Разработка и применение алгоритмов производственной координации

Веревкин, Сергей Валерьевич

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка и применение алгоритмов производственной координации

кандидата технических наук: Веревкин, Сергей Валерьевич
город: Новокузнецк
год: 2003
специальность ВАК РФ: 05.13.06

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Разработка и применение алгоритмов производственной координации»

Автореферат диссертации по теме "Разработка и применение алгоритмов производственной координации"

На правах рукописи

Веревкин Сергей Валерьевич

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ КООРДИНАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА)

Специальность 05.13.06 - "Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк - 2003

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (ГОУ ВПО "СибГИУ")

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор Кулаков Станислав Матвеевич

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Кошелев Александр Евдокимович

Кандидат технических наук, доцент Зимин Валерий Викторович

Ведущая организация:

ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат

Защита состоится 2 декабря 2003 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.252.02 в ГОУ ВПО "СибГИУ" по адресу : 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42, СибГИУ.

Факс (3843) 46-57-92,46-58-83 Е - mail: nicsu@ngs.ru

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ГОУ ВПО "СибГИУ".

Автореферат разослан 31 октября 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Ф.Евтушенко

2.оо?-Д \77f2.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Сталеплавильный комплекс является ведущим производственным звеном полного металлургического цикла. Именно с ним связаны основные материально-энергетические затраты на получение готовой продукции. Соответственно потери из-за несогласованности работы отдельных звеньев такого сложного организационно-технологического объекта велики. Организационные простои, выпуск "незаказного" металла, сверхнормативные объемы незавершенного производства, большие объемы запасов на складах сырья, срывы графиков прокатки и отгрузки готовой продукции - это далеко не полный перечень отрицательных последствий несогласованной работы производственных звеньев сталеплавильного комплекса. Отсюда следует острая необходимость совершенствования методов, алгоритмов и систем координации (согласования) работы звеньев сталеплавильного комплекса.

Сложность производственной структуры, разнообразие технологических маршрутов, цикличность и многоступенчатость процессов, необходимость тесного взаимодействия исполнителей не позволяют свести производственную координацию к типовым задачам математического программирования, для которых известны эффективные методы решений. Учитывая это, а также необходимость on line - обработки данных в сочетании с высокой ответственностью управленческого персонала за принятые решения исследователям и проектировщикам диспетчерских систем автоматизации следует ориентироваться на человеко-машинные процедуры управления. Опыт отечественных и зарубежных исследований, а также практических разработок подтверждает необходимость дальнейшего развития методов и средств производственной координации. Данная диссертация рассматривает задачи координации с учетом нововведений в технологиях получения качественной стали в области систем диспетчерского управления производством.

Целью диссертационной работы является развитие методов и алгоритмов программной-координации-функционирования сложных производственных систем, позволяющих при известных плановых заданиях, ресурсах и ограничениях разработать и реализовать эффективную процедуру упорядочения работ, определения моментов их начала и окончания, так, чтобы оптимизировать заданный набор критериев. В рамках этой цели рассмотрены задачи : 1) построения и конкретизации эффективных человеко-машинных (интерактивных) процедур формирования контактного графика; 2) разработки методики и алгоритмов ситуационной коррекции контактного графика; 3) оценивания нормативной длительности циклических производственных операций; 4) испытания и применения созданных методов и процедур в условиях действующих сталеплавильных комплексов (электросталеплавильного и конвертерного).

а также

теории идентификации, нормирования и прогнозирования.

Научная новизна диссертации. 1. Разработана общая схема интерактивного формирования контактного графика, ориентированная на минимизацию участия ЛПР. 2. Предложен способ ретроспективно-оперативного восстановления рациональных управлений в условиях некорректной задачи и определения на его основе нормативных длительностей предстоящих технологических операций. 3. Разработаны алгоритмы решения релаксированной задачи о коммивояжере применительно к построению контактного графика с использованием новых модификаций метода ветвей и границ. 4. Построены и исследованы процедуры ситуационной коррекции контактного графика.

Практическая значимость работы. Работа имеет практическую направленность. Предложенные принципы, методика и конкретные алгоритмы формирования контактных графиков (КГ) могут быть использованы при проектировании автоматизированных систем технологической координации в различных отраслях промышленности со сложными схемами транспортно-технологических потоков, нестационарностью процессов, значительным влиянием неконтролируемых возмущений (черная и цветная металлургия, машиностроение, химическая промышленность). Практический опыт применения разработанных процедур построения и реализации ЮГ обеспечивают высокую эффективность работы производственного комплекса, а также относительно малые затраты времени на инсталляцию и освоение соответствующей системы.

Реализация результатов работы. Работа выполнена в соответствии с планами НИР ГОУ ВПО "СибГИУ", грантом Минобразования РФ, темами комплексных и подотраслевых планов, а также планов реконструкции ОАО "Кузнецкий .металлургический комбинат (КМК)" и ежегодных планов работы Управления информационных технологий ООО "Сталь КМК". Доведенные до инженерного уровня конкретные алгоритмы построения и реализации КГ, таблицы предпочтений, пакеты программ и технические решения реализованы в информационно-управляющих системах электросталеплавильного цеха №2 (ЭСГЩ-2) ООО "Сталь КМК". Соответствующие методические положения, алгоритмы предложены для использования при проектировании системы диспетчерской координации в сталеплавильном комплексе ОАО "ЗСМК".

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся : постановка задачи формирования и реализации контактного графика; интерактивная процедура его построения, включающая эвристический метод комбинаторной оптимизации, метод ветвей и границ (для решения незамкнутой задачи о коммивояжере), дополненный элементами динамики и базой знаний; способ ретроспективно-оперативного восстановления рациональных управлений и его использование для пополнения базы знаний; метод структурно-предикативной коррекции КГ; способ оценивания и прогнозирования рациональной длительности производственных операций.

Личный вклад автора заключается в формировании подхода и методов построения и реализации производственных расписаний, в постановке задач, разработке и исследовании алгоритмов построения и реализации КГ, в проведении теоретических и участии в экспериментальных исследованиях, в промышлен-

ной проверке и внедрении алгоритмов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на конференциях: "Технология" (Новокузнецк, 1997), Региональной научно-практической конференции "Перспективы автоматизации в образовании, науке и производстве" (Новокузнецк, 1999), Всероссийской научно-практической конференции "Моделирование, программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии" (Новокузнецк, 2001), Международной научно-практической конференции "Современная металлургия начала нового тысячелетия" (Липецк, 2001), Республиканской научно-практической конференции "Образовательная область "Технология": состояние, проблемы, перспективы" (Новокузнецк, 2001), Всероссийской научно-практической конференции "Системы автоматизации в образовании, науке и производстве" (Новокузнецк, 2001), Третьей научно-практической конференции "Современные средства и системы автоматизации" (Томск, 2002), а также на конференции молодых ученых НФИ КемГУ (Новокузнецк, 2001) и на трёх конференциях молодых специалистов ОАО "КМК" (Новокузнецк, 1999,2000 и 2001).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 7 статей в центральных журналах, 4 статьи в научно-технических сборниках, 7 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и выводов и содержит 162 страницы основного текста, 26 рисунков и 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе "Основы построения систем технологической координации " выполнен аналитический обзор подходов и методов координации (согласования) работы звеньев (участков) сталеплавильного комплекса, который включает ряд сложных технологических агрегатов, характеризующихся высокотемпературными процессами, значительным количеством сбоев и отказов в работе, высокими -энергозатратами, - переменной -длительностью - выполнения производственных операций, повышенной опасностью. Выбран подход к решению проблемы координации работы сталеплавильного комплекса - посредством составления и оперативной коррекции КГ. Под ним понимается расписание, регламентирующее работу основных производственных участков. Контактный график формируется на основе сменно-суточного задания (ССЗ) - директивного перечня заказов на выпуск готовой продукции (программы выпуска). Общая задача координации сталеплавильного комплекса, исходя из известной концепции о программном и возмущенном движении объекта управления, представлена в виде двух взаимосвязанных задач - программной и оперативной координации: программная (формирование КГ) - задача согласования действий за счет составления взаимоувязанных расписаний работы производственных звеньев на интервале планирования, оперативная - задача реализации расписаний.

Показано, что эффективное аналитическое решение задачи составления расписания в параллельно-последовательных и более сложных по структуре

системах, к которым относится сталеплавильный комплекс, до сих пор не найдено. Её решение в диссертации основано на декомпозиции исходной задачи формирования КГ. Предложен двухуровневый способ построения графика: вначале на уровне конечного звена технологической цепи (участка разливки), затем на уровне технологических маршрутов. Целью первого уровня автоматизированного проектирования КГ является получение предварительной последовательности разливки групп марок стали. Второй уровень включает выбор (конструирование) рациональных технологических маршрутов с их точной временной привязкой к основным агрегатам сталеплавильного комплекса.

Предложены меры повышения быстродействия интерактивной системы формирования контактного графика работы основного оборудования сталеплавильного комплекса: операционная и временная декомпозиция КГ, прогнозирование развития обстановки в организационно-технологической системе, отличающейся многоструктурностью технологических процессов, интервально-стью заданных значений целевых переменных.

К формированию КГ в принципе можно подходить с двух точек зрения: на основе методов теории расписаний (нормативный подход) либо с использованием базы знаний, отражающей практический опыт работы действующей управляющей системы (эмпирический подход). Во втором случае выбор требуемого варианта КГ из множества хранящихся в банке КГ-прототипов, осуществляется на основе кластер-анализа по признакам, характеризующим работу действующей управляющей системы (ДУС). Из всех хранящихся расписаний выбирается то, которое имеет минимальное "расстояние" до планируемого КГ. Далее найденный прототип конкретизируется с учетом фактически имеющейся разницы в исходных условиях планируемого КГ и КГ- прототипа, то есть приводится к условиям планируемого периода работы ДУС.

Формирование КГ на основе базы знаний с применением когнитивных карт, фреймов позволяет максимально учесть опыт ДУС, специфику последующей реализации КГ, приёмы составления и выполнения КГ. Это в большинстве случаев обеспечивает близость конструируемого расписания к КГ, выбираемому производственниками за эталон.

