一种板坯库热轧轧制备料的控制方法技术

本发明专利技术提供一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，包括：获取热轧计划板坯信息、板坯库中的板坯信息、板坯库中的垛位信息和备料要求信息；确定初始备料控制方案及其对应吊机指令；采用禁忌搜索方法对初始备料控制方案进行优化；根据优化后得到的最终的备料控制方案通过吊机操作进行热轧计划备料。本发明专利技术方法通过降低倒垛次数，提高了行车备料的工作效率，降低板坯库的物流成本；通过降低吊机移动距离，提高吊机使用效率，减少备料时间；通过提高倒垛板坯摆放的规整性，进而提高了板坯库空间利用效率，不但满足了板坯库中安全性要求，同时加快板坯流通效率，降低了物流成本。

【技术实现步骤摘要】
一种板坯库热轧轧制备料的控制方法
本专利技术涉及信息
，具体涉及一种板坯库热轧轧制备料的控制方法。
技术介绍
目前一般钢铁企业的生产流程如图1所示，其中板坯作为一种半成品在连铸环节被生产出来，之后存储在板坯库中。板坯库作为炼钢-连铸和热轧之间缓冲环节，对协调炼钢和轧钢的能力、保持整个生产过程的均衡起着至关重要的作用。板坯库物流操作主要包括板坯入库、备料和出库等操作，吊机负责执行所有操作。倒垛操作总是伴随着需求板坯执行移出操作产生，当准备提取需求板坯移出时，如果需求板坯被其他板坯覆盖，那么覆盖它的板坯需要先移至其他位置，此时倒垛发生。在执行备料方案时，库区管理人员按照与热轧计划的批次顺序相反的次序提取计划板坯，并依次将计划板坯放入上料区，在此备料过程中如果计划板坯上层有板坯覆盖就行进行倒垛：如果被倒到含有其他需求板坯的垛位中，那么该板坯可能会发生再次倒垛；如果被倒到离当前将要移出需求板坯所在的垛位较远时，那么吊机需要移动较长距离，延长备料时间，影响热轧生产节奏；如果被倒到板坯摆放混乱的垛位中，则会增加该垛位的混乱程度，不同规格的板坯混堆在一起，特别是尺寸相差较大板坯堆在一垛的情况，若对其进行操作很可能发生倒塌事故，同时板坯的混乱摆放增加库物流管理难度和成本。该备料方法就是在给定热轧计划的情况下，对同批次的计划板坯的提取顺序进行决策，在此基础上决策对应倒垛板坯的摆放位置，最小化倒垛量及备料时间，同时兼顾垛位的规整程度，进而提高板坯堆放规整性以及空间利用效率，加快板坯流通效率，降低物流成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种板坯库热轧轧制备料的控制方法。本专利技术的技术方案是：一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，包括以下步骤：步骤1：获取热轧计划板坯信息、板坯库中的板坯信息、板坯库中的垛位信息和备料要求信息；其中，热轧计划板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重、坯宽、坯长、轧制计划号和批次号；板坯库中的板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重和坯宽；板坯库中的垛位信息包括：垛位号、垛位最大层数、垛位实际层数、垛位状态和垛位类型；备料要求信息包括：板坯家族分类要求、倒垛次数权重、备料时间权重和垛位规整性权重；步骤2：确定初始备料控制方案及其对应吊机指令；步骤2.1：根据板坯家族分类要求以及板坯库中的板坯信息对板坯库中所有板坯分类，并为每块板坯标记板坯家族；步骤2.2：获取热轧计划板坯信息，根据当前板坯所处垛位以及该垛位所有板坯信息统计每块热轧计划的板坯对应的倒垛板坯集合：如果当前热轧计划板坯上层的板坯中没有其他热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯；如果当前热轧计划板坯上层的板坯中有次序在其之后的热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯，而次序在当前热轧计划板坯之后的热轧计划板坯对应的倒垛板坯集合为空集；如果当前计划板坯上层的板坯中有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯，则当前计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层所有板坯，且排除所有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯和其对应的倒垛板坯；步骤2.3：为倒垛板坯选择目标垛位，具体步骤如下：步骤2.3.1：如果热轧计划板坯无对应的倒垛板坯，则查看下一块热轧计划板坯有无对应的倒垛板坯；否则执行步骤2.3.2；步骤2.3.2：为倒垛板坯选择候选目标垛位并分类：首先排除满垛的垛位、禁入垛位以及包含其他计划板坯的垛位，剩余的垛位即候选目标垛位；然后对候选目标垛位进行分类：一类为空垛；一类为只存放属于同一板坯家族的板坯的垛位，即规整垛位；另一类为存放多种板坯家族的板坯的垛位，即混乱垛位；步骤2.3.3：在规整垛位中查找存放的板坯所属的板坯家族与倒垛板坯一致的候选目标垛位，如果查找到则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的规整垛位作为目标垛位，如果没有查找到，则开放离倒垛板坯所在垛位距离最近的空垛作为目标垛位，如果没有空垛，则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的混乱垛位作为目标垛位；步骤2.4：根据热轧计划中板坯的先后顺序，依次对每个计划板坯所在垛位中的倒垛板坯从上到下进行预倒垛，即生成初始备料控制方案，进而产生吊机指令，该指令信息包括：板坯号、起始垛位、起始层号、目标垛位号和目标层号；步骤3：采用禁忌搜索方法对初始备料控制方案进行优化，具体步骤如下：步骤3.1：建立禁忌表，包括禁忌对象、禁忌长度、以及破禁准则，其中，禁忌对象为搜索操作的反操作，只要搜索操作被执行，其相反的操作信息就会添加到禁忌表中以避免回到已搜索到的方案；禁忌表长度为容纳禁忌对象的个数；破禁准则是指：若候选方案的搜索被禁，则查看该候选方案是否优于历史最好方案，若优于则破禁；步骤3.2：计算综合备料指标作为对备料控制方案的评价，综合备料指标包括备料时间评价指标、备料倒垛次数评价指标和备料规整性评价指标；具体方法如下：步骤3.2.1：计算备料时间评价指标；(1)载物移动，即吊机吊起板坯后从起始垛位到目标垛位的移动，通过载物移动距离除以吊机载物速度即获得载物移动时间；(2)空载移动，即完成放下板坯后，开始执行下一条吊机指令，空载的吊机从上一条指令的目标垛位到下一条指令的起始垛位的移动，通过空载移动距离除以吊机空载速度即获得空载移动时间；对所有吊机指令的载物移动时间和空载移动时间求和，即获得总备料时间，备料时间乘以备料时间权重即得到备料时间评价指标；步骤3.2.2：备料控制方案中的吊机指令个数乘以倒垛次数权重得到备料倒垛评价指标；步骤3.2.3：根据备料中的吊机指令信息获得备料操作后的板坯库布局，累计所有选择目标垛位的规整程度值得到总规整程度值，其各种目标垛位对应规整程度值由小到大的排序为：规整垛位、空垛、混乱垛位，总规整程度值乘以规整程度权重得到备料规整性评价指标；步骤3.2.4：将备料时间评价指标、备料倒垛评价指标和备料规整性评价指标相加得到综合备料指标，作为对备料控制方案的评价；步骤3.3：将初始备料控制方案中的各批次中的热轧计划板坯根据其所在的不同垛位进行分组，之后依次对该批次中的各组进行顺序编号，此编号是对该批次中计划板坯以垛位为单位进行备料的先后顺序；步骤3.4：按照先大批后小批的顺序依次优化各批次初始备料控制方案；步骤3.4.1：设定停止准则参数：初始化不更新迭代次数参数为0，迭代次数参数为0；步骤3.4.2：通过交换邻域结构对当前批次中的板坯进行备料优化：对同批次中的两个板坯组的编号进行交换，产生当前批次新的备料控制方案，之后调用步骤2.3为当前批次新的备料控制方案对应的倒垛板坯决策出目标垛位进而产生吊机指令，并根据步骤3.2对当前批次新的备料控制方案进行评价，得到综合备料指标；步骤3.4.3：根据综合备料指标对当前批次新的备料控制方案进行破禁检查，获取最优方案，在备料优化过程中不断执行步骤3.4.2和3.4.3直到满足停止准则，具体包括以下步骤：步骤3.4.3.1：若当前批次新的备料控制方案在禁忌表中未被禁，则产生新的禁忌对象，将该对象加入到禁忌表的末尾，同时将禁忌表中的第一个元素删除，保留该方案并更新当前最优方案；步骤3.4.3.2：若当前批次新的备料控制方案在禁忌表中被禁，则查看该方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获取热轧计划板坯信息、板坯库中的板坯信息、板坯库中的垛位信息和备料要求信息；其中，热轧计划板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重、坯宽、坯长、轧制计划号和批次号；板坯库中的板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重和坯宽；板坯库中的垛位信息包括：垛位号、垛位最大层数、垛位实际层数、垛位状态和垛位类型；备料要求信息包括：板坯家族分类要求、倒垛次数权重、备料时间权重和垛位规整性权重；步骤2：确定初始备料控制方案及其对应吊机指令；步骤2.1：根据板坯家族分类要求以及板坯库中的板坯信息对板坯库中所有板坯分类，并为每块板坯标记板坯家族；步骤2.2：获取热轧计划板坯信息，根据当前板坯所处垛位以及该垛位所有板坯信息统计每块热轧计划的板坯对应的倒垛板坯集合：如果当前热轧计划板坯上层的板坯中没有其他热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯；如果当前热轧计划板坯上层的板坯中有次序在其之后的热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯，而次序在当前热轧计划板坯之后的热轧计划板坯对应的倒垛板坯集合为空集；如果当前计划板坯上层的板坯中有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯，则当前计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层所有板坯，且排除所有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯和其对应的倒垛板坯；步骤2.3：按照热轧计划中板坯的先后顺序产生初始备料控制方案，为倒垛板坯的目标垛位，具体步骤如下：步骤2.3.1：如果热轧计划板坯无对应的倒垛板坯，则查看下一块热轧计划板坯有无对应的倒垛板坯；否则执行步骤2.3.