基于案例推理的鋼鐵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著全球鋼鐵行業(yè)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)落在如何有效實(shí)現(xiàn)多品種小批量生產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、準(zhǔn)時(shí)交貨上面，以適應(yīng)鋼鐵市場(chǎng)復(fù)雜多變的需求。所有這些都與鋼鐵生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)度密切相關(guān)，因此加強(qiáng)動(dòng)態(tài)調(diào)度已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。鋼鐵生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)設(shè)備多、物流縱橫交錯(cuò)。同時(shí)，不僅要考慮鋼水到達(dá)時(shí)間偏差，設(shè)備故障，而且還需考慮鋼水成分不合格、溫度補(bǔ)償?shù)葎?dòng)態(tài)擾動(dòng)事件。顯然，作為鋼鐵企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的重要組成部分，動(dòng)態(tài)調(diào)度對(duì)于協(xié)調(diào)工藝

2、流程，加快工藝節(jié)奏，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。 根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度的特點(diǎn)，以案例推理方法為研究主線，引入粗糙集理論，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等優(yōu)化方法結(jié)合到案例推理中，研究了基于案例推理的動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)的相關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上，提出了動(dòng)態(tài)調(diào)度的整體框架與實(shí)現(xiàn)方法，并將其運(yùn)用到寶鋼煉鋼廠一煉鋼分廠的動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)中。本文主要工作內(nèi)容如下： 為了更進(jìn)一步研究有效的動(dòng)態(tài)調(diào)度方案，歸納了鋼鐵生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)度問題的種類、特點(diǎn)；從理論

3、與實(shí)踐應(yīng)用分析了該領(lǐng)域的研究方法，具體介紹了基于模型、智能、人機(jī)交互方法，并分析了各種方法間交叉組合的方式；進(jìn)而研究工程實(shí)現(xiàn)模式，提出鋼鐵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度的三位一體綜合集成模式。 歸納了案例推理方法的基本理論，在傳統(tǒng)的一級(jí)案例推理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出兩級(jí)案例推理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。研究了如何采用框架結(jié)構(gòu)描述鋼鐵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度的案例；引入決策樹的思想實(shí)現(xiàn)案例聚類，運(yùn)用最鄰近法實(shí)現(xiàn)案例匹配；運(yùn)用調(diào)整規(guī)則集調(diào)整案例，并探討了案例維護(hù)的基本方

4、式。 提出了基于多BP網(wǎng)的案例匹配技術(shù)，描述了BP網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)步驟；提出一種基于改進(jìn)的德爾菲法的算法來確定輸出樣本集；給出了基于多BP網(wǎng)的案例匹配技術(shù)框架。 研究了基于粗糙集理論的案例屬性約簡(jiǎn)技術(shù)，以核為出發(fā)點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的基于分辨矩陣的屬性最小約簡(jiǎn)方法；針對(duì)連續(xù)屬性，提出一種基于逼近精度敏感性的離散化算法。該技術(shù)用于消除了冗余信息，提高了案例匹配的效率。歸納了案例推理中主要案例調(diào)整方法，以模糊集理論為出發(fā)點(diǎn)，

5、提出并論證了主要案例調(diào)整方式的適用條件；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了案例調(diào)整算法，并給出一個(gè)通用的案例調(diào)整框架；介紹了誘導(dǎo)調(diào)整方式中調(diào)整模型的建立、線性轉(zhuǎn)換與求解過程；使用上述案例調(diào)整技術(shù)，對(duì)鋼鐵生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)度實(shí)例進(jìn)行了求解，驗(yàn)證該技術(shù)在解決復(fù)雜的案例調(diào)整問題上的有效性和柔性。 以寶鋼煉鋼廠一煉鋼分廠為背景，基于本文所提出的動(dòng)態(tài)調(diào)度框架與實(shí)現(xiàn)的具體方法，提出了鋼鐵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、設(shè)計(jì)思想和總體設(shè)計(jì)方案；針對(duì)系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)