Skip to main content
SUPERVISOR
محمدرضا نیرومند (استاد راهنما) محمدرضا فروزان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Sadat Fatemi
زهراسادات فاطمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Optimum Design of Mill Scheduling in Hot Strip Rolling for Minimizing the Wear Crown
I metalworking ,rollingis a metal forming rocess in which metal tock is passed through one or more pairs ofrollto reduce the thickness and to make the thickness. Rolling is (metallurgy)" href="https://en.wikipedia.org/wiki/Recrystallization_(metallurgy)" recrystallization temperature, then the process is known ahot rolling. If the temperature of the metal is below its recrystallization temperature, the process is known acold rolling. In the hot strip mills, a typical challenge is the rolling time schedule, which plays an important role in cost reduction, delivery time, and quality improvement. In this research, optimum design of scheduling problem in hot rolling is investigated. This problem includes selecting a number of slabs from slab yard and determining their best sequence for sending into hot rolling mill. Since this feature requires the study of all possible permutation in slab selection, the complexity of the problem space is very large. Thus, the solution for this optimization problem is very complex. The problem has been designed based on the production conditions in the largest steel production facility in Iran, Mobarakeh Steel Complex (MSC). In this study, in contrast to the previous studies that concentrated on the rolling timing schedule, mechanical considerations are focused as well. The mechanical wear parameter is chosen as the main cause to terminate each program in the optimization problem. Mathematical formulation of the problem is performed in MATLAB software using the actual data from the mill. Four different formulations are introduced. Formulation uses the basic idea of Travelling Salesman Problem (TSP) and three dynamic packages that are programmed by the author. Thetravelling salesman problemis a science" href="https://simple.wikipedia.org/wiki/Computer_science" computer science . It is focused o optimization . In this contextetter solutiooften meaa solution that is cheaper. It is most easily expressed as a graph describing the locations of a set of nodes. The first formulation uses binary variables. The second formulation uses integer variables, third formulation checks out smaller categories of all slabs permutations and the forth, checks out all the possible permutations.To solve the optimization problem, genetic algorithm is utilized. In this study, two different objective functions are used. Maximizing the number of slabs is chosen as the first objective function and minimizing the wear crown of the work roll is chosen as the second objective function. Moreover, reducing width jump and thickness jump are considered as the optimization constraints. To reduce the computation time, penalty method is used for replacing a constrained optimization problem to unconstrained problem. At the end, the accuracy and efficiency of the offered program is compared with other programs being used in the hot strip mill unit of the Mobarakeh Steel Complex. The result of this comparison shows that the created model, compared with previous models, reduces wear and, thereby, reduces costs and increases production efficiency. Keywords: Hot rolling, Scheduling, Wear crown, Optimization, Genetic algorithm, Traveling salesman problem, Penalty function, Slabs Sequence, permutation
نورد، یکی از متداول‌ترین و پرکاربردترین روش‌های تولید فرآورده‌های فلزی، به ویژه فولادهاست. نرخ و راندمان بالای تولید محصولات نورد، هم چنین نیاز به دقت زیاد برای تولید محصولات آن، باعث شده است که این صنعت از جایگاه و اهمیت خاصی در بین دیگر فرآیندهای شکل‌دهی برخوردار شود. در این میان، کوچک ترین بهبود در برنامه‌ریزی می‌تواند تأثیرات چشم گیری در کاهش هزینه‌ها، زمان تولید، زمان تحویل و افزایش رضایت مشتریان داشته باشد. در این تحقیق، طراحی بهینه ی یکی از مسائل مهم برنامه‌ریزی در این صنعت، یعنی مسئله ی زمان‌بندی نورد گرم مورد بررسی قرار گرفته است. مسئله ی زمان‌بندی نورد گرم به‌طور ساده عبارت است از ساخت یک برنامه. این کار شامل انتخاب تعدادی تختال از انبار نگه داری و تعیین بهترین توالی آن‌ها برای ارسال به خط نورد گرم می‌باشد. از آن جایی که مسئله ی زمان‌بندی بر مبنای بررسی تمام جایگشت های ممکن انتخاب تختال ها است، پیچیدگی فضای مسئله بسیار زیاد است. از این رو حل مسئله ی بهینه‌سازی آن با پیچیدگی های زیادی همراه است. مسئله بر اساس شرایط تولید در بزرگ ترین تولید کننده ی محصولات فولادی تخت در ایران، یعنی مجتمع فولاد مبارکه طراحی شده است. در این تحقیق برخلاف تحقیقات قبلی که در حوزه ی زمان بندی نورد گرم انجام شده است، ملاحظات مکانیکی حاکم بر فرآیند هم در نظر گرفته شده است. بدین منظور پارامتر سایش به عنوان عامل اصلی پایان یافتن هر برنامه در مسئله ی بهینه سازی لحاظ شده است. فرمول بندی ریاضی مسئله با استفاده از داده های عملی خط در نرم‌افزار متلب به چهار روش مختلف صورت گرفته است. این چهار روش عبارت اند از: فرمول بندی با استفاده از ایده ی مسئله ی پایه ی فروشنده دوره گرد وسه کد پویا که توسط محقق نوشته شده است. برای حل مسئله ی بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. روند حل روش اول بر مبنای استفاده از متغیرهای صفر و یک، بوده است. در روش دوم متغیرها به صورت اعداد صحیح تعریف شده است. در روش سوم تختال ها به دسته بندی های کوچک تری تبدیل شده و مورد بررسی قرار گرفته است. در روش چهارم تمام جایگشت های ممکن با استفاده از تکنیک های ممکن مورد بررسی قرار گرفته است. در حین حل مسائل بهینه سازی تکنیک های مختلفی به کار گرفته شده است. به عنوان مثال نسبت کاهش زمان حل مسئله و قیود مسئله با استفاده از تابع جریمه در تابع هدف لحاظ گردیده است. در مسئله ی بهینه سازی یک بار، افزایش طول برنامه و یک بار کاهش تاج سایشی به عنوان تابع هدف مورد استفاده قرار گرفته است همچنین کاهش پرش عرضی و ضحامتی به عنوان قید در نظر گرفته شده است. در پایان، صحت و کارایی برنامه ارائه شده در قیاس با برنامه ی در حال استفاده در مجتمع فولاد مبارکه مقایسه گردید. نتیجه ی این مقایسه نشان داد که مدل ایجاد شده نسبت به مدل قبلی باعث کاهش سایش و در نتیجه کاهش هزینه و افزایش راندمان تولید می شود. کلمات کلیدی: نوردگرم، برنامه ی زمان بندی، تاج سایشی، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، مسئله ی فروشنده‌ی دوره‌گرد، تابع جریمه، توالی تختال ها، جایگشت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی