基于组炉计划和启发式规则的组浇计划遗传算法
5.5.4 基于板坯实绩和轧制模型规则的轧制计划遗传算法
5.6 本章小结
参考文献
6 数字化钢铁一体化生产知识库系统的设计
6.1 数字化钢铁一体化生产知识库系统
6.2 系统配置
6.3 系统结构
6.4 系统数据库表设计
6.5 考虑动态调度和安全库存的一体化生产知识库系统
6.5.1 多扰动条件下的动态调度
6.5.2 考虑安全库存的仓储管理
6.6 以MFC为主的知识库系统开发技术
6.7 知识库系统实现
6.8 生产计划子系统开发
6.8.1 系统运行
6.8.2 系统设计案例
6.9 本章小结
参考文献
7 数字化钢铁生产混合流程知识网系统设计
7.1 系统模块化设计
7.2 知识库设计
7.2.1 数字化钢铁生产流程知识库架构
7.2.2 知识获取方式
7.3 模型知识化表示及模型库设计
7.3.1 模型库构架
7.3.2 模型知识化表示
7.3.3 知识化模型库学习机制
7.3.4 模型选择与组合
7.4 算法择优及算法库设计
7.4.1 算法择优
7.4.2 MATLAB调用模式
7.5 数据库设计
7.5.1 钢铁生产混合流程知识网系统数据流
7.5.2 系统数据表
7.5.3 数据表关系
7.6 本章小结
参考文献
8 数字化钢铁生产混合流程知识网系统实现及仿真
8.1 数字化钢铁生产混合流程知识网系统开发模式
8.1.1 系统三层构架模式
8.1.2 开发平台
8.1.3 数据库访问技术
8.2 系统实现及界面设计
8.3 模型匹配模式及实现
8.3.1 模型匹配模式
8.3.2 模型匹配实现
8.4 系统运行与仿真
8.4.1 合同计划
8.4.2 炉次计划
8.4.3 浇次计划
8.4.4 轧制计划
8.4.5 仿真分析
8.5 本章小结
参考文献
9 钢铁生产可重构和重调度子系统的设计
9.1 可重构和重调度子系统
9.2 钢铁生产调度模型的重构
9.2.1 钢铁生产调度模型重构问题分析
9.2.2 钢铁生产调度模型重构模型及流程
9.2.3 钢铁生产调度模型重构实例分析
9.3 基于CBR-RBR组合推理的钢铁生产调度
9.3.1 CBR-RBR组合推理及控制机制
9.3.2 CBR-RBR组合推理在钢铁生产混合调度中的运用
9.4 基于强扰动的钢铁生产重调度
9.5 本章小结
参考文献