Для формирования расписания в виде последовательности работ методами теории расписаний чаще других используют процедуру ветвей и границ. Её применяют как самостоятельный метод либо для решения релаксированной задачи о коммивояжере, к которой может быть сведена задача построения расписания. Релаксация заключается в отказе от требования целочисленности неизвестных. Для исключения образования подциклов использован метод фрагментов. Он реализуется путём выделения в матрице расстояний наиболее приоритетных незамкнутых дуг, удовлетворяющих некоторому модифицированному условию оптимальности и их последующего оптимального "сшивания" методом ветвей и границ. Для этой цели использован относительно простой и технологичный метод Дж. Литла. Чтобы исходная матрица расстояний была хорошо обусловленной, предложено отказаться от планирования КГ отдельными плавками. Основным элементом КГ в работе принята подсерия - самостоятельная часть серии плавок одной марки либо родственных марок стали. В ка-

честве "расстояния" выступает рейтинг технико-экономических затрат (потерь) при переходе от одной i-ой работы (подсерии) к другой j-той.

Для улучшения получаемого решения предлагается проводить анализ взвешенного арифметического среднего длины дуги графа решений по частоте возникновения отдельных дуг в полном перечне дуг, в конечном решении, а также дуг при определении верхней и нижней границ. При этом в условиях заданного интервала дискретизации Д длин дуг находятся разности распределений частот:

4U(*) = /i(*)-/-,(*>; а/".(*) = /»(*)-/.(*); V. (*) = /,(*)-/„(*). Refl.RJ, (1) где /t(Ä) - частота возникновения дуги длиной R в ¿-том конечном решении; fo64iR)~ то же в полном перечне дуги между городами; f„(R) - то же дуги верхней границы; fH(R)- то же дуги нижней границы; R — дискретное значение длины дуги; [I, RJ — множество длин дуг.

По найденным распределениям частот (1) определяются взвешенные арифметические средние длин дуг:

I R-1 Ä=1

гДе Rv64 ~ взвешенное арифметическое среднее длин дуг из общего перечня дуг; R, - то же из перечня дуг верхней границы; R„ - то же из перечня дуг нижней границы.

Для привязки графика выплавки ко времени предложено дополнить процедуру его формирования элементами динамики. Одновременно с ветвлением графа решений запускается счетчик времени разливки. По мере ветвления графа определяется местоположение конца каждой планируемой подсерии на оси времени. Это позволяет планировать простои машин непрерывного литья заготовок (MHJI3), переходы с MHJI3 на разливку в изложницы и т.п. Общая схема формирования КГ представлена на рис.1. Приведенная методика успешно применялась для построения графика разливки стали (ГРС). Под оптимальным графиком непрерывной разливки стали (ОГНРС) будем понимать последовательность выплавки марок стали, соответствующая min критерия оп-

Рисунок 1. Схема формирования контактного тимальности ГРС. В ряде

графика методом ветвей и границ случаев улучшению ГРС

способствует введение в него одного или нескольких дополнительных простоев. При этом часть разрозненных фрагментов ГРС объединяется друг с другом. График выплавки стали тоже оптимизируется, а затем - сопрягается с графиком разливки стали.

Задача формирования контактного графика обуславливает необходимость априорного задания нормативной длительности предстоящих производствен-

ных операций. В общем случае оценивание рациональной длительности можно рассматривать как задачу оптимизации управления плавкой по критерию быстродействия при ограничениях на выходные переменные и переменные состояния объекта, обусловленные технологической инструкцией. В результате её решения для циклического процесса, каким, например, является плавка стали в дуговой сталеплавильной печи, определяются значения целевых переменных и длительность операций.

На рис. 2 представлена схема системы управления с ретроспективным восстановлением рациональных управлений и длительностей производственных операций. Индексами Д обозначены действительные, Н - натурные величины. Последние являются неполным помехоискаженным отображением действительных величин, полученных в результате измерений. Индексом НМ обозначен натурно-модельный преобразующий оператор; Ф§у - преобразующий оператор объекта в "большом"; <р - в "приращениях" (по отношению к фактическим или условно-опорным режимам); Е- оператор общего вида, в том числе алгоритм фильтрации, идентификации, регулирования, выработки задания, организации и отображения информации.

В блоке Р"" подсистемы получения пересчетной модели объекта (ППМ) распознается класс организационно-технологической ситуации (ОТС) К,. В операторе Р"м распознается группа решений (соотносимая с зависимыми от данной системы управления организационно-технологическими и управленческими ситуациями). Оператор Р3'ш непосредственно формирует пересчетную модель <р"м объекта. В блоке <р"" в пересчетной модели ПМ объекта выделяются управления и'" со слабообусловленными пересчетными коэффициентами. В операторе <р"" формируются хорошо обусловленные дополнительные пересчетные уравнения модели объекта, связывающие и'" (возможно, и контролируемую часть внешних воздействий) с выходом объекта У"". Оператор <р"и итерационно корректирует пересчетный оператор <р"м (при этом уравнения со слабообусловленными коэффициентами заменяются вновь сформированными).

В блоке Р"" подсистемы ретроспективного восстановления рациональных управлений (РВРУ) рассчитываются (также как эффекты контролируемых внешних воздействий), замененные в ППМ, управления модели и"'. Блок Р™ кроме основных базовых управлений и6 выдает фактические прочие управления и£ и и*- реализованные на базовой плавке прочие управления. Р™ также выдает Ш*- контролируемую часть внешних воздействий на базовой плавке. Наконец, в операторе , используя сформированную пересчетную модель в установленных условиях, ретроспективно восстанавливается искомый вектор рациональных управлений ирщ, включая рациональную длительность производственной операции.

На схеме рис. 2 дополнительно обозначено: ил ,УЛ ,УЛ - действительные управления, входные и выходные воздействия объекта; Жд, IV" - действии-

Рисунок 2. Принципиальная схема системы управления с ретроспективным восстановлением рациональных длительностей производственных операций : измерительные блоки , ^^ — исполнительный блок

тельные внешние воздействия и их натурная контролируемая часть; Vм, Yt',[ -измеренные входные и выходные воздействия объекта; х"у - контролируемое состояние объекта; Y'" ,Х'Н- векторы задания (от оператора-технолога); О -ограничения на ресурсы управления и вектор выходных величин; С" - критерий эффективности функционирования производственного звена в целом.

Ошибки управлений определяются как разность AU^U^-U. Здесь Upa4=Upa4(t), U=U(t) — восстановленные рациональные и фактические программы изменений управлений во времени. Процесс определения рациональной (нормативной) длительности каждой предстоящей плавки осуществляется совместно с построением программ изменения во времени всех наиболее значимых управлений объекта.

Во второй главе "Типовые задачи алгоритмизации построения и реализации контактного графика" дается постановка основных задач построения и реализации контактного графика.

1. Задача составления расписания (КГ) работы основных звеньев сталеплавильного цеха.

Дано:

LC* сS={Sj, -¡...^.-с...^} ;2.

з. S.. = n с: ip }; 4. 0*MeG . (3)

ij q i w i \ ' ош v '

Определить: контактный график, т.е. последовательность работ основного технологического оборудования цеха, а также моменты их начала и окончания по плавкам соответствующих марок стали, доставляющую минимум функционалу

F=E ER(/.«,y,/) -»-min (4)

ыП~Т <-ТЯ у. 1», i=ljnt

при начальных условиях:

Хво/еСво/ (5)

и ограничениях:

1. p{i,j,r)=P'(ij,r); (6)

2. Z

j0(a>,t,y)-0'(a>,t,r)

, о

dt<SO'; (7)

3. А(П(8)

4. (9)

где С*- заданная согласно ССЗ предварительно организованная совокупность плавок, помарочно и по способам разливки стали также предварительно разбитая на серии; Т*— заданное согласно ССЗ множество моментов времени за*

вершения обработки серий; О (&>,/)- заданное согласно ССЗ и плана органи-

зации ремонтно-восстановительных работ в цехе многообразие простоев оборудования; t - текущий момент времени; /,к - номер марки стали; номер способа разливки; а- номер основного оборудования; [f,,,^]- интервал (период) планирования; /„- начало, t — конец планового периода (tK -(„); q— номер плавки в серии плавок; / — номер серии плавок; ц/ - номер работы в полном цикле работ по плавке; у— индекс составляемого КГ и ССЗ; v- полное число работ по плавке, входящих в технологический цикл; ), tK{Slf)- момент времени окончания обработки (планирования) серий Sv и Slf; ty (Р е Sif)- момент времени обработки Р- й плавки серии Stf\ nf, тг- общее число способов разливки плавки и марок стали в у - м ССЗ; П- общее число основного оборудования; г- общее число серий плавок в ССЗ; SO' - допустимое отклонение между расчетными и заданными простоями; S— серия плавок; Р- плавка: О -простой оборудования; R — приведенные потери, связанные с переходом от обработки одной плавки к другой; ХНиг - исходное состояние ДУС; G - многообразие вектора переменных состояния; А— признак непрерывности последовательности плавок; G -многообразие простоев оборудования. oat

2. Задача построения рационального графика непрерывной разливки стали (ГНРС). Чем больше длительность дополнительно введенного в график выплавки стали планового простоя тПЛ, тем протяженнее может быть непрерывный участок (ГНРС). Кроме того, рост резерва неразлитого металла - явление отрицательное как с технологической, так и с экономической точки зрения. При введении в ГНРС дополнительного простоя разрозненные фрагменты графика объединяются. Для определения количества и мест расположения дополнительных простоев использована поисковая процедура оптимизации по критерию:

Q = aiQi + a2Q2 -*■ max, 110)

где Q| - относительный показатель средней длительности сплошных фрагментов ГНРС; Q2 - относительная продолжительность разливки с потенциально высокими технико-экономическими показателями; ai + а2 =1 — весовые коэффициенты.

