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《重庆大学》 2007年
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基于元胞自动机的钢厂车间天车调度仿真方法研究

徐乐  
【摘要】: 钢厂生产调度作为钢厂计算机集成制造体系结构中连接计划与生产控制层的中间环节,对合理利用资源、降低生产成本和提高生产效率起着关键作用。钢厂车间的天车调度是钢厂生产调度的重要组成部分,是钢厂工序间物料匹配、衔接、调控的“枢纽”。合理、有效地进行天车调度,有助于提高钢厂单元工序的生产效率,为上层生产调度的实施奠定基础,并对提高钢厂系统整体效益起着至关重要的作用。仿真方法可以避开对调度这一NP难问题进行理论分析的难点,同时也是揭示天车调度规律的有效手段。 目前对钢厂生产调度的研究一般都忽略天车运行对生产调度的影响,或认为天车运行在调度过程中是非限制性环节,并不具体考虑天车调度的问题。本文旨在探索解决钢厂车间天车调度难题的新途径,寻求一种既能描述钢厂车间天车调度系统特征,又能对天车调度进行优化的具有广泛适应性的仿真方法,这在理论和实践方面均具有十分重要的意义。 元胞自动机方法是根据微观个体的简单局域自组织相互作用机制来描述宏观系统整体复杂行为及其时间演化的“自下而上”的计算机模拟方法。本文在分析钢厂车间天车调度特点的基础上,建立基于元胞自动机的钢厂车间天车调度仿真模型。提出用工位、天车、物料和天车调度规则来描述天车调度系统,将工位表示成模型的固定节点,天车是一类特殊的运动节点,物料作为可移动的元胞,天车调度规则为一系列的模型状态演化规则。采用等时间步长的并行自组织演化机制,由运动节点(天车)在演化规则作用下实现元胞(物料)在固定节点(工位)之间的迁移来改变系统中各对象的属性值,从而体现天车运行过程。在模型演化过程中,利用遗传算法,以最小化所有物料的通过时间为目标,通过确定优化的择车择路策略来实现天车调度的优化。 以攀钢提钒炼钢厂炼钢车间炼钢原料跨的天车调度系统为应用背景,通过仿真结果和实测数据的对比验证了基于元胞自动机的钢厂车间天车调度仿真模型的正确性。并在相同仿真条件下对结合遗传算法的模型下的仿真结果与基于确定规则的模型下的仿真结果进行比较,验证了遗传算法对天车调度优化的有效性。 在以上结论的基础上,利用仿真模型分析不同的主物料入跨条件和设备状况对天车调度和生产的影响。仿真实验结果表明:相对于实测的1罐半钢/14min的正常主物料入跨条件,在实测数据的统计分析说明1罐半钢/14min是正常的主物料入跨条件的前提下,过于紧凑(1罐半钢/10min)的主物料入跨使天车调度受到较大影响且生产出现异常,因此应尽量避免出现这种入跨条件;主物料入跨速度为1罐半钢/18min时,其对天车调度基本不造成负面影响。 实验结果还表明:在有7台天车和3座转炉等设备的炼钢原料跨中,当其中1台重型天车发生故障时,故障对生产运行无明显影响,且各天车的利用率不超过保证正常生产的天车利用率上限值(70%);但当有1台转炉发生故障时,天车调度受到较大影响且生产出现异常,因此应尽量保持3台转炉的生产状况良好。 对基于元胞自动机的钢厂车间天车调度仿真模型的探索性研究表明:下一步工作的重点是进一步完善模型并将其嵌入到上层生产调度仿真模型中。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TF087

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 陈超;鲁建厦;;重型机械加工车间物流协调调度问题研究[J];浙江工业大学学报;2011年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赵业清;基于多Agent的钢铁生产复杂物流系统建模与仿真研究[D];昆明理工大学;2011年
2 冯芬玲;铁路重载运输发展动因及组织策略研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 史永涛;钢铁生产新流程中的车间铁水转运调度仿真研究[D];重庆大学;2011年
2 马长波;基于多智能体的炼钢厂车间天车调度仿真方法研究[D];昆明理工大学;2011年
3 陈超;重型机械加工车间物流协调调度及其仿真研究[D];浙江工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘青,田乃媛,王英群,唐洪华,侯文义,李烈军;天车调度在优化钢厂物流管制中的重要作用[J];北京科技大学学报;1998年01期
2 庞哈利,王庆,郑秉霖;分布式炼钢—连铸在线生产调度系统[J];东北大学学报;1999年06期
3 唐立新,杨自厚,王梦光,东北大学自动控制系;炼钢─连铸生产的计划与调度结构[J];东北大学学报;1996年06期
4 赵文杰,刘兆理;元胞自动机在环境科学中的应用[J];东北师大学报(自然科学版);2003年02期
5 范洪达,叶文;基于元胞自动机的飞机低空突防航路动态优化[J];飞行力学;2004年02期
6 郑忠,何腊梅,高小强;炼钢生产物流系统仿真的细胞自动机模型[J];钢铁;2004年11期
7 王秀宏,乔清理,王正欧;Job-shop调度问题的瞬态混沌神经网络解法[J];系统工程;2001年03期
8 王涛,付宜利;一种改进的遗传算法在车间调度中的应用[J];计算机集成制造系统-CIMS;2002年05期
9 赵星,deReffyePhilippe,熊范纶,胡包钢,展志岗;虚拟植物生长的双尺度自动机模型[J];计算机学报;2001年06期
10 徐趁肖,谭南林,苏树强;Petri网理论在现代制造技术中的应用[J];机械设计与制造工程;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陶泽;基于Petri网和混合遗传算法的JSP优化调度[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 欧阳珍;基于遗传算法的车间调度研究与应用[D];浙江大学;2004年
2 金志勇;基于遗传算法的车间调度系统研究[D];武汉理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李启朗;盛守奇;;随机减速概率对车间距的统计分布影响[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年04期
2 李启朗;盛守奇;刘慕仁;;行车规则对十字路口交通流的影响[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年04期
3 尚志海;王兴水;;利用数据库对观光农业游客信息的分析——以广州市为例[J];安徽农业科学;2006年09期
4 黄文岳;卢章平;;基于双尺度自动机的芦苇形态发生模型研究[J];安徽农业科学;2008年20期
5 潘德权;罗在柒;陈景艳;;银鹊树幼苗年生长节律研究[J];安徽农业科学;2008年28期
6 张帅;李琳一;袁涛;王梅玉;;信息技术在害虫时空动态模拟中的应用[J];安徽农业科学;2009年07期
7 范振岐;司春景;胡超越;李文华;;虚拟植物技术的研究综述[J];安徽农业科学;2012年01期
8 范振岐;司春景;曹洪武;韩旭;李文华;;基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模研究[J];安徽农业科学;2012年07期
9 李琦,梁斌,王睿智,刘鸿雁;有顺序约束的单件车间调度问题的逆序算法[J];鞍山钢铁学院学报;2001年06期
10 花伟,林柏梁;具有反馈规则的元胞自动机模型及统计法[J];北京交通大学学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓方;陈杰;陈文颉;朱琳;;元胞自动机及其在兵力推演中的建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Production Logistics Scheduling Optimization Based on Improved Multi-Colony[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 董力耘;薛郁;戴世强;;城市交通流一维元胞自动机模型[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
4 王玉洁;李晓华;朱晓冬;廉世彬;聂娟;;虚拟桃树的可视化研究[A];都市型高等农业教育教学改革论文专辑[C];2007年
5 彭锦;;进化算法综述[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
6 唐焕友;郭崇慧;杜秀红;张立震;范丽伟;;几种进化算法的比较及计算效率分析[A];2001年全国数学规划及运筹研讨会论文集[C];2001年
7 钟东宁;陈森发;;道路交通系统之复杂多尺度建模[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
8 曹雷;彭伟;余沛毅;;基于排队论的导弹防御系统的效能分析[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
9 孔宪娟;高自友;;基于双倍视距的交通信号控制的元胞自动机模型[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
10 熊锐;范玉顺;吴澄;;FMS作业车间中一种动态滚动调度算法[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯新敏;基于元胞自动机的三维复杂槽型车刀片设计及其断屑研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 于群;电力系统大停电的自组织临界特性研究[D];中国电力科学研究院;2010年
