【摘 要】
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随着钢铁生产行业的不断发展,使得全球钢铁行业竞争愈发激烈,如何在有限的资源与时间的情况下制定科学合理的生产计划成为钢铁生产企业关注的重点之一。在实际生产过程中,生产设备在长时间高强度的使用下会产生损耗,设备故障率增加,生产可靠性降低,对生产设备的预防性维护活动能够大大减少因设备损耗而造成的停机事故,但设备维护会占用一定的生产时间,影响生产的最大完工时间。本文以炼钢-连铸调度问题为研究对象,引入设备
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随着钢铁生产行业的不断发展,使得全球钢铁行业竞争愈发激烈,如何在有限的资源与时间的情况下制定科学合理的生产计划成为钢铁生产企业关注的重点之一。在实际生产过程中,生产设备在长时间高强度的使用下会产生损耗,设备故障率增加,生产可靠性降低,对生产设备的预防性维护活动能够大大减少因设备损耗而造成的停机事故,但设备维护会占用一定的生产时间,影响生产的最大完工时间。本文以炼钢-连铸调度问题为研究对象,引入设备预防性维护策略,并将最大完工时间和总维护成本共同作为优化目标。主要研究内容如下:（1）结合实际钢铁生产状况,分别叙述了国内外目前对炼钢-连铸调度问题和预防性维护问题的研究现状,分析了在炼钢-连铸调度中考虑预防性维护的实用性和重要性,并根据炼钢-连铸的工艺要求选择柔性周期变维护时长的预防性维护策略。（2）研究考虑柔性周期变维护时长预防性维护的炼钢-连铸调度问题,以最小化最大完工时间、最小化总维护成本为优化目标,在考虑连续浇铸等实际生产约束的情况下建立了炼钢-连铸调度与预防性维护集成优化的多目标数学模型。（3）针对加入柔性周期预防性维护策略的炼钢-连铸调度问题,将带有精英策略的快速非支配排序遗传算法（Non-Dominated Sorted Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ）进行改进,设计了可变邻域的NSGA-Ⅱ。为减小解之间的相似性,将海明距离约束引入交叉、变异算子;在变异算子中引入变邻域搜索,扩大搜索范围从而提高解的质量;选择散布范围和覆盖率作为算法评价指标,用于衡量算法的优劣。（4）结合实际生产数据,对改进前后算法与其他优化算法进行对比实验与实验结果分析。在本文研究的问题中,变邻域NSGA-Ⅱ相比于改进前NSGA-Ⅱ在不同规模的案例上覆盖率指标显著提升,验证了变邻域NSGA-Ⅱ用于解决考虑柔性周期预防性策略的炼钢-连铸调度问题中的可行性和优越性。（5）根据用户实际需求,对数据库表和炼钢-连铸调度管理系统进行设计,通过调用My SQL API的方式将调度管理系统与数据库结合起来,并使用C#、C++和Matlab联合编程实现了用户登录、数据管理、算法运行及结果查询、绘制甘特图及帕累托分布对比图等模块,使用户能够实时运行算法得到合理的调度方案。
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