3. Задача сопряжения графика непрерывной разливки стали с графиком выплавки.

Предложены два способа сопряжения скоординированного ГНРС (СГНРС) с контактным графиком выплавки: эвристический способ оптимизации и способ, основанный на методе ветвей и границ.

С использованием эвристического способа вначале непрерывные последовательности плавок сопрягаются с "полноценными" подсериями плавок из графика выплавки максимальной длины (марка стали в каждой серии не меняется), далее - с сериями меньшей длины, а затем - со сборными сериями, состоящими из нескольких подсерий (рис. 3).

После сопряжения СГНРС с графиком выплавки производится достраивание контактного графика по всем агрегатам предыдущих по отношению к раз-

ливке операций технологического процесса (рис. 4).

В качестве второго, менее сложного и эффективного способа сопряжения предложена процедура, в основе которой лежит метод ветвей и границ.

4. Задача оценки нормативной длительности операции (на примере оценки длительности электроплавки стали).

Целевая функция для ретроспективной оптимизации электроплавки представляется как ошибка восстановления рациональных управлений, позволяющих за минимальное время А Гт= [ Г т рац - Гтф] перевести выходную величину объекта Y от фактического УКф к заданному Ук рац = Y* значению:

F(Y,U,W,t) = |ДY(Y,U,W,t) - А Y (Y,U,W,t)| -> min (11)

в условиях ограничений,

где AY(Y,U,W,t) = У* - Укф (иф,\¥ф, 1ф);

А? (Y,U,W,t) = -! ?к[ирац(1трац)]+? к[£/£(1рац), рац)]!-- Y J [иф(ц,)]+

+ ? к[^(1ф),^(1ф)]Ь0<1ф< Гф; 0<tpau< X рац; 0<1тф<Гтф; 0<tTpau< Ф Ф

^ Ттрац; V(t+) £ (tтф) —> Uф (tф)=0; V(tpalI) <£ (tTpau)->Upau (tpaiI)=0;

t ф, t рац - фактическое и рациональное по модели текущее время плавки; Ц, Ца,, - то же под током; Тф, Т"рац - фактическая и рациональная длительность плавки; Т1ф, Тт рац - то же под током; иф(Ц,), U^tr рац) - фактически реализованная и искомая программа оптимизируемых управлений; Ujfo) -фактически реализованная программа прочих управлений; t/£(tpau>-реализованная на базовой плавке программа прочих управлений, с согласованием масштабов по длительности плавок приведенная ко времени tpau; ф), (t рац) - фактически имевшая место траектория изменения контролируемой части внешних воздействий на анализируемой и базовой плавке (последняя приведена к tpau).

^"(tpau) = Щ{иУ, We{Xpm) = Г6\и); 0< t6< г,, где t6 - текущее время на базовой плавке; rß - длительность базовой плавки.

Число формализованных связей (порядок системы уравнений (11)) в идеале должно соответствовать числу неизвестных управлений. Зачастую, число высокочувствительных к управлениям выходных переменных производственного объекта существенно ограничено, что ограничивает и число формализованных связей. В то же время количество неизвестных управлений, как правило, выше числа этих связей. Сформированная матрица коэффициентов уравнений (11) не должна быть вырожденной, иначе задача окажется некорректно поставленной и не иметь решения.

Предложен следующий метод понижения порядка системы определяющих уравнений.

График поступления стали на рач.тннк-у

Вакансии по плавкам из ГРС:

СерияЗ Серия1 Серия2

'12 3 4 Подсерии плавок на разливку из КГ : а)наМНЛЗ(М):

Марка стали: Ст 5 сп

(С,В)

(С;В

(СзВ)

Результаты сопряжения

СтЗ сп СтЗ пс Юхснс!

1 2 3 4

2 3

б) в изложницы (И):

(С|М) . (С2М) . (СзМ) (С4М)

(С,И) . (С2И) . (СзИ) (С4И)

Итого плавок:

Последовательность сопряжения:

С1М+С1И =С2В; С3М+С2И = С3В; С2М+С4М+С4И+С3И = ^В

Серии СГНРС

3 1 2

9 7 6

Рисунок 3. Последовательность и результаты сопряжения скорректированного графика непрерывной разливки стали (СГНРС) с контактным графиком выплавки для условий электросталеплавильного цеха № 2 ООО "Стать КМК"

5сп

-А.

Зсп

Зсп / Зсп

Зсп 10ХСНД

10ХСНД / Зсп

Печь№2 Печь№

УПСА№1 УПСА№2 Плановый простой

Сопряженный график разливки

МНЛЗ№1

МНЛЗ№2

РП№1

РП№2

щЁ

)СП

211

5сг

с2

И)

ШШшштшм

Зп

: ¡пс(

с2

'Ж

4С

ю:

(С

III

ад

С414)

ох

(пс

;с3и)

снщс

4И)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 1920 21 22 23 24

Время, час

Рисунок 4. Достраивание КГ на основе сопряженного графика разливки стали для условий электросталеплавильного цеха № 2 ООО "Сталь КМК"

1. Из исходной замкнутой системы уравнений выделяются управления и"1 с хотя бы одним малозначимым пересчетным коэффициентом. 2. Разрабатываются дополнительные пересчетные модели, связывающие и'" с теми У"ноу, для которых пересчетные коэффициенты в исходной системе уравнений существенно значимы. 3. Из системы исключаются уравнения, которые имели ела-

бозначимые пересчетные коэффициенты. 4. Управления и,др рассчитываются по дополнительным пересчетным моделям и подставляются в исходную систему уравнений по п. 3 в качестве известных параметров наравне с контролируемыми возмущениями.

5. Задача оперативной коррекции производственного процесса.

В зависимости от сте- Момент начала корректировки КГ

пени рассогласованности хода производства достаточным оказывается либо параметрическая, либо структурно-параметрическая коррекция КГ. В основе последней лежит предлагаемая методика, использующая для определения корректирующих решений логические формулы. Им- ф,к плицирующие части формул состоят из истинных конъюнкций высказываний м>р о рассогласованности хода производства, структуре и параметрах тл/сп исходного КГ, подвергаемого корректировке. Имплицируемые части содержат истинные конъюнкции высказываний ф/к (основные м>0 и дополни- И[ тельные м>д ) о корректирующих КГ решениях. Основные - это те высказыва- Ф1К

и2

ния, которые непосредственно вытекают из имплицирующих частей формул. Дополнительные - это те высказывания о корректирующих КГ решениях, которые являются вторичны-

(Простой)

П..П,

Время, ч

Рисунок 5. Пример структурно-предикативной коррекции КГ: /7,, Я; -печи ; У|, Уг - установки продувки стали в ковше; Мь М2 - машины непрерывного литья заготовок; И и И} - площадки для разливки в изложницы; Як - перековшовка; Яг - подготовка М| для новой серии; Ф -факт, Я- прогноз; К-коррекция КГ; 1+ 9- номера плавок стали

ми по отношению к основным. Общий вид логических формул:

(ч>рг\ч>с^с^>(м>0г\ (12)

Аппарат логики предикатов и введенные дополнения позволяют сформировать общие истинные логические формулы. Поскольку основу для частичных структурных изменений КГ составляют предикаты, то такой способ коррекции КГ получил название структурно-предикативного (рис.5).

Для условий электросталеплавильного цеха № 2 ООО "Сталь КМК" был

разработан и успешно опробован пакет решений по структурно-предикативной коррекции для различных ОТС.

Третья глава "Построение и реализация контактного графика для условий электросталеплавильного и конвертерного производств" посвящена построению и реализации контактного графика для условий электросталеплавильного и конвертерного производств. Исходная задача координации электросталеплавильного производства — построение контактного графика с учетом многовариантности технологических маршрутов - решалась для условий электросталеплавильного цеха № 2 ООО "Сталь КМК". Общая схема формирования КГ приведена на рис. 6. Под переходными сериями плавок понимаются серии, обработка которых начинается на предыдущем интервале планирования.

Для малодисперсной матрицы "расстояний" предложена модернизированная процедура решения разомкнутой задачи о коммивояжере с расширенным применением перебора, которая включает следующие действия : 1. С использованием кластер-анализа по матрице "расстояний" из общего множества планируемых подсерий формируются классы непересекающихся подмножеств. 2. Находятся потенциальные корни графа в каждом подмножестве (классе) подсерий. 3. При числе классов больше двух определяется последовательность соединения их между собой. Для этого составляется таблица расстояний класс-

сов между собой. Осуществляется ветвление графа решений. "Сшивка" разрозненных контуров - методом фрагментов. В найденном га-мильтоновом контуре делается разрыв по дуге, соединяющей подмножества максимальной длины. 4. При наличии в данном классе одного потенциального корня и числе "городов" от 6 до 9 решение ищется направленным перебором -методом доминирования, начиная с известного корня. При одном потенциальном корне и числе "городов" до 5 решение ищется обычным перебором. При числе "городов" более 9 — переход к 5. 5. При наличии в данном классе двух потенциальных корней или при числе "городов" объединения больше 9, для "городов" данного класса повторяются действия, начиная с п. 1: множество городов класса разби-

-Й Планирование переходных подсерий плавок

2 м Разбиение серий на подсерии плавок

-21 Выбор корня графа решений

♦

-41 Формирование матрицы расстояний

.51 Ветвление графа решений в динамике

----*-----

.61 Построение СГНРС «-1

► 21 Построение графика выплавки стали

Сопряжение СГНРС с графиком выплавки стали

2-1 Построение графика внепечной обработки стали

1_шГ

Ручная коррекция КГ с доступом по коду

Рисунок 6. Общая схема формирования КГ

ваются на подмножества (группы) и т.д.

Сформированный ГНРС полезно улучшить по средствам процедуры структурно-предикативной коррекции. Далее формируется график выплавки

стали и производится его сопряжение с ГНРС. Приведены схемы алгоритмов построения КГ в условиях многовариантности заданий.