3 谢东繁;基于微观模型的城市道路交通流若干典型问题研究[D];北京交通大学;2011年
4 李一啸;基于复杂网络和演化博弈理论的社会[D];浙江大学;2010年
5 单征;基于分层架构的网络处理器系统性能分析方法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
6 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
7 于新;变速箱装配线人因质量事故控制及其复杂性研究[D];吉林大学;2011年
8 聂黎;基于基因表达式编程的车间动态调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
9 韩非;蓝莓机器视觉识别与标定技术研究[D];东北林业大学;2011年
10 周宗好;通信网络中的排队模型研究[D];江苏大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘云;估计人群日本血吸虫感染状态的数学模型研究[D];南京医科大学;2010年
2 王芳;核动力装置运行虚拟仿真及控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姚慧娟;光视觉球形目标识别技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张守业;基于排队论的订单处理系统优化算法研究[D];大连理工大学;2010年
5 翟丽娜;格子上的Noisy Penna模型[D];大连理工大学;2010年
6 王曦;合肥市四种落叶阔叶树种生长模型的研究[D];安徽农业大学;2010年
7 张雪;基于聚类的改进蚁群算法对VRPTW问题的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 王琦;压铸机实时压射系统与后台数据库的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 何维;钢铁企业能源管理系统智能优化调度研究[D];湘潭大学;2010年
10 郑东学;天津港集装箱码头闸口通过能力研究[D];大连海事大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾齐红;基于遗传算法求解炼钢-连铸浇次排序问题[J];鞍山师范学院学报;2004年06期
2 赵新刚;郭树东;;中国铁路运价水平动态调节模型研究[J];北京交通大学学报(社会科学版);2006年01期
3 杨宇栋;贾传峻;胡思继;;中国重载线路列车重量与速度和密度关系研究[J];北京交通大学学报;2006年03期
4 翟威,刘凯;浅谈货运集中化实施中的若干问题[J];北方交通大学学报;1997年06期
5 荣朝和,高宏伟;运输业规模经济计量方法的探讨[J];北方交通大学学报;1999年03期
6 樊俊飞,李永如,姚海石;宝钢转炉吹炼控制模拟在线专家系统[J];宝钢技术;1996年04期
7 杨建军;寇益;;在线仿真系统在生产计划与调度中的应用[J];北京航空航天大学学报;2009年02期
8 郑忠;朱道飞;高小强;;基于蚁群算法的炼钢-连铸作业计划编制方法[J];北京科技大学学报;2009年04期
9 刘青,田乃媛,王英群,唐洪华,侯文义,李烈军;天车调度在优化钢厂物流管制中的重要作用[J];北京科技大学学报;1998年01期
10 周再发,黄庆安,李伟华;元胞自动机方法在MEMS工艺模拟中的应用[J];传感器技术;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 宁树实;炼钢—连铸—热轧一体化生产调度研究及应用[D];大连理工大学;2006年
2 张煜;面向集装箱码头的仿真技术和优化方法研究[D];武汉理工大学;2007年
3 卢晓红;面向ASP的协同设计与车间生产物流精益规划研究[D];大连理工大学;2007年
4 曹学明;加速货车循环相关运输组织优化模型与方法研究[D];北京交通大学;2007年
5 薄洪光;钢铁行业集成生产物流管理方法及应用研究[D];大连理工大学;2008年
6 刘剑锋;基于模糊模型预测控制的重载组合列车机车制动控制策略研究[D];中南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 严飞;基于Agent和元胞自动机的智能交通仿真研究[D];大连海事大学;2004年
2 王芸凤;智能生产调度方法的研究与应用[D];合肥工业大学;2005年
3 胡志;大秦线2万吨重载列车运输组织模式分析[D];西南交通大学;2005年
4 邓小波;汽车混流装配线的仿真研究[D];华中科技大学;2005年
