(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111476871.7 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 兰州理工大 学 地址 730050 甘肃省兰州市七里河区彭家 坪兰州理工大 学西校区 (72)发明人 李建华　董楠　杨慧　雷春丽　 王睿　李阳阳　卫青云　 (74)专利代理 机构 北京市中 闻律师事务所 11388 代理人 冯梦洪 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06N 3/00(2006.01) C25C 3/20(2006.01)B22D 46/00(2006.01) (54)发明名称 区域集聚生产模式的电解铝协同配铝调度 优化方法及装置 (57)摘要 公开了区域集聚生产模式的电解铝协同配 铝调度优化方法及装置， 能够实现跨企业、 多品 种、 多生产模式的协同配铝调度。 方法包括： (1) 分别针对连续浇铸和满炉起铸的生产模式对协 同配铝调度问题进行建模； (2)抗体群初始化； (3)形成记忆细胞库， 并从记忆细胞库中随机抽 取部分抗体作为初始抗体群的一部分； (4)构造 亲和度评估函数以及惩罚算子； (5)克隆扩增； (6)克隆变异； (7)使得高浓度抗体在后续克隆选 择中能够得到抑制， 以保留抗体群的多样性， 避 免陷入局部最优； (8)使用惩罚算子对抗体群进 行惩罚， 并根据亲和度对抗体群进行选择收缩， 保留亲和度较高的抗体； (9)根据迭代次数设定 值判断是否终止 计算。 权利要求书5页 说明书11页 附图2页 CN 114139817 A 2022.03.04 CN 114139817 A 1.区域集聚生产模式的电解铝协同配铝调度优化方法， 其特 征在于： 其包括以下步骤： (1)将下游企业熔炼生产模式划分为连续浇铸和满炉起铸， 分别针对连续浇铸和满炉 起铸的生产模式对配铝调度问题进行建模； (2)采用符号编码方式， 根据电解槽槽号编码抗体C＝{C1,C2,...,Cn}， 其中Cn表示槽号； 在抗体群初始 化时， 首先按照电解槽顺序生成初始 抗体C， 随后， 随机 打乱C内各点顺序得到 剩余抗体； (3)在生成初始抗体群时， 利用人工配铝计算结果， 形成记忆细胞库， 并从记忆细胞库 中随机抽取部分抗体作为初始抗体 群的一部分； (4)通过公式(1)构造亲和度评估函数以及惩罚算子 fitness(C)＝ η(C) ×Ls/Lc              (1) 其中， Ls表示天车顺序经过所有电解槽时 的行驶路径， 是最优路径， Lc表示根据抗体C的 电解槽编码顺序计算得到的天车路径， η(C)为惩罚算子， 通过引入惩罚算子实现多条件约 束， 在进行惩罚时， 将抗体C进行再分组， C＝{(C1,C2,...,Cm)...,Cn)}， 当为连续浇铸时， m 为每抬包所能容纳的电解槽数量， 当为满炉起铸时， m为每炉所能容纳的电解槽数量； (5)根据克隆规模KG对初始种群I的每 个抗体进行 克隆扩增， 得到新的抗体 群I'； (6)根据变异概率对抗体群I'进行变异操作， 通过任意交换其编码序列中两点位置进 行变异， 最终得到抗体 群I*； (7)基于抗体浓度重新计算抗体群I*的亲和度 使得高浓度抗体在后续克隆 选择中能够得到抑制， 以保留抗体 群的多样性， 避免陷入局部最优； (8)使用惩罚算子对抗体群I*进行惩罚， 并根据亲和度对抗体群I*进行选择收缩， 保留 亲和度较高的抗体， 使群 体规模收缩至设定值KI， 并得到抗体 群Iω； (9)根据迭代次数设定值判断是否终止计算， 若达到迭代次数， 则输出抗体群Iω作为计 算结果， 同时选取 亲和度较高的10个抗体加入记 忆细胞库M； 若未达 到， 则跳转至步骤(4)。 2.根据权利要求1所述的区域集聚生产模式的 电解铝协同配铝调度优化方法， 其特征 在于： 所述 步骤(1)中， 满炉起铸配铝调度问题模型为： 电解槽集 合{N1,N2...Ni...Nn}， n为电解槽个数； 多牌号产品集 合{A1,A2...Ax...Aa}， a为牌号总数； 电解槽铝液 出铝计划质量 集合{W1,W2...Wi...Wn}； 电解槽中杂质元素含量集合{Pi1， Pi2...Pij...Pim,Pi(m+1)}， m指杂质元素个数， Pij指第i 个电解槽的第j种元素含量(j∈[1,m],i∈[1,n])， Pi(m+1)指i号电解槽中所有元素含量总 和； 铝液合包成分要求集合{Mx1,Mx2...Mxj...Mxm,Mx(m+1)}， m指杂质元素个数， Mxj指第x种牌 号的第j种元素含量最大值(j∈[1,m],x∈[1,a])， Mx(m+1)指对应牌号所有元素含量总和最 大值； 根据抬包容量， 假设5槽合为一包， 用Ci＝{Ci1,Ci2,Ci3,Ci4,Ci5}表示， Ci1＜Ci2＜Ci3＜Ci4 ＜Ci5， i∈[1,n/ 5]； 设 指第i组抬包天车 行驶路径； 设混合炉最大容量为V1， 抬包最大容量为V2， 混合炉根据容量能装载多个抬包铝液， 假权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114139817 A 2设各炉最多容纳5倍抬包容 量； 设混合炉个数为b， 混合炉中抬包个数为t， 抬包中所含电解槽数目为s； 根据以上参数定义目标函数为公式(2)： 约束条件为公式(3)： 其中j∈[1,m ]， t∈[1,5]， s∈[1,5]， x∈[1,a]， ε为大于 0的极小值。 3.根据权利要求2所述的区域集聚生产模式的电解铝协同配铝调度优化方法， 其特征 在于： 所述 步骤(1)中， 连续浇铸配铝调度问题模型为： 目标函数为公式(4)： 约束条件为公式(5)： 其中 j∈[1,m]， s∈[1,5]， x∈[1,a]， ε为大于 0的极小值。 4.根据权利要求3所述的区域集聚生产模式的电解铝协同配铝调度优化方法， 其特征 在于： 所述 步骤(3)中， 将迭代计算结果中较优的结果 也加入记 忆细胞库。 5.根据权利要求4所述的区域集聚生产模式的电解铝协同配铝调度优化方法， 其特征 在于： 所述步骤(3)中， 从记忆细胞库M中抽取抗体的方法如下， 假设随机抽取P个抗体加入 初始抗体 群I， 则P的取值方式为公式(6)： 其中， KM为记忆细胞库抗体数量， KI为初始抗体 群规模。 6.根据权利要求5所述的区域集聚生产模式的电解铝协同配铝调度优化方法， 其特征权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114139817 A 3