Одним из основных ограничений, значительно затрудняющим условия формирования КГ, являются простои П. По аналогии с кинематическими расчетами при появлении плановых простоев можно говорить о резком понижении степени свободы при выборе варианта КГ. Другим ограничением степени свободы является наличие в ССЗ "длинных заказов" для разливки на МНЛЗ, то есть большого количества плавок одних и тех же марок, предназначенных для непрерывной разливки.

Напряженность оперативных производственных планов ( сменных, суточных) большинство авторов оценивает либо по производственному ритму, либо по объему производства. В главе предложен следующий показатель : 7,,('.)_ 1

*.('.) = ^ = + II до»].

* ф('о) Р / г 1

(13)

где Т,,(!„)- период планирования - плановое время, отведенное в момент времени г0 для выполнения ССЗ; - общий плановый на момент времени 10 фонд времени; р - число сталеплавильных агрегатов; тпр (/) - длительность /-то простоя; АО', г) - длительность одной у'-й плавки в г-м режиме работы электросталеплавильного цеха.

Узким местом в технологическом процессе электросталеплавильного цеха является выплавка стали, поэтому £„('<>) рассчитывается по плану работы сталеплавильных печей.

При £„(/„) > 1 ССЗ становится практически нереализуемым. Чем ниже значение &„(/<,), тем выше вероятность реализации ССЗ. На рис. 7 приведена, построенная по данным работы ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК", эмпирическая линия регрессии зависимости процента выполнения ССЗ в функции коэффициента напряженности планового задания £„(/0).

Если напряженность плано-

во 80

40 20

> д

° \ О о\°

о \ о \ >

о° \ о

1,0 *„(/„)

вого задания большая (Л„('о) ^ 0,9), это свидетельствует об опасности невыполнения КГ, построенного по данному заданию. В таких условиях при формировании КГ целесообразно принять меры для снижения риска срыва выпуска хотя бы наиболее важной за счёт менее важной продукции.

Разработаны подробные схе-

0,7 0,8 0,9 Рисунок 7. Зависимость процента выполнения ССЗ в функции коэффициента напряженности кн (70)

мы алгоритмов построения и реализации КГ электросталеплавильного производства с учетом напряженности планового задания.

В главе приведены способы идентификации таблиц предпочтений ЛПР -активный, активно-пассивный, пассивный, экспертный. По данным пассивного

эксперимента предлагается следующая методика идентификации Лу.

Осуществляется отбор рационально сформированных и реализованных контактных графиков. Рациональные КГ (РКГ) и/^) обращают в логическую единицу целевую функцию вида:

Е1и/(1,),Х/(1/),У„] = АпВпС, (14)

где А, В, С- логические переменные, определяемые из условия: если ^^[У^Х^ЪтоА = 1. Иначе А = 0; если еб^, то В = 1. Иначе В = 0; если Vе <Зи/ то С = 1. Иначе С = 0;

допустимые для условий /-го КГ многообразия рациональных траекторий изменения во времени векторов управлений участками организационно-технологического объекта управления и переменных состояния.

Максимум функционала (14) достигается при известных связях £-=/№/); £«.=/,(*/) (15)

и начальном условии *„/=*/('„/)6 (16) где Ьг = [О,,30/,Хщ,Хщ)]- сведения, поступающие извне ДУС; Оу- ограничения на вектор задания в общем виде (например, марка стали, последовательность разливки стали и т.п.); , Хм - траектория прогнозируемого вектора переменной состояния ДУС и его фактическое значение.

Характерной особенностью строящегося кислородно-конвертерного производства ООО "Сталь КМК" является малая по отношению к ЭСГЩ-2 нормативная длительность выплавки стали.

Очерёдность выдачи заготовок задаётся отдельно для рельсовых и прочих марок стали. Целесообразность выделения рельсового металла в условиях ООО "Сталь КМК" диктуется следующими причинами.

Нерельсовая сталь поступает в прокатное производство в основном через склады холодного металла, в то время как рельсовая сталь — с горячего посада. Рельсовый прокат является важнейшей продукцией ООО "Сталь КМК". Укрупнено алгоритм формирования КГ состоит из блоков: 1. Ввод исходной информации. 2. Определение варианта разработки КГ. 3. Назначение нормативов на работу основного оборудования. 4. Определение стартовых моментов для КГ. 5. Формирование серий плавок. 6,7. Планирование рельсовых серий плавок на МНЛЗ и простоев МНЛЗ. 8. Планирование нерельсовых серий плавок на МНЛЗ. 9. Планирование подготовительных операций на МНЛЗ. 10. Планирование перековшовок на МНЛЗ. 11. Планирование работы основных агрегатов, кроме МНЛЗ. 12. Квитирование КГ, либо его корректировка в автоматизированном или ручном режиме.

Поиск приемлемого варианта формирования подсерий плавок с одновременным подиапазонным их распределением в графике разливки на МНЛЗ согласно выбранного маршрута плавки осуществляется методом эвристической комбинаторной оптимизации. Затем КГ достраивается по всем агрегатам, учитывая затраты времени на транспортировку.

Построенные алгоритмы формирования КГ кислородно-конвертерного цеха были конкретезированны для условий Новокузнецкого металлургического комбината (НкМК).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа и обобщения известных исследований разработаны три подхода к формированию контактного графика работы современных сталеплавильных комплексов: на базе метода ветвей и границ с решением незамкнутой задачи о коммивояжере, дополненной элементами динамики; на основе применения эвристической комбинаторной оптимизации и на основе создания базы знаний, содержащей эффективные варианты КГ траектории управлений, состояний и выходов для основных производственных операций, а также другие сведения.

2. Предложены две модификации метода ветвей и границ: для получения решения релаксированной задачи о коммивояжере большой размерности и для малодисперсных таблиц предпочтений.

3. Разработана и обоснованна схема декомпозиции задачи формирования контактного графика сталеплавильного комплекса на три подзадачи: построения предварительного графика выплавки, рационального графика непрерывной разливки стали и их сопряжения. Даны способы сопряжения, обеспечивающие получение автоматического решения в 90-95% случаев работы производства в штатном режиме.

4. Конкретизирован способ ретроспективно- оперативного восстановления рациональных управлений, позволяющий в условиях некорректно поставленной задачи восстанавливать рациональные уровни всех наиболее значимых управлений, а также длительность производственной операции.

5. Показано что основным элементом контактного графика сталеплавильного комплекса при его формировании на основе решения незамкнутой задачи о коммивояжере целесообразно использовать подсерии плавок стали, полученные разбиением серий плавок из сменно-суточного задания.

6. Для случаев нарастания степени технологической раскоординации по ходу производства предложено использование трёх процедур координации на основе коррекции исходного контактного графика: параметрической, структурно-параметрической и полной коррекции.

7. Разработана методика структурно-предикативной коррекции, использующая в своей основе идеи поиска в локальной окрестности с детерминированной формализацией корректирующих причинно-следственных зависимостей.

8. Разработанные алгоритмы реализованы в четырех действующих информационных системах управления ООО "Сталь КМК". Внедрение разработок позволяет экономить электроэнергию при выплавке стали, снижать удельный расход металлошихты и ферросплавов на тонну стали, уменьшать количество переназначений марок стали, бракованного металла и число рекламаций на металлопродукцию. Инструментальные системы используются в учебном процессе в ГОУ ВПО СибГИУ и ГОУ ВПО "Кузбасская государственная педагогическая академия" для обучения навыкам координации сложных организа-

ционно-технологических объектов.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих

публикациях:

1. Ершов Н.В. Разработка алгоритмов координации горячего транзита металла для цехов комплекса сталь-прокат /Н.В. Ершов, М.Ю. Ильин, C.B. Верев-кин: Сб. науч. тр. «Математические и экономические модели в оперативном управлении производством». - Томск: Изд-во ТПИ, 1995. -№ 1. - С. 9-16.

2. Веревкин C.B. Координация производства литых заготовок с использованием контактного графика /C.B. Веревкин// Математические и экономические модели в оперативном управлении производством. - М.: Электрика, 1996. -№2.-С. 9-15.

3. Веревкин C.B. Процедура поиска решения при формировании контактного графика /C.B. Веревкин, А.Ф. Штайгер, О.И. Васильева// Математические и экономические модели в оперативном управлении производством. - М.: Электрика, 1997. - № 3. - С. 20-24.

4. Веревкин C.B. Применение косвенных оценок состояния технологического процесса при расчете шихтовки электроплавки /C.B. Веревкин, А.Ф. Штайгер// Математические и экономические модели в оперативном управлении производством. - М.: Электрика, 1997. - № 4. - С. 119-120.

5. Веревкин C.B. Изучение принципов производственного планирования с использованием системы формирования контактного графика /C.B. Веревкин, Ф.А. Штайгер: Материалы научно-практической конференции «Технология». - Новокузнецк: Изд-во НГПИ, 1997. - С. 7-10.

6. Веревкин C.B. Метод формирования программ координации металлургического производства /C.B. Веревкин: Материалы региональной научно-практической конференции «Перспективы автоматизации в образовании, науке и производстве». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 1999. - С. 110-111.

7. Кулаков С.М. Назначение нормативной длительности технологической операции /С.М. Кулаков, C.B. Веревкин: Материалы региональной научно-практической конференции «Перспективы автоматизации в образовании, науке и производстве». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 1999. - Cri 12-114.

8. Веревкин C.B. Формирование контактного графика в параллельно-последовательных системах /C.B. Веревкин: Сб. науч. тр. «Информационные технологии в экономике, промышленности и образовании. - Кемерово: Изд-во КемГУ, 2000. - С. 18-24.

9. Кулаков С.М. Ретроспективное восстановление рациональной длительности плавки электростали /С.М. Кулаков, С.М. Веревкин// Изв. вузов. Черная металлургия. - 2001. - № 4. - С. 65-71.

Ю.Веревкин C.B. Разработка алгоритмов технологической координации работы сталеплавильного цеха /C.B. Веревкин: Сб. науч. тр. «Моделирование, программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии: - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2001. - С. 345-349.