5 何燕;基于遗传算法的车间调度优化及其仿真[D];武汉理工大学;2006年
6 金志勇;基于遗传算法的车间调度系统研究[D];武汉理工大学;2006年
7 马晓珂;铁路重载运输组织方式及相关问题的研究[D];西南交通大学;2006年
8 张莉;我国铁路货物运输业发展研究[D];北京交通大学;2007年
9 何冯斌;重载运输装车区车流组织及相关问题的研究[D];西南交通大学;2007年
10 段晓梅;规模经济理论与企业规模化扩张关系研究[D];郑州大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张敏;石宇强;梁春艳;李西;张静;;基于Multi-agent的退役家电再制造系统参与者行为仿真[J];机械工程师;2014年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 傅瑞珉;集疏运系统背景下运煤铁路基础设施规划与评价研究[D];中南大学;2012年
2 王新宇;铁路超限车运行组织优化研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯清霞;大秦铁路大客户营销战略分析[D];西南交通大学;2011年
2 黄志鹏;客货分线条件下铁路货运产品的设计[D];兰州交通大学;2011年
3 褚文君;单线重载货运专线通过能力相关问题研究[D];北京交通大学;2012年
4 魏俦元;朔黄铁路万吨重载列车对牵引供电系统的影响研究[D];西南交通大学;2011年
5 何永兵;铁路货运通道集疏运技术研究[D];中南大学;2012年
6 程碧荣;重载铁路集疏运系统协调研究[D];中南大学;2012年
7 郝东红;大秦铁路4.5亿吨运量装车区车流组织优化研究[D];清华大学;2012年
8 李艳萍;既有线重载运输组织方案研究[D];北京交通大学;2012年
9 王抖威;蒙西至华中地区煤运通道运输组织研究[D];北京交通大学;2013年
10 方明华;30t轴重重载铁路运输组织方案及运力资源配置研究[D];北京交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜磊;出钢顺立案模型在宝钢炼钢厂的应用[J];宝钢技术;1999年02期
2 张建朝,刘振娟,李宏光;Petri网图形建模仿真系统的研究与开发[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年02期
3 田乃媛,吴晓东;全连铸生产调度系统仿真模型的建立[J];北京科技大学学报;1996年03期
4 熊惠明,徐国华;用Petri网实现FMS负载平衡调度[J];成组技术与生产现代化;2004年01期
5 周道玮,姜世成,田洪艳,周维;草原火烧后土壤水分含量的变化[J];东北师大学报(自然科学版);1999年01期
6 闵昌万,袁建平;军用飞行器航迹规划综述[J];飞行力学;1998年04期
7 徐安军,田乃媛,吴晓东,陈怀彬,侯文义,张罗,伊炳希;宝钢炼钢厂生产调度模拟系统的初步探讨[J];钢铁;1999年03期
8 邱静,彭智华,温熙森,唐丙阳;柔性加工单元故障诊断的模糊Petri网模型[J];国防科技大学学报;1996年02期
9 郑忠,高小强,石万元;多孔介质中流体流动的格子气自动机模拟[J];化工学报;2001年05期
10 杨开天,朱亚平,陈小双;S-92项目管理探索[J];航空科学技术;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 吴维敏;离散事件系统的Petri网控制器综合[D];浙江大学;2002年
2 孙志峻;智能制造系统车间生产优化调度[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴云高;基于遗传算法的车间调度方法及其应用[D];浙江工业大学;2002年
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1 江志松;;122号元胞自动机的演化语言复杂性[J];华东理工大学学报(自然科学版);2006年04期
2 吴大艳;;三车道有管理元胞自动机交通流模型的研究[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2007年01期
3 张禄华;蔡嗣经;;元胞自动机在矿山地质灾害预测中的应用[J];中国安全生产科学技术;2007年05期
4 孙和茹;张静;张娟;门洪;;基于元胞自动机的图像法检测抑菌圈[J];化工自动化及仪表;2011年07期
5 高建;董秀成;;基于元胞自动机的石油企业技术创新竞争演化研究[J];科技进步与对策;2008年12期
6 刘佶鑫;赵英凯;;蚁群算法元胞自动机模型应用[J];南京工业大学学报(自然科学版);2008年06期
