Podpora operativního plánování s využitím genetických algoritmů v prostředí MS Excel

Ing. Tomáš Plaček; doc. Ing. Jiří David, Ph.D.

V příspěvku je prezentován model operativního rozvrhování výroby na zařízení plynulého odlévání oceli. Model je kompatibilní s konceptem INDUSTRY 4.0, kdy využívá znalostního řízení pro stanovení plánu taveb. Model je založen na principu opotřebení krystalizátoru využívajícím analytickou diagnostiku. Využití modelu spočívá v podpoře plánování taveb v sekvencích, resp. kampaních. Navrhované řešení umožňuje po zadání zbytkové životnosti krystalizátoru ve formě zbytkové změny konicity generovat kombinace kumulativních počtů taveb v jednotlivých shlucích. Tyto tavby je poté možné odlévat do zadaného mezního stavu krystalizátoru uživatelem bez vlivu na kvalitu produkce z hlediska opotřebení krystalizátoru. Systém nabízí uživateli možné a efektivní varianty rozvržení výroby v dalším období, tzn. možný počet taveb v jednotlivých shlucích značek ocelí. Následně uživatel zvolí vhodnou variantu z generovaných řešení. V rámci řešení je použit plánovací expertní systém. Východiskem ke zvyšování efektivnosti složitých rozhodovacích procesů je přechod k rozhodování, které je založeno na exaktních, vědeckých základech. Zvýšit exaktnost znamená používat modelování a moderní metody řešení problémů. Modelování je základním metodologickým východiskem řešení složitých problémů, aplikace moderních metod při realizaci jednotlivých fází modelu je pak základní podmínkou jeho úspěšné realizace. Průmysl a celá ekonomika prochází zásadními změnami způsobenými zaváděním informačních technologií, kyberneticko–fyzických systémů a systémů umělé inteligence do výroby, služeb a všech odvětví hospodářství. Dopad těchto změn je tak zásadní, že se o nich mluví jako o 4. průmyslové revoluci (Industry 4.0). V jádru této revoluce stojí spojení virtuálního kybernetického světa se světem fyzické reality. To sebou přináší významné interakce těchto systémů s celou společností, tedy se světem sociálním. Z pohledu moderní teorie systémů se v souvislosti se 4. průmyslovou revolucí hovoří o revoluci kyberneticko-fyzicko-sociální, která způsobuje vzájemné propojení těchto systémů. Nejde jen o záležitost technologií a technických prostředků. Výraznou změnou je přístup k současnému pojetí průmyslové automatizace. Očekávané přínosy vycházejí z nových možností tvorby přidané hodnoty umožněné zejména využitím dat z propojených systémů a zvýšené schopnosti automatizovaných rozhodovacích mechanizmů v průmyslové praxi. Z pohledu firem lze očekávat nárůst produktivity a výrobní efektivity, ale také snížení energetické a surovinové náročnosti výroby.

Klíčová slova: ocel; plynulé odlévání; rozvrhování výroby; expertní systémy; MS Excel

VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, Department of Automation and Computing in Metallurgy, 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava-Poruba, Czech Republic