11.Веревкин C.B. Использование метода покрытия при оперативном планировании работы сталеплавильного комплекса /C.B. Веревкин: Сб. науч. тр. «Современная металлургия начала нового тысячелетия». - Ч. 2. - Липецк:

Изд-во ЛГТУ, 2001.- С. 134-138.

12.Веревкин C.B. Использование метода фрагментов в задаче формирования расписания /C.B. Веревкин: Материалы Республиканской научно-практической конференции «Образовательная область «Технология»: состояние, проблемы, перспективы. - Новокузнецк: Изд-во НГПИ, 2001,- С. 51-54.

13.Веревкин C.B. Структурно-предикативная коррекция контактного графика /C.B. Веревкин: Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2001. - С. 81-85.

14.Веревкин C.B. Прогнозирование длительностей операций на основе ретроспективно-оперативного восстановления управлений /C.B. Веревкин, Н.М. Сапаев// Информационные технологии в экономике, промышленности и образования. - М.: Электрика, 2002. - № 4. - С. 40-42.

15.Кулаков С.М. Формирование и реализация программ координации для сталеплавильного комплекса /С.М. Кулаков, C.B. Веревкин// Изв. вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 4. - С. 38-43.

16.Веревкин C.B. Автопрогнозирование эффектов внешних воздействий с использованием фильтров с эффективной конечной памятью / C.B. Веревкин, П.П. Лизогуб: В сб. науч. тр. «Образовательная область «Технология»: состояние, проблемы, перспективы. - Новокузнецк: Изд-во КузГПА, 2003. - С. 32 -37.

17.Веревкин C.B. Снижение энергопотерь сталеплавильного комплекса при отводе газов с использованием контактного графика/ C.B. Веревкин: Материалы третьей НПК "Современные средства и системы автоматизации". -Томск: Изд-во ТЛИ, 2003. - С. 128-132.

18.Веревкин C.B. Оценка рассогласованности работы организационно-технологической системы / C.B. Веревкин, М.Н. Горлов : Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Электронные средства и системы управления" - Томск : Изд-во Института оптики атмосферы, СО РАН, 2003.-С.195-198.

Веревкин Сергей Валерьевич

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ КООРДИНАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Изд. лиц. № 01439 от 05.04.2000. Подписано в печать 30 октября 2003г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 153.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет". 654007, г.Новокузнецк, ул. Кирова,42. Издательский центр ГОУ ВПО "СибГИУ"

17J72-

Р 17 3 92

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Веревкин, Сергей Валерьевич

Ф Введение.

Глава 1. Основы построения систем производственной координации.

1.1. Аналитический обзор и обоснование направления исследований.

1.2. Основы производственной координации работы звеньев сталеплавильного комплекса.

1.3. Задача ретроспективного восстановления и прогнозирования рациональной длительности производственной операции.

1.4. Динамический подход к производственной координации действующих систем.

Глава 2. Типовые задачи алгоритмизации построения и коррекции контактного графика.

2.1. Задача составления расписания (контактного графика).

2.2. Задача построения рационального графика непрерывной разливки стали

2.3. Задача сопряжения графика непрерывной разливки стали с графиком выплавки стали.

2.4. Задача оценки нормативной длительности операции (на примере электроплавки стали).

2.5. Задача оперативной коррекции контактного графика.

Глава 3. Построение и реализация контактного графика для условий электросталеплавильного и конвертерного производств.

3.1. Построение контактного графика для электросталеплавильного производства в условиях многовариантности технологических маршрутов.

3.2. Построение и реализация контактного графика с учетом напряженности планового задания.

3.3.Идентификация функций предпочтения ЛПР и настройка алгоритма - формирования контактного графика.

3.4. Построение контактного графика для кислородно-конвертерного производства.

Введение 2003 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Веревкин, Сергей Валерьевич

Сталеплавильный комплекс относится к энергозатратным составляющим металлургического производства. Снижение материальных и энергетических затрат тормозится, с одной стороны, сложностью, многостадийностью технологий производства литых заготовок, а с другой, - эргатическим характером управления. Оба этих обстоятельства проявляются в традиционно используемых централизованных формах координации (согласования) работы технологических звеньев сталеплавильного комплекса. Основу координации составляет оперативный план производства продукции, в который, по мере накапливания текущего рассогласования фактического состояния объекта от планового, периодически вносятся коррективы.

Промежуточной целью настоящей работы является повышение степени формализации процедуры технологической координации, снижение доли участия при согласовании работы звеньев комплекса человеческого фактора. В результате повышается качество самого процесса координации. Окончательной целью исследования является снижение материальных и энергетических потерь от раскоординации и повышения качества продукции.

Наилучшей формой координации признаны построение и реализация, так называемого, контактного графика работы основного оборудования комплекса. Сменно-суточное задание, преломляясь через текущую организационно-технологическую ситуацию в цехе и ее прогноз на интервал планирования, проявляется в контактном графике. Иначе, контактный график - это сменно-суточное задание (график) в привязке к организационно-технологической ситуации и расписанный как по времени реализации технологических операций, так и по основному оборудованию.

В рамках технологической координации в работе предложено выделять задачу формирования и задачу реализации (включая коррекцию) контактного графика (КГ). Формирование КГ ведется в два основных этапа по аналогии с существующей практикой планирования процессов механообработки. На первом этапе человек участвует в принятии основополагающих решений, вводя в систему формирования КГ (СФКГ) плохо формализуемые сведения: режим работы цеха, диапазон размещения плановых простоев, рекомендуемую форму перехода на разливке стали от одной серии плавок к другой (путем их разделения плавками, разливаемыми в изложницы, либо переходом на другую подготовленную машину непрерывного литья заготовок) и т. п. Человек просматривает подготовленные СФКГ варианты КГ и выбирает из них один, который на втором этапе планирования, после коррекции задания, окончательно дорабатывается без непосредственного участия человека. Учитывая высокую степень ответственности за получаемое решение и его многовариантность, полное исключение человека из процесса управления сталеплавильным комплексом следует считать нецелесообразным.

В качестве основной математической процедуры формирования КГ предложено решение задачи о коммивояжере с элементами динамики и с использованием метода ветвей и границ. Основное достоинство построенного на базе этой процедуры алгоритма формирования КГ - простота и надежность. Традиционное направление решения подобного рода детерминированных комбинаторных задач путем последовательного решения линейным программированием задач назначения признано громоздким.

Известный специалист в теории упорядочения (составления расписаний) Э. Г. Коффман вместе с В. Коглером и К. Штиглецем подчеркивают, что "построение хорошего алгоритма упорядочения для конкретной задачи являются отчасти искусством, отчасти наукой". Это, в частности, касается той доли эвристики, которую используют исследователи для создания простых и надежных процедур упорядочения. В настоящей работе разработаны две такие процедуры, касающиеся основного инструмента решения задачи о коммивояжере - метода ветвей и границ. В алгоритмах учтен тот факт, что пространство решения носит явно нелинейный характер. Кроме того, в отличие от традиционного варианта ветвления графа решений, большее внимание уделено информации о частотах возникновения дуг в конечном решении и в верхней границе.

В работе решена задача сопряжения гипотезы контактного графика с графиком непрерывной разливки стали. Учтено требование минимизации материально-энергетических затрат и циклический характер схождения -расхождения выпусков стали на сталеплавильных агрегатах с разными длительностями плавки. Для реализации КГ в зависимости от степени рассогласования хода производства предложена процедура последовательной коррекции расписания: параметрическая - частичная структурно-параметрическая - полная. В качестве частичной структурно-параметрической коррекции КГ разработана процедура, так называемой, структурно-предикативной коррекции.

Предложенные разработки были внедрены в производство на ОАО «Кузнецкий металлургический комбинат». Они нашли отражение в четырех информационно-управляющих системах, что позволило снизить материально-энергетические затраты, улучшить организацию производства, уменьшить число рекламаций на металлопродукцию.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору С. М. Кулакову, а также всему коллективу кафедр систем автоматизации, систем информатики и управления за ценные советы и помощь, оказанные при выполнении данной работы и обсуждении её результатов. Искреннюю признательность автор выражает также членам кафедры автоматизации производственных процессов Кузбасской государственной педагогической академии за обсуждение работы и ценные советы по её улучшению.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Сталеплавильный комплекс является ведущим производственным звеном полного металлургического цикла. Именно с ним связаны основные материально-энергетические затраты на получение готовой продукции. Соответственно потери из-за несогласованности работы отдельных звеньев такого сложного организационно-технологического объекта велики. Организационные простои, выпуск "незаказного" металла, сверхнормативные объемы незавершенного производства, большие объемы запасов на складах сырья, срывы графиков прокатки и отгрузки готовой продукции — это далеко не полный перечень отрицательных последствий несогласованной работы производственных звеньев сталеплавильного комплекса. Отсюда следует острая необходимость совершенствования методов, алгоритмов и систем координации (согласования) работы звеньев сталеплавильного комплекса.

Целью диссертации является развитие методов и алгоритмов программной координации функционирования сложных производственных систем, позволяющих при известных плановых заданиях, ресурсах и ограничениях разработать и реализовать эффективную процедуру упорядочения работ, определения моментов их начала и окончания, так, чтобы оптимизировать заданный набор критериев. В рамках этой цели рассмотрены задачи : 1) построения и конкретизации эффективных человеко-машинных (интерактивных) процедур формирования контактного графика; 2) разработки методики и алгоритмов ситуационной коррекции контактного графика; 3) оценивания нормативной длительности циклических производственных операций; 4) испытания и применения созданных методов и процедур в условиях действующих сталеплавильных комплексов (электросталеплавильного и конвертерного).

Методы выполнения работы. Основное внимание обращено на изучение и формализацию практического опыта оперативно-диспетчерского управления сталеплавильными комплексами с различной структурой, интерпретацию и применение методов исследования операций, в частности - методов теории расписаний, массового обслуживания, имитационного моделирования, а также теории идентификации, нормирования и прогнозирования.