7 贺明峰,冯涛,康喆雯,韩小军,赵立中;催化剂表面CO氧化反应的新模拟模型[J];高等学校化学学报;2001年06期
8 赵文杰,刘兆理;元胞自动机在环境科学中的应用[J];东北师大学报(自然科学版);2003年02期
9 关小军;焦宪友;周家娟;张继祥;刘运腾;申孝民;麻晓飞;;单一晶粒长大过程的元胞自动机模拟[J];中国有色金属学报;2007年05期
10 唐秋华;席忠民;陈平和;严运兵;;面向高效精准柔性混装作业的智能元胞调度方法研究[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2007年04期
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1 邓方;陈杰;陈文颉;朱琳;;元胞自动机及其在兵力推演中的建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 应尚军;魏一鸣;蔡嗣经;;元胞自动机及其在经济学中的应用[A];面向复杂系统的管理理论与信息系统技术学术会议专辑[C];2000年
3 张林;王绍青;叶恒强;;铁素体晶粒形核与生长的元胞自动机模拟[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
4 刘泓;王慧;张晋;郑民;;基于一维元胞自动机的双跟驰模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 汤建影;黄瑞华;;基于元胞自动机的群体决策过程仿真[A];管理科学与系统科学研究新进展——第7届全国青年管理科学与系统科学学术会议论文集[C];2003年
6 黄志鹏;石琴;;交通流元胞自动机模型综述[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
7 周涛;周佩玲;汪秉宏;杨春霞;蔡世民;;元胞自动机用于金融市场建模[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
8 刘松涛;杨绍清;周晓东;;元胞自动机及其在图像处理中的应用[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(D 光电信息处理技术专题)[C];2006年
9 齐相贞;;生活史特征对生物入侵的影响[A];地理学与生态文明建设——中国地理学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
10 孟剑平;张解放;;元胞自动机模型中减速带对交通流的影响研究[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 平萍;元胞自动机原理及其在密码学的应用研究[D];南京理工大学;2009年
2 李捷;基于元胞自动机的金融市场建模研究[D];北京交通大学;2012年
3 方峻;基于元胞自动机的行人微观仿真模型研究与应用[D];清华大学;2012年
4 朱诺;基于视频检测和元胞自动机的人群疏散机理研究[D];北京交通大学;2012年
5 陈茂科;隧道虚拟网络行为的建模和分析[D];清华大学;2004年
6 王长缨;时态GIS若干关键技术的研究[D];西北大学;2006年
7 苏凤环;自组织临界性理论与元胞自动机模型研究[D];西南交通大学;2006年
8 孔宪娟;基于元胞自动机的交通流建模及其特性分析研究[D];北京交通大学;2007年
9 齐相贞;外来植物物种的入侵机制及其对生境特征的响应[D];南京师范大学;2007年
10 麻晓飞;二相粒子材料再结晶退火的元胞自动机模型及其模拟研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄鹏涛;基于元胞自动机模型的新型图像压缩算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 陈沂川;基于元胞自动机的城市轨道交通流特性研究[D];北京交通大学;2011年
3 罗慧军;基于混沌元胞自动机的图像加密算法的研究与实现[D];江西理工大学;2011年
4 井长青;神经网络与元胞自动机在城市土地利用规划中的应用研究[D];新疆大学;2011年
5 熊胜辉;基于元胞自动机的快速路交通流建模与仿真研究[D];江苏大学;2010年
6 宗慰;基于元胞自动机的虚拟企业伙伴优化选择多代理系统研究[D];天津财经大学;2009年
7 吴继梅;基于元胞自动机的电路故障传播建模与应用研究[D];东华大学;2008年
8 颜伟;岩石蠕变的FEM和PCA模拟算法研究[D];山东科技大学;2005年
9 金琴芳;一种基于元胞自动机的自调节的网络模型[D];南京理工大学;2005年
10 曾敏;环渤海地区区域承载力时空评价与预测[D];中国地质大学(北京);2006年
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