一种基于炉机组合的钢包排包方法

技术领域

本发明属于运筹规划技术领域，具体为一种基于炉机组合的钢包排包方法。

背景技术

在炼钢行业的计划生产中，炼钢厂规划生产产量计划，然后由排程系统自动将产量计划分解并排成炉次计划，然后炼钢厂按照炉次计划进行实际生产；但是在现场实际生产中，由于仅有炉次计划指导生产，缺少炉次计划规范下的排包计划规划钢包的周转，这种断层导致现场难以把控钢包的周转。

针对该场景，目前现场常用的方案有两种，一种为在现场设立特定的部门，按照现场的生产情况指定周转的钢包，另一种为设计了一种选包的算法，在需要钢包的时候按照一定的规则从可用的钢包中选出一个最合适的钢包进行周转。这些方案都没有从炉次计划出发，从长远的周期上考虑钢包的周转，导致钢包的整体周转效率低、不能提前规划钢包上下线等一系列问题；特此设计一种基于炉机组合的钢包排包方法来解决以上方案存在缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于炉机组合的钢包排包方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于炉机组合的钢包排包方法，所述基于炉机组合的钢包排包方法包括如下步骤：

S1、获取需要排包的炉次计划数据；

S2、分析炉次计划，得出炉次计划中所用的具体炉机组合；

S3、不同的炉机组合使用不同的排包方式，并且计划钢包上下线；

S4、输出与炉次计划相对应的排包计划。

优选的，所述步骤S2中获取炉机组合，有如下步骤：

Q1、确定连铸数量和持续时间，即连续时间下，连铸的开机数量和持续时间；

Q2、确定转炉数量和持续时间，即连续时间下，转炉的开机数量和持续时间；

Q3、将时间进行排序，开始和结束时间相近的进行合并，然后切片；有新的连铸开始或者结束，有新的转炉开始或者结束，即可认为固定的生产模式发生了改变，需要重新确认生产模式；

Q4、在一个时间片内，查找每个开机的连铸与有关联的转炉，确定连铸与转炉的映射关系，可以是一个连铸与多个转炉或一个连铸与一个转炉；

Q5、遍历未查找过的连铸，连铸匹配转炉，转炉再反过来查找所有匹配的连铸，所有能够匹配的转炉和连铸形成一个炉机组合，进而通过连铸和转炉的个数确定具体的炉机组合；遍历所有时间片，确定整个生产计划的炉机组合。

优选的，所述步骤S3中不同的炉机组合使用不同的排包方式有如下：

W1、一炉一机：一个转炉持续生产，钢包循环给一个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct/CCMd)

s.t.

BOFsi

BOFd

W2、一炉二机：一个转炉持续生产，钢包交替给两个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct1/CCMd1)+roundup(Sct2/CCMd2)

s.t.

2×BOFsi

BOFd+BOFsi

W3、二炉三机：二个转炉交替使用钢包持续生产，钢包交替给三个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct1/CCMd1)+roundup(Sct2/CCMd2)+roundup(Sct3/CCMd3)

s.t.

0.5×BOFsi<(1/3)×CCMd

1.5×(BOFd+BOFsi)

W4、多炉多机：多个转炉交替使用钢包持续生产，钢包交替给多个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct1/CCMd1)+roundup(Sct2/CCMd2)+.+roundup(Sctn/CCMdn)

s.t.

0.5×BOFsi<(1/3)×CCMd

1.5×(BOFd+BOFsi)

W5、参数说明：Sct钢包的周转周期时间、CCMd连铸的生产时间、BOFd转炉的生产时间、BOFsi转炉冶炼的间隔时间、roundup()向上取整、Lmnc最少周转钢包数量。

优选的，所述步骤S3中不同的炉机组合使用不同的排包方式有如下：

E1、n个周期一致的一炉一机组合：一个钢包第一个炉子用完后给第二个炉子用，第二个炉子用完之后给第三个炉子，一直传递到第n个炉子，再回来给第一个炉子使用，形成循环；最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(n×Sct/CCMd)

s.t.

BOFsi

BOFd

E2、参数说明：Sct钢包的周转周期时间、CCMd连铸的生产时间、BOFd转炉的生产时间、BOFsi转炉冶炼的间隔时间、roundup()向上取整、Lmnc最少周转钢包数量。

优选的，所述步骤S3中不同的炉机组合使用不同的排包方式有如下：

R1、n个连铸周期一致，但整个周期不一致的一炉一机组合：一个钢包第一个炉子用完后给第二个炉子用，第二个炉子用完之后给第三个炉子，一直传递到第n个炉子，再回来给第一个炉子使用，形成循环；最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup((Sct1+Sct2...+Sctn)/CCMd)

s.t.

BOFsi

BOFd

R2、参数说明：Sct钢包的周转周期时间、CCMd连铸的生产时间、BOFd转炉的生产时间、BOFsi转炉冶炼的间隔时间、roundup()向上取整、Lmnc最少周转钢包数量。

优选的，所述步骤S3中不同的炉机组合使用不同的排包方式有如下：

T1、n个连铸周期一致，并且整个周期不一致的一炉一机组合：一个钢包第一个炉子用完后给第二个炉子用，第二个炉子用完之后给第三个炉子，一直传递到第n个炉子，再回来给第一个炉子使用，形成循环；最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup((Sct1+Sct2...+Sctn)/min(CCMdi))

s.t.