Научная новизна диссертации. 1. Общая схема интерактивного формирования контактного графика, ориентированная на минимизацию участия ЛПР. 2. Способ ретроспективно-оперативного восстановления рациональных управлений в условиях некорректной задачи и определения на его основе нормативных длительностей предстоящих технологических операций. 3. Алгоритмы решения релаксированной задачи о коммивояжере применительно к построению контактного графика с использованием новых модификаций метода ветвей и границ. 4. Процедуры коррекции контактного графика с учётом характеристик производственных ситуаций.

Практическая значимость работы. Работа имеет практическую направленность. Предложенные принципы, методика и конкретные алгоритмы формирования контактных графиков (КГ) могут быть использованы при проектировании автоматизированных систем технологической координации в различных отраслях промышленности со сложными схемами транспортно-технологических потоков, нестационарностью процессов, значительным влиянием неконтролируемых возмущений (черная и цветная металлургия, машиностроение, химическая промышленность). Практический опыт применения разработанных процедур построения и реализации КГ обеспечивают высокую эффективность работы производственного комплекса, а также относительно малые затраты времени на инсталляцию и освоение соответствующей системы.

Реализация результатов работы. Работа выполнена в соответствии с планами НИР ГОУ ВПО "СибГИУ", грантом Минобразования РФ, темами комплексных и подотраслевых планов, а также планов реконструкции ОАО "Кузнецкий металлургический комбинат (КМК)" и ежегодных планов работы Управления информационных технологий ООО "Сталь КМК". Доведенные до инженерного уровня конкретные алгоритмы построения и реализации КГ, таблицы предпочтений, пакеты программ и технические решения реализованы в информационно-управляющих системах электросталеплавильного цеха №2 (ЭСПЦ-2) ООО "Сталь КМК". Соответствующие методические положения, алгоритмы предложены для использования при проектировании системы диспетчерской координации в сталеплавильном комплексе ОАО "ЗСМК".

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся : постановка задачи формирования и коррекции контактного графика: интерактивная процедура его построения, включающая эвристический метод комбинаторной оптимизации, на основе базы знаний, метод ветвей и границ (для решения незамкнутой задачи о коммивояжере), дополненный элементами динамики; способ ретроспективно-оперативного восстановления рациональных управлений и его использование для пополнения базы знаний; метод структурно-предикативной коррекции КГ; способ оценивания и прогнозирования рациональной длительности производственных операций.

Личный вклад автора заключается в формировании подхода и методов построения и реализации производственных расписаний, в постановке задач, в разработке и исследовании алгоритмов построения и реализации КГ, в проведении теоретических и участии в экспериментальных исследованиях, в промышленной проверке и внедрении алгоритмов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на конференциях: "Технология" (Новокузнецк, 1997), Региональная научно-практическая конференция "Перспективы автоматизации в образовании, науке и производстве" (Новокузнецк, 1999), Всероссийская научно-практическая конференция "Моделирование, программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии" (Новокузнецк, 2001), Международная научно-практическая конференция "Современная металлургия начала нового тысячелетия" (Липецк, 2001), Республиканская научно-практическая конференция "Образовательная область "Технология": состояние, проблемы, перспективы" (Новокузнецк, 2001), Всероссийская научно-практическая конференция "Системы автоматизации в образовании, науке и производстве" (Новокузнецк, 2001), Третья научно-практическая конференция "Современные средства и системы автоматизации" (Томск, 2002), а также на конференции молодых ученых НФИ КемГУ (Новокузнецк, 2001) и на трёх•конференциях молодых специалистов ОАО "КМК" (Новокузнецк, 1999, 2000 и 2001).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и выводов и содержит 162 страницы основного текста, 41 рисунок и 5 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Разработка и применение алгоритмов производственной координации"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа и обобщения известных исследований разработаны три способа формирования контактного графика работы современных сталеплавильных комплексов: на базе метода ветвей и границ с решением незамкнутой задачи о коммивояжере, дополненной элементами динамики; на основе применения эвристической комбинаторной оптимизации и на основе создания базы знаний, содержащей эффективные варианты КГ, траектории управлений, состояний и выходов для основных производственных операций, а также другие сведения.

4. Конкретизирован способ ретроспективно- оперативного восстановления рациональных управлений, позволяющий в условиях некорректно поставленной задачи восстанавливать рациональные уровни всех наиболее значимых управлений, а также нормативную длительность производственной операции.

6. Для случаев нарастания степени технологической раскоординации по ходу производства предложено использование трёх процедур координации на основе коррекции исходного контактного графика: параметрической, структурнопараметрической и полной коррекции.

7. Разработана методика структурно-предикативной --оррекиии. использующая в своей основе идеи поиска в локальном окрестности с детерминированной формализацией корректирующих причинно-следственных зависимостей.

8. Разработанные алгоритмы реализованы в четырех действующих информационных системах управления ООО "Сталь КМК". Знедрение разработок позволяет экономить электроэнергию при выплавке стали, снижать удельный расход металлошихты и ферросплавов на тонну стали, уменьшать количество переназначений марок стали, бракованного металла и число рекламаций на металлопродукцию. Инструментальные системы используются в учебном процессе в ГОУ ВПО СибГИУ и ГОУ ВПО "Кузбасская государственная педагогическая академия" для обучения навыкам координации сложных организационно-технологических объектов.

Библиография Веревкин, Сергей Валерьевич, диссертация по теме Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

1. Авдеев В.П. О восстановительно-прогнозирующем регулировании технологических процессов / В.П. Авдеев, Л.П. Мышляев, В.П. Соловьев // Известия вузов. Черная металлургия. 1978. -№ 10. - С. 165-168.

2. Авдеев В.П. Производственно-исследовательские системы с многовариантной структурой /В.П. Авдеев, Б.А. Кустов, Л.П. Мышляев- Новокузнецк: Изд-во Кузбасского филиала Инженерной академии 1992- 188 с.

3. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении / Под ред. Г.К. Горанского. М.: Машиностроение, 1976.-240 с.

4. Айвазян С.А. Классификация многомерных наблюдений / С.А. Айвазян, З.И. Бежаева, А.В. Староверов. -М.: Статистика, 1974. 240 с.

5. Акоф Р. Основы исследования операций / Р. Акоф, М. Сасисни. М.: Мир, 1971.-272 с.

6. Акулиничев В.М. Организация перевозок иа промышленном транспорте / В.М. Акулиничев. М.: Высшая школа, 1983. - 247 с.

7. Алгоритмы оценивания длительности плавок: Совершенствование технологии и автоматизации сталеплавильных процессов / В.П. Авдеев, С.М. Кулаков, Т.В. Киселева, Н.Ф. Голубева-Магнитогорск: МГМИ, 1989- С. 5 -15.

8. Анализ разработок и внедрения АСКДУ сталь-прокат /В.И. Стахно. А.Е. Кошелев, И.М. Головко и др.// Сталь. 1992. -№ 1. - С. 43-46.

9. Балакришнан А. Теория фильтрации Калмана: Пер с англ. / А. Балакришнан- М.: Мир, 1988. 168 с.

10. Баранов В. И. Экстремальные комбинаторные задачи и их приложения / В. И. Баранов, Б.С. Стечкин. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1989. 160 с.

11. Барышников H. Н. Мощность и резервы / H. Н. Барышников, Б. Л. Лавровский //ЭКО: Экономика и организация промышленного производства. -1982. -№3.- С. 31-50.

12. Беллман Р. Прикладные задачи динамического программирования ! Р. Беллман, С. Дрейфус. М.: Наука, 1965. - 458 с.

13. Бокс Дж. Анализ временных рядов. Прогноз и управление / Дж. Бокс, Г. Дженкинс. М.: Мир, 1974 - 288 с.

14. Бруевич Н.Г. Вопросы автоматизации технологического проектирования / Н.Г. Бруевич, Б.Е. Чемицев // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1974. - № 5. - С. 194-205.

15. Буйницкая В.М. Оптимальное планирование работы сталеплавильного цеха с непрерывным литьём заготовок / Буйницкая В.М., В.И. Гранковский // Сталь. 1984.-№ 11.-С. 92-94.

16. Бурков В.Н. Применение теории оптимального управления к задачам распределения ресурсов / В.Н. Бурков // Труды 3 Всесоюзного совещания по автоматическому управлению. М.: Наука, 1967. - 255 с.

17. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем / Н.П. Бусленко. М.: Наука, 1968.-324 с.

18. Вагнер Г. Основы исследования операций: В 3 т. Т 1 М.: Мир, 1972. -355 е., Т2 - М.: Мир, 1973.-488 е., Т 3 - М.: Мир, 1973.-501 с.

19. Вальтук К. К. Инвестиционный комплекс и интенсификация производства /К. К. Вальтук//ЭКО: Экономика и организация промышленного производства. 1982. -№ 3 - С. 4-30.

20. Вахания H.H. Построение сокращенного дерева вариантов для общей задачи теории расписаний / H.H. Вахания // Дискретная математика. 1990.- Т. 2. -№ 3. - С. 10-20.

21. Вентцель Е.С. Исследование операций / Е.С. Вентцель // Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1980. - 208 е., ил.

22. Верёвкин В. И. Идентификация металлургических объектов с изменением заданий /В. И.Верёвкин //Изв. вузов. Черная металлургия. 1999-№ 3.- С. 24-28.

23. Веревкин C.B. Использование метода фрагментов в задаче формирования расписания. /C.B. Веревкин/ Материалы Республиканской НПК "Образовательная область "Технология" : состояние, проблемы, перспективы. Новокузнецк: Изд-во НГПИ, 2001. С. 51-54.

24. Веревкин C.B. Координация производства литых заготовок с использованием контактного графика / C.B. Веревкин // Математические и экономические модели в оперативном управлении производством. М.: Электрика - 1996. - № 2 - С. 9-15.

25. Веревкин С. В. Формирование контактного графика в параллельнопоследовательных системах: Сб. науч. тр. "Информационные технологии вэкономике, промышленности и образовании". Кемерово. Изд-во НФИ КемГУ,t2000.-С. 18- 24.

