一种云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度方法及系统

本发明涉及炼钢连铸生产调度，具体而言，尤其涉及一种云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度方法及系统。

背景技术：

1、生产质量和效率是制造业的重中之重，一个企业必须要保证生产过程的平稳优化，才能在激烈的市场竞争中立足。大部分关于调度的文献都忽略生产过程中出现的扰动，较少考虑动态不确定因素。然而，在实际生产过程中，动态事件的发生可能导致原有基础生产调度方案失效。而且不同动态事件会对生产过程产生不同的影响，使得动态调度问题比静态调度问题更加复杂。

2、传统的动态调度多由生产车间的专家人为判断调节，导致整体生产效率低，近年来也有采用人工智能的炼钢连铸智能调度系统设计，但是目前此类技术正处于发展阶段，对于实际炼钢连铸生产的作用有限，而且对动态事件的稳定性较差。

技术实现思路

1、根据上述提出的技术问题，而提供一种云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度方法及系统。本发明可有效解决不同动态事件发生时的调度问题。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度系统，包括：

4、云侧系统，用于获取炼钢连铸生产信息数据，并基于可配置的约束规划求解器生成炼钢连铸调度方案，

5、边侧系统，用于获取云测系统生成的炼钢连铸调度方案，并实时监测是否发生动态事件，基于动态时间的评估结果，确认由边侧系统直接调节或是反馈至云测进行调节。

6、进一步地，所述云侧系统包括：

7、历史数据分析模块，用于获取炼钢连铸历史生产数据；

8、生产任务处理模块，用于创建新的炼钢连铸生产任务数据；

9、约束规划调度器调度方案生成模块，用于基于历史数据分析模块和生产任务处理模块获取的数据，在约束规划调度器中配置模型参数以及添加模型约束，进而得到供边侧部署的炼钢连铸调度方案。

10、进一步地，所述边侧系统包括：

11、基础调度获取模块，用于获取云侧系统下发的炼钢连铸调度方案；

12、动态事件检测和评估模块，用于实时监测炼钢连铸现场，在检测到动态事件时，对动态事件进行评估；

13、边侧调整模块，用于基于动态事件检测和评估模块的边侧调整评估结果，进行基于析取图和时间约束推理的边侧调整；

14、云侧调整模块，用于基于动态事件检测和评估模块的云侧调整评估结果，将数据反馈至云侧系统，云侧系统调整约束规划模型后将新的炼钢连铸调度方案下发至边侧系统。

15、本发明还提供了一种基于云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度系统的调度方法，包括如下步骤：

16、s1：根据炼钢连铸流程的生产信息及可配置的约束规划求解器生成炼钢连铸调度方案，部署在云侧系统；

17、s2：边侧系统获取云侧系统生成的炼钢连铸调度方案，边侧系统在检测到动态事件时，对动态事件进行评估，如果仅需要边侧调整，则直接由边侧系统进行调整；如果需要云测调整，则修改云端约束规划模型的边界条件，生成针对大规模动态事件的可行解决方案，再下发到边侧系统进行执行。

18、进一步地，步骤s1具体包括：在云侧系统中，历史数据分析模块负责处理炼钢连铸历史生产数据；生产任务处理模块负责对本次炼钢连铸资源信息和制造信息进行处理，将数据格式转化为约束规划调度器可读取的数据形式；约束规划调度器调度方案生成模块根据对历史数据的处理信息和本次生产任务信息，配置模型参数和添加模型约束，进而生成调度方案，并将调度方案下达给边侧系统。

19、进一步地，步骤s2具体包括如下步骤：在边侧系统中，由调度方案获取模块提供炼钢连铸调度方案，并执行生产，动态事件检测和评估模块用于实时监测炼钢连铸现场，在检测到动态事件时，对动态事件进行评估，如果仅需要边侧调整，则调用针对小规模事件的基于析取图和时间约束推理的边侧调整模块；如果需要云测调整，则调用针对大规模事件的云测调整模块。此外，边侧系统将生产实绩周期性地反馈给云侧系统。

20、较现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明充分考虑工业生产中的生产实际情况，基于炼钢连铸工业过程“云边”协同预测反应式调度，生成炼钢连铸调度方案并提供应对不同动态事件的反应策略，提高生产加工过程中对动态事件的稳定性和总体生产效率。此外，基础调度方案在动态事件发生时进行切换，需要使切换成本尽可能小，所以在针对动态事件进行反应式调度时，需要通过对炼钢连铸生产制造过程的分析，在综合考虑工艺约束和动态事件的基础上，对不同的动态事件分类处理，反应式调度可以根据预测的加工时间和动态事件生成相应的调度方案，从而形成预测-反应式调度方法，本发明可有效解决不同动态事件发生时的调度问题，以保证在最少成本的情况下完成生产过程的平稳优化。

技术特征：

1.一种云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度系统，其特征在于，包括：云侧系统，用于获取炼钢连铸生产信息数据，并基于可配置的约束规划求解器生成炼钢连铸调度方案，

2.根据权利要求1所述的云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度系统，其特征在于，所述云侧系统包括：

3.根据权利要求1所述的云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度系统，其特征在于，所述边侧系统包括：

4.一种基于权利要求1～3任一项所述云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度系统的调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤s1具体包括：在云侧系统中，历史数据分析模块负责处理炼钢连铸历史生产数据；生产任务处理模块负责对本次炼钢连铸资源信息和制造信息进行处理，将数据格式转化为约束规划调度器可读取的数据形式；约束规划调度器调度方案生成模块根据对历史数据的处理信息和本次生产任务信息，配置模型参数和添加模型约束，进而生成调度方案，并将调度方案下达给边侧系统。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤s2具体包括如下步骤：在边侧系统中，由调度方案获取模块提供炼钢连铸调度方案，并执行生产，动态事件检测和评估模块用于实时监测炼钢连铸现场，在检测到动态事件时，对动态事件进行评估，如果仅需要边侧调整，则调用针对小规模事件的基于析取图和时间约束推理的边侧调整模块；如果需要云测调整，则调用针对大规模事件的云测调整模块。此外，边侧系统将生产实绩周期性地反馈给云侧系统。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时，执行所述权利要求4至6中任一项权利要求所述的方法。

8.一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器通过所述计算机程序运行执行所述权利要求4至6中任一项权利要求所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种云边协同的炼钢连铸流程预测反应式调度方法及系统，包括：构建部署在云侧的历史数据分析模块、处理新的炼钢连铸炉次浇次信息的生产任务处理模块和可配置参数的约束规划调度器调度方案生成模块。构建部署在边侧的用于提供炼钢连铸调度方案的调度方案获取模块、用于实时监测炼钢连铸现场的动态事件检测和评估模块、针对小规模事件的基于析取图和时间约束推理的边侧调整模块和针对大规模事件的云侧调整模块。本发明充分考虑工业生产中的生产实际情况，基于炼钢连铸工业过程云边协同预测反应式调度，生成炼钢连铸调度方案并提供应对不同动态事件的反应策略，提高生产加工过程中对动态事件的稳定性和总体生产效率。

技术研发人员：刘士新,周澳,张金龙,张昊天,赵梓焱,温睿
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5