Введение
1 Обзор производства горячекатаной листовой стали и существующих математических методов оптимизации 6
1.1 Горячая прокатка металла 6
1.2 Математическое программирование 13
1.3 Постановка задач исследования 21
2 Математическая модель процесса, оптимизация процесса, управление процессом 23
2.1 Формализация задачи 23
2.2 Формирование начальных популяций генетического алгоритма 26
2.3 Мутации генетического алгоритма 28
2.4 Скрещивание генетического алгоритма 29
3 Программная реализация 31
3.1 Описание программы 31
3.2 Руководство оператора 41
4 Исследование результатов построения оптимальных монтажных
партий 50
Заключение 60
Список использованных источников 61
Горячекатаный прокат является одним из востребованных материалов во многих отраслях промышленности. Сортамент горячекатаного
проката не подвержен коррозии, очень выгоден в соотношении цены и
качества, получается пластичным при сохранении высоких показателей
прочности, почти не требует обработки, устойчив к высоким температурам и механическим повреждениям. Прокатка металла реализуется
монтажными партиями, для обеспечения требуемого качества которых
накладывается целый ряд технологических ограничений. В этом случае
оптимизация производства заключается в таком планировании монтажных партий, которое минимизирует общее время их прокатки, т.е. увеличивает производительность. Таким образом, разработка методов оптимизации, а также внедрение новых методов формирования монтажных
партий на станах горячего проката является одной из актуальных тем
исследования.
Цель исследования – создание модели оптимального формирования монтажных партий на стане горячей прокатки металлургического
производства.
Объект исследования – процесс формирования монтажных партий
на станах горячего проката.
Предмет исследования – генетические алгоритмы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
— изучить техническую и научную литературу по методам оптимизации и генетическим алгоритмам, а также особенности производства
горячекатаной листовой стали;
— разработать алгоритм оптимального формирования монтажных партий на стане горячей прокатки на основе генетических алгоритмов;
— создать программное обеспечение, реализующее алгоритм оптимального формирования монтажных партий;
— провести расчеты по формированию оптимальных монтажных партий. Сделать выводы.
В ходе написания выпускной квалификационной работы была изучена техническая и научная литература по методам оптимизации и генетическим алгоритмам. Освоены особенности производства горячекатаной
листовой стали, технологические требования рассматриваемого процесса.
Разработан алгоритм оптимального формирования монтажных партий на стане горячей прокатки на основе генетических алгоритмов. Применены операторы скрещивания и мутации. Алгоритм учитывает технологические ограничения, накладываемые на производственный процесс.
Критерием оптимальности является получение максимальной производительности набора монтажей, которая достигается за счет уменьшения
времени на перестройку оборудования при переходе на разные ширину и
толщину проката.
Реализована программа для автоматического формирования монтажных партий на стане горячекатаного проката на металлургическом
производстве. Была введена возможность сохранения каждой монтажной партии, входящей в сформированный набор монтажей, в отдельный
файл, а также запись в файл общей информации по всему набору.
На основе реализованной в пакете Mathcad программы по производственным данным металлургического производства сформировано
несколько наборов монтажей. Проведены расчеты по формированию оптимальных монтажных партий. Представлены результаты проведенного
исследования.