26. Восстановительно-прогнозирующие системы управления / В.П. Авдеев, В.Я. Карташов, Л.П. Мышляев, A.A. Ершов / Учебное пособие. -Кемерово: Изд-во КемГУ, 1984. 91 с.

27. Гасс Г. Путешествие в страну линейного программирования / Г. Гасс. -М.: Мир, 1978.- 176 с.

28. Гасс С. Линейное программирование (методы и приложения)/ Под ред. Юдина Д.Б. М.: Гос. изд. физ-мат. лит., 1961.-303 с.

29. Григорьева Н.С. Циклические задачи теории расписаний / Н.С. Григорьева, И.Ш. Латыпов, И.В. Романовский // Техническая кибернетика. -1988.-№6.-С. 3-11.

30. Гудман С. Введение в разработку и анализ алгоритмов / С. Гудман. С. Хидетниеми. М.: Мир, 1981. - 366 е., ил.

31. Гэри М. Вычислительные машины и трудноразрешимые задачи / М. Гэри, Д. Джонсон.-М.: Мир, 1982.-416 с.

32. Давыдов Э.Г. Исследование операций / Э.Г. Давыдов. М.: Высшая школа, 1980.-383 с.

33. Егоров C.B. Разработка и исследование систем управления с прогнозирующими моделями для процессов с постоянно действующими возмущениями: Докт. диссертация. М.: МЭК. - 1980. -343 с.

34. Зайченко Ю. П. Исследование операций / Ю. П. Зайченко. Киев: Вища школа, 1975. - 320 с.

35. Зимин В.В. Построение согласованных расписаний для производственных звеньев комплекса «сталь-прокат»: Канд. диссертация. М.: МиСиС, 1980.- 148 с.

36. Змитрович А.И. Интеллектуальные информационные системы /А.И. Змитрович. Минск : НТОО "ТетраСистемс", 1997. - 368 с.

37. Ивченко Т.И. Теория массового обслуживания / Т.И. Ивченко, В.А. Каштанов, И.Н. Коваленко. М.: Наука, 1982. - 362 с.

38. Калман P.E. Идентификация систем с шумами/ P.E. Калман // Успехи математических наук. 1985. - Т.40. - № 4(244). - С. 27-41.

39. Канторович JT.B. Оптимальные решения в экономике / JI.B. Канторович, А. Б. Горстко. М.: Наука, 1972. - 231 с.

40. Кендапл М.Д. Статические выводы и связи / М.Д. Кендалл, А. Стьюарт. М.: Наука, 1973. - 900 с.

41. Киселева Н.Е. Стратифицированные выборки в задачах о типопредставителях / Н.Е. Киселева, И.Б. Мучник, С.Г. Новиков ! Автоматика и телемеханика .- 1986.-№5.-С. 108-113.

42. Комарова Н.Д. Оптимизация функционирования оборудования кислородно-конвертерного цеха / Н.Д. Комарова, О.С. Ересковский // Изв. вузов. Черная металлургия. 1980. -№ 2. - С. 119-122.

43. Комбинаторный метод расчета конвертерного процесса / P.C. Айзатулов, Ю.А. Сарапулов, В.П. Авдеев и др. // Сталь,- 1994. 6. - С. 22-27

44. Конвей P.B. Теория расписания / P.B. Конвей, B.J1. Максвелл, JI.B. Миллер. М.: Наука, 1975. -359 с.

45. Кондратьев В. В. Задачи согласования, координации, оптимизации в активных системах / В. В. Кондратьев // А и Т. 1987. - № 5. - С. 3-29.

46. Коновалов С.А. Разработка и практическое использование математической модели технологической линии «сталь-прокат»: Канд. диссертация. Свердловск.: УПИ им С. М. Кирова, 1970. - 125 с.

47. Координация работы цехов комплекса сталь-прокат как экономическая мера /В.К. Буторин, Б.И. Кудрин, А.И. Катунин и др. //Сталь 1993.- № 6.- С. 74-77.

48. Кофман А. Введение в прикладную комбинаторику / А. Кофман. — М.: Наука, 1975.-479 с.

49. Кофман А. Методы и модели исследования операций / А. Кофман. А. Анри-Лабердер. М.: Мир, 1977.-432 е., ил.

50. Коффман А. Займемся исследованием операций / А. Коффман, Р. Фор. Пер. с франц. М. Б. Воробьевой и др.; Под ред. А. А. Корбута. М.: Мир, 1966. -366 с.

51. Коффман А. Сетевые методы планирования и их применение. Пер. с франц. / А. Коффман, Г. Дебазей. М.: Прогресс, 1968. - 421 с.

52. Крейсман Б. Б. Прогноз длительностей технологических операций/ Б.Б. Крейсман // В сб. «Вопросы кибернетики. Адаптивные системы управления». -М.: Изд-во МиСИС, 1977. 20 -26 с.

53. Крейсман Б.Б. Математические модели и методы решения задачи планирования графика работы сталеплавильного цеха: Канд. диссертация. — М.: МиСиС, 1980.- 118 с.

54. Кристофидес H. Теория графов. Алгоритмический подход / Н. Кристофиди. М.: Мир, 1978.-432 е., ил.

55. Крон Г. Исследование сложных систем по частям диакоптика / Г. Крон. - М.: Наука , 1972. - 542 с.

56. Кугушин A.A. Программная координация работы комплекса сталь-прокат, формализация и разложение задачи / A.A. Кугушин, В.В. Зимин. С.М. Кулаков// Изв. вузов. Черная металлургия. 1979. -№ 10. - С. 111-116.

57. Кудрин Б.И. Модели и алгоритмы оперативного управления комплексом сталь-прокат в условиях информационной неопределенности / Б.И. Кудрин, В.К. Буторин, В.А. Авдеев. -М.: Электрика, 1997. 140 с.

58. Кулаков С.М. Формализация нормативной информации в системе оперативного планирования / С.М. Кулаков, В.В. Зимин, Г.И. Курильщикова // Изв. вузов. Черная металлургия. 1978. -№ 2. - С. 144-149.

59. Кулаков С. М. Ретроспективное восстановление рациональной длительности плавки электростали / С.М. Кулаков, C.B. Веревкин// Изв. вузов. Черная металлургия. 2001.- № 4 — С. 65 - 71.

60. Кулаков С.М. Многовариантное прогнозирование расчетных показателей / С.М. Кулаков, В.П. Авдеев, Н.Ф. Бондарь // Изв. вузов. Черная металлургия. 1996. - № 4. - С. 72-82.

61. Кулаков С.М. Формирование и реализация программ координации сталеплавильного комплекса / С.М. Кулаков, C.B. Веревкин // Изв. вузов. Черная металлургия .- 2002. № 4 . с. 38 - 43.

62. Левин В. И. Оптимальное планирование работ в конвейерных системах // В.И. Левин, И.Ю. Мирецкий //Автоматика и телемеханика.- 1996 JST« 6 - С. 330.

63. Левин В. И. Оптимизация расписаний в системах с неопределенным временем обработки // В. И. Левин // Автоматика и телемеханика. 1995. - .\г° 2. -С. 99-110.

64. Левин В.И. Задача ш станков при ограничении на порядок следования деталей / В.И. Левин // Автоматика и телемеханика. 1987. -№ 3. - С. 107-116.

65. Левин В.И. Структурно-логические методы исследования сложных систем с применением ЭВМ / В.И. Левин. М.: Гл. ред. физ.-мат. лит. 19S7. -304 с.

66. Лиггет Т. Марковские процессы с локальным взаимодействием / Т. Лиггет. М.: Мир, 1989. - 550 с.

67. Литвинцев П.И. Методы организации вычислений в диалоговых системах планирования: Канд. диссертация. М.: Выч. Центр АН СССР. 19S1. -190 с.

68. Литл Дж. Алгоритм для решения задачи о коммивояжере / Литл Дж. К. Мурти, Д. Суини, К. Кэрел // Экономика и математические методы. Т.1. Вып. 1.- 1965.-С. 23-28.

69. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. 2-е изд., перераб. и доп. / E.H. Львовский. -М.: Высш. шк., 1988. - 239 с.

70. Масловский П.М. Формирование аналогов спланированных воздействий при функциональном описании металлургических объектов. сообщение 1/ П.М. Масловский, В.П. Авдеев, Ю.А. Раев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1970.-№ 2. - С. 174-177.

71. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин. В.Г. Болтянский, Р.В. Гамкрелидзе, Е.В. Мищенко. М.: Физматизд.,1961. - 426 с.

72. Медведев И.А. Организация, планирование и управление производством на металлургических предприятиях / И.А. Медведев, Б.П. Бельгольский, Е.П. Зайцев. Киев - Донецк: Высшая школа, 1984. - 333 с.

73. Медиков В. Я. Использование производственных мощностей прокатных станов в условиях диспропорций по переделам / В. Я. Медиков. С. П. Большаков // Сталь. -1981.- № 7 С. 75-78.

74. Медиков В. Я. Производственные мощности и их использование / В. Я. Медиков. М.: МГУП, 2002. - 264 с.

75. Минченков И.Н. Автоматизация процесса составления и корректировки расписания решения задач АСУП (на примере АСУ металлургических предприятий): Канд. диссертация. М.: МиСиС, 1981- 1~7 с.

76. Моисеев H.H. Элементы теории оптимальных систем / H.H. Моисеев. -М.: Наука, 1975.-528 с.

77. Мудров В.И. Задача о коммивояжере / В.И. Мудров- М.: Знание. 1969. -63 с.

78. Муромцев Ю.А. Некоторые вопросы применения регрессионного и дисперсного анализов при исследовании производственных процессов Ю.А. Муромцев, В.В. Ложкин, И.С. Злобина // Приборы и системы управления. -1973. -№ 10.-С. 11-13.

79. Нейман Дж. Теория игр и экономическое поведение / Дж. Нейман, О. Мокенштерн. М.: Наука, 1979. - 707 с.

80. Нестационарные структуры и диффузионный хаос / Т.С. Ахромеев.1. С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, A.A. Самарский. М.: Наука. Глав. ред. физ.-мат. лит., 1992. - 544 с.