BOFsi

BOFd

T2、参数说明：Sct钢包的周转周期时间、CCMd连铸的生产时间、BOFd转炉的生产时间、BOFsi转炉冶炼的间隔时间、roundup()向上取整、Lmnc最少周转钢包数量。

优选的，所述步骤S3中不同的炉机组合使用不同的排包方式，炉机组合有如下优选的过程：

Y1、对于多个一炉一机的组合，优先考虑使用多个一炉一机的组合，而不是拆分为多个一炉一机。

优选的，所述步骤S3中计划钢包上下线有如下过程：

U1、使用钢包的包龄来评估钢包的使用寿命，通过排包的炉次计划来计算钢包包龄，包龄达到上限的钢包计划下线；

U2、在计划中如果有钢包不够用的情况，这时需要上线新的钢包；上线新的钢包之前，计划中需要提前安排上线之前的工艺。

优选的，所述炉机组合中炉为转炉、电炉、或冶炼炉，所述炉机组合中机为连铸机。

优选的，所述排包特定用于钢包，可以扩展到需要炉机组合进行冶炼情况下的容器；如烘烤等。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本申请通过分析炉次计划中的炉机组合关系，按照不同的组合使用不同的特殊优化的排包方法，并且使用了包龄来评估钢包的上下线，可以在较长的时间周期内计划钢包的使用，能够在炉次计划这个更长的周期内合理规划包的周转，能够增加包的周转效率，减少周转包的个数，减少包的等待时间和温降损失，能够避免同时多个钢包上下线和需维修钢包的堆积。

附图说明

图1为本发明基于炉机组合的钢包排包方法示意图；

图2为本发明一炉一机直上时序图；

图3为本发明一炉二机直上时序图；

图4为本发明二炉三机直上时序图；

图5为本发明多个时间周期一致的一炉一机组合时序图；

图6为本发明多个连铸周期一致整个周期不一致的一炉一机组合时序图；

图7为本发明多个时间周期不一致的一炉一机组合时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1-7，本发明提供一种基于炉机组合的钢包排包方法，基于炉机组合的钢包排包方法包括如下步骤：

S1、获取需要排包的炉次计划数据；

S2、分析炉次计划，得出炉次计划中所用的具体炉机组合；

其具体的分析步骤如下：

Q1、确定连铸数量和持续时间，即连续时间下，连铸的开机数量和持续时间；

Q2、确定转炉数量和持续时间，即连续时间下，转炉的开机数量和持续时间；

Q3、将时间进行排序，开始和结束时间相近的进行合并，然后切片；有新的连铸开始或者结束，有新的转炉开始或者结束，即可认为固定的生产模式发生了改变，需要重新确认生产模式；

S3、不同的炉机组合使用不同的排包方式，并且计划钢包上下线；

其具体组合的排包方式如下：

W1、一炉一机：如图2所示，一个转炉持续生产，钢包循环给一个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct/CCMd)

s.t.

BOFsi

BOFd

W2、一炉二机：如图3所示，一个转炉持续生产，钢包交替给两个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct1/CCMd1)+roundup(Sct2/CCMd2)

s.t.

2×BOFsi

BOFd+BOFsi

W3、二炉三机：如图4所示，二个转炉交替使用钢包持续生产，钢包交替给三个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct1/CCMd1)+roundup(Sct2/CCMd2)+roundup(Sct3/CCMd3)

s.t.

0.5×BOFsi<(1/3)×CCMd

1.5×(BOFd+BOFsi)

W4、多炉多机：多个转炉交替使用钢包持续生产，钢包交替给多个连铸机供应钢水，其中最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(Sct1/CCMd1)+roundup(Sct2/CCMd2)+.+roundup(Sctn/CCMdn)

s.t.

0.5×BOFsi<(1/3)×CCMd

1.5×(BOFd+BOFsi)

W5、n个周期一致的一炉一机组合：如图5所示，一个钢包第一个炉子用完后给第二个炉子用，第二个炉子用完之后给第三个炉子，一直传递到第n个炉子，再回来给第一个炉子使用，形成循环；最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup(n×Sct/CCMd)

s.t.

BOFsi

BOFd

W6、n个连铸周期一致，但整个周期不一致的一炉一机组合：如图6所示，一个钢包第一个炉子用完后给第二个炉子用，第二个炉子用完之后给第三个炉子，一直传递到第n个炉子，再回来给第一个炉子使用，形成循环；最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup((Sct1+Sct2...+Sctn)/CCMd)

s.t.

BOFsi

BOFd

W7、n个连铸周期一致，并且整个周期不一致的一炉一机组合：如图7所示，一个钢包第一个炉子用完后给第二个炉子用，第二个炉子用完之后给第三个炉子，一直传递到第n个炉子，再回来给第一个炉子使用，形成循环；最少周转的钢包数量为：

Lmnc＝roundup((Sct1+Sct2...+Sctn)/min(CCMdi))

s.t.

BOFsi

BOFd

W8、对于多个一炉一机的组合，优先考虑使用多个一炉一机的组合，而不是拆分为多个一炉一机；

其具体的计划钢包上下线步骤如下：

U1、使用钢包的包龄来评估钢包的使用寿命，通过排包的炉次计划来计算钢包包龄，包龄达到上限的钢包计划下线；

U2、在计划中如果有钢包不够用的情况，这时需要上线新的钢包。上线新的钢包之前，计划中需要提前安排上线之前的工艺，如烘烤等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。