81. Об учете управления при идентификации конверторных процессов С.А. Дубровский, С.М. Кулаков и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1973. -№8.-С. 160-170.

82. Пакет программ решения задач теории расписаний / B.C. Танаев. B.C. Гордон, Ю.Н. Соптков, О.В. Янова // Управляющие системы и машины. 19S9 - № 4. - С. 107-111.

83. Планирование производства в системе сталь-прокат / A.A. Кугушин, Н.Ф. Чесноков, В.И. Соловьев и др. // Сталь . 1978. - № 3. - С. 68 - 72.

84. Подиновский В.В. Оптимизация по последовательно применяемым критериям / В.В. Подиновский, В. М. Гаврилов. М.: Советское радио, 1975. -192 с.

85. Приближенные алгоритмы теории расписаний / М.Я. Ковалев, B.C. Струсевич, B.C. Танаев и др. // Методы решения экстремальных задач. Минск, 1989.-С. 5-34.

86. Принципы и методы автоматизации оперативного управления производством металлургического комбината / И.Н. Богаенко, И.И. Головко. В. К. Буторин и др. // Приборы и системы управления. 1993. - № 3 - С. 3-5.

87. Проблемы прикладной экономики. Задачи планирования дискретного производства и численные методы их решения/ Под ред. O.A. Соловьева. М.: Изд-во ИПУ, 1976.-61 с.

88. Романенко А.Ф. Вопросы прикладного анализа случайных процессов /

89. A.Ф. Романенко, Г.А. Сергеев. М.: Советское радио, 1968. - 435 с.

90. Романовский И.В. Алгоритмы решения экстремальных задач / И.В. Романовский. — М.: Мир, 1977. — 352 с.

91. Роменец В.А. Повышение серийности разливки металла на MHJI3

92. B.А. Роменец, И.П. Ильичев, А.И. Иванов // Изв. вузов. Черная металлургия . -1988. -№ 3.- С. 126-130.

93. Рябова-Орешкова А.П. К вопросу линейной фильтрации на ЦВМ / А.П. Рябова-Орешкова // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика: 1969. № 3. - С 175-189.

94. Рябова-Орешникова А.П. Об устойчивости фильтров Калмана / А.П. Рябова-Орешникова //Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1970. - № 5. -С.203-213.

95. Севастьянов С. В. Эффективное построение расписаний в системах открытого типа / С. В. Севастьянов // Сиб. журн. исследования операций. 1994. Т. 1.-С. 20-42.

96. Сильвестров Д. С. Полумарковские процессы с дискретным множеством состояний /Д. С. Сильвестров. М.: Советское радио, 1980. - 271 с.

97. Системы автоматизированного планирования и диспетчирования групповых производственных процессов / A.A. Павлов, 3. Банашах, С.Н. Гриша, Е.Б. Мисюра. Киев: Техника, Вроцлав: Изд-во политехи, ин-та, 1990. - 584 с.

98. Смирнова М.П. Согласование работы агрегатов сталеплавильного комплекса на основе динамической модели / М.П. Смирнова, Г.Д. Сургучев. E.H. Деркачев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1983. - № 7. - С. 39-43.

99. Соломатин И.С. Исследование условий согласованной работы конвертеров и MHJ13 / И.С. Соломатин, Г.В. Данилов // Сталь. 1984. - № 11.-С. 79-82.

100. Степанов И. Г. Организация производства на предприятиях черной металлургии / И. Г. Степанов. М.: Металлургия, 1992. - 256 с.

101. Столяр В.А. О синтезе и реализации алгоритмов для системы регулирования доменной печи: Канд. диссертация. Новокузнецк: СМИ, 1973. -173 с.

102. Танаев B.C. Введение в теорию расписаний / B.C. Танаев, В.В. Шкурба. -М.: Наука, 1975. 256 с.

103. Танаев B.C. Теория расписаний. Многостадийные системы / B.C. Танаев, Ю.Н. Сотсков, В.А. Струсевич. М.: Наука, 1989. - 380 с.

104. Теория расписаний и вычислительные машины / Под ред. Э.Г Коффмана. М.: Наука, 1984. - 333 с.

105. Технико-экономические расчеты по организации, планированию i управлению металлургическим предприятием / И.Н. Иванов, Б.Н. Бельгольский И.С. Саломахин и др.; Под ред. И.Н. Иванова. М.: Металлургия., 1993. -443 с.

106. Триус Е.В. Задачи математического программирования транспортного типа / Е. В. Триус. М.: Советское радио, 1967. - 206 с.

107. Ш.Хелд М. Применение динамического программирования / М. Хелд. P.M. Карп // В кн.: Кибернетический сборник. Вып. 9. Сборник переводов. М.: Мир, 1964.-С. 202-218.

108. Хохлюк В.И. Параллельные алгоритмы целочисленной оптимизации В.И. Хохлюк. М.: Радио и связь, 1987. - 223 с.

109. Цветков В.Д. Система автоматизированного проектирования технологических процессов / В.Д. Цветков. М.: Машиностроение, 1972.- 239 с.

110. Чуев Ю.В. Технические задачи исследования операций / Ю.В. Чуев, Г. П. Спехова. М.: Советское радио, 1971. - 244 с.

111. Эвристические методы календарного планирования / Т.П. Подчасова. В.М. Португал, В.А. Татаров, В.В. Шкурба. Киев: Техника, 1980. - 183 с.

112. Ahmadi Reza Н. Imoroved lower bounds for minimizing the Sum of completion Times of N Jobs over machines in a flow shop / Ahmadi Reza H, Bagchi Uttarayan // Fur. J. Oper. Rez. 1990. V.44. - № 3. - p. 331-336.

113. Anderson B.D.O. Optimal Filtering. Englewood Cliffs /B.D.O. Anderson, J.B. Moore.- N.J.: Prentice Hall, 1979. - 354 p.

114. Balas E. Machine Sequencing via Disjunctive Graphs: An Jmpliat Enu-merathion Algorithm / E. Balas // Oper. Rez. 1969. - V. 17. - № 6. - p. 941-957.

115. Bellmore M. The Traveling Salesman Problem: a Survay. / M. Bellmore, G.L. Nemhauser//Operation Research, V.16. 1968.-№3.-p. 118-136.

116. Campbell Herbert G. A Heuristic Algorithm for the n Job Sequencing Problem / Herbert G. Campbell, R.A. Duder, M.L. Smit // Management Sci. 1970. -V. 16. - № 10. - p. B- 630 - В 637.

117. Coffman E. G. Deterministic Scheduling to Minimize Mean Number in System / Coffman E.G., Jr. Labetovlte L. Texnical report, Jnstitut de Recherche d'Jnformatique et d'Automatique, Rocquencourt, France, 1975. - p. 31-48.

118. Coffman E.G. Survey of Mathematical Results in Flow Time Scheduling for Computer Systems. Coffman E.G. Proceetlings, GI 73. - Hamburg: Springer -Verlag, 1973.-p. 25-46.

119. Drawing up month schedules for "steel-rolled metal" system / A.A. Kugushin, V.J. Solovjov, S.M. Kulakov, V.V. Zimin // Algorithms for production control and scheduling, Proceedings, Karlovy Vary. 1976. - p. 203 - 213.

120. Geoffrion A.M. Jnteger program mingt a framework and state - of - the -# art survey. / A.M. Geoffrion, R.E. Marston // Management Seience, 1972 - V.18 - №9.-p. 91-98.

121. Gupta J.N. An Jmproved Combinatorial Algorithm for the Flowshop Scheduling Problem / J.N. Gupta // Open. Res. 197 L. - V. 19. - № 7. - p. 1753-1758.

122. Johnson S.M. Optimal two-and three-stage production schedules with setup times included /S.M. Johnson //Nav.Res.Log.Qwart.-1954/V/l. № 1.-p. 15 -25.

123. Kohler W.H. Characterization and Theoretical Comparison of Branch -and Bound Algorithms for Permutation Problems / W.H. Kohler, K. Stieglitz // J. of the ACM.-1974.-V.21.-№ l.-p. 140-156.

124. Kohler W.H. Exact, Approximate, and Guaranteed Accuracy Algorithms for * the Flow-Shop Problem n/2 / FIF / W.H. Kohler, K. Steiqlitz. Journal of the ACM1975, 22.-№ l.-p. 106-114.

125. Lin S. Computer Solutions to the Traveling Salesman Problem / S. Lin // Bell System Technical Zoraal 1965,44. - № 10. - P. 2245-2269.

126. McMahon G.B. Flow-Shop Scheduling with the Branch and - Bound MeMe / G.B. McMahon, P.G. Burton // Oper. Res. - 1967. -V. 15. - № 3. - p. 473-481.

127. McMahon G.B. Optimal Production Schedules for Flow Shop / G.B. ' McMahon // Canadian Operational Society J. 1969. -№ 7. - p. 141-151.

128. Mehra R.K. On-Line Jdentification of Linear Dinamic Systems with Application to Kaiman Filtering, Trans / R.K. Mehra. IEEE, AC-16, 1971, p. 12-21.

129. Mutten L.G. Sequencing n-jobs on two machines with arbitrary time lags / L.G. Mutten / Mag.Sci. 1959. - V 5. - № 3. - p. 25-32.

130. Smith R.D. A General Algorithm for Soluthion of the n Jobs M-Machine Sequencing Problem of the Flow-Shop / R.D. Smith, R.A. Duder // Canadian Operational Society J. - 1967. - № 15. - p. 71-82.

131. Szwarc W. Dominance Corditions for the Three Machine Flow Shop Problem / W. Szwarc // Oper. Res. - 1978. -V. 26. - № 3. - p. 203-206.

132. Szwarc W. Permutathion Flow Shop Theory Revizited / W. Szwarc // Nav. Res. Log. Quart. - 1978. - V. 25. - № 3. - p. 557-570.

133. Szwarz W.O. Pewryn zadanieniu Kollinosci / W.O. Szwarz // Prz. Statyst. -1962. V.9, № 4.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00