2；步骤2.3.2：为倒垛板坯选择候选目标垛位并分类：首先排除满垛的垛位、禁入垛位以及包含其他计划板坯的垛位，剩余的垛位即候选目标垛位；然后对候选目标垛位进行分类：一类为空垛；一类为只存放属于同一板坯家族的板坯的垛位，即规整垛位；另一类为存放多种板坯家族的板坯的垛位，即混乱垛位；步骤2.3.3：在规整垛位中查找存放的板坯所属的板坯家族与倒垛板坯一致的候选目标垛位，如果查找到则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的规整垛位作为目标垛位，如果没有查找到，则开放离倒垛板坯所在垛位距离最近的空垛作为目标垛位，如果没有空垛，则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的混乱垛位作为目标垛位；步骤2.4：根据热轧计划中板坯的先后顺序，依次对每个计划板坯所在垛位中的倒垛板坯从上到下进行预倒垛，即生成初始备料控制方案，进而产生吊机指令，该指令信息包括：板坯号、起始垛位、起始层号、目标垛位号和目标层号；步骤3：采用禁忌搜索方法对初始备料控制方案进行优化，具体步骤如下：步骤3.1：建立禁忌表，包括禁忌对象、禁忌长度、以及破禁准则，其中，禁忌对象为搜索操作的反操作，只要搜索操作被执行，其相反的操作信息就会添加到禁忌表中以避免回到已搜索到的方案；禁忌表长度为容纳禁忌对象的个数；破禁准则是指：若候选方案的搜索被禁，则查看该候选方案是否优于历史最好方案，若优于则破禁；步骤3.2：计算综合备料指标作为对备料控制方案的评价，综合备料指标包括备料时间评价指标、备料倒垛次数评价指标和备料规整性评价指标；具体方法如下：步骤3.2.1：计算备料时间评价指标；（1）载物移动，即吊机吊起板坯后从起始垛位到目标垛位的移动，通过载物移动距离除以吊机载物速度即获得载物移动时间；（2）空载移动，即完成放下板坯后，开始执行下一条吊机指令，空载的吊机从上一条指令的目标垛位到下一条指令的起始垛位的移动，通过空载移动距离除以吊机空载速度即获得空载移动时间；对所有吊机指令的移动时间求和，即获得总备料时间，备料时间乘以备料时间权重即得到备料时间评价指标；步骤3.2.2：备料控制方案中的吊机指令个数乘以倒垛次数权重得到备料倒垛评价指标；步骤3.2.3：根据备料中的吊机指令信息获得备料操作后的板坯库布局，累计所有选择目标垛位的规整程度值得到总规整程度值，其各种目标垛位对应规整程度值由小到大的排序为：规整垛位、空垛、混乱垛位，总规整程度值乘以规整程度权重得到备料规整性评价指标；步骤3.2.4：将备料时间评价指标、备料倒垛评价指标和备料规整性评价指标相加得到综合备料指标，作为对备料控制方案的评价；步骤3.3：将初始备料控制方案中的各批次中的热轧计划板坯根据其所在的不同垛位进行分组，之后依次对该批次中的各组进行顺序编号，此编号是对该批次中计划板坯以垛位为单位进行备料的先后顺序；步骤3.4：按照先大批后小批的顺序依次优化各批次初始备料控制方案；步骤3.4.1：设定停止准则参数：初始化不更新迭代次数参数为0，迭代次数参数为0；步骤3.4.2：通过交换邻域结构对当前批次中的板坯进行备料优化：对同批次中的...

【技术特征摘要】
1.一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获取热轧计划板坯信息、板坯库中的板坯信息、板坯库中的垛位信息和备料要求信息；其中，热轧计划板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重、坯宽、坯长、轧制计划号和批次号；板坯库中的板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重和坯宽；板坯库中的垛位信息包括：垛位号、垛位最大层数、垛位实际层数、垛位状态和垛位类型；备料要求信息包括：板坯家族分类要求、倒垛次数权重、备料时间权重和垛位规整性权重；步骤2：确定初始备料控制方案及其对应吊机指令；步骤2.1：根据板坯家族分类要求以及板坯库中的板坯信息对板坯库中所有板坯分类，并为每块板坯标记板坯家族；步骤2.2：获取热轧计划板坯信息，根据当前板坯所处垛位以及该垛位所有板坯信息统计每块热轧计划的板坯对应的倒垛板坯集合：如果当前热轧计划板坯上层的板坯中没有其他热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯；如果当前热轧计划板坯上层的板坯中有次序在其之后的热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯，而次序在当前热轧计划板坯之后的热轧计划板坯对应的倒垛板坯集合为空集；如果当前计划板坯上层的板坯中有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯，则当前计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层所有板坯，且排除所有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯和其对应的倒垛板坯；步骤2.3：为倒垛板坯选择目标垛位，具体步骤如下：步骤2.3.1：如果热轧计划板坯无对应的倒垛板坯，则查看下一块热轧计划板坯有无对应的倒垛板坯；否则执行步骤2.3.2；步骤2.3.2：为倒垛板坯选择候选目标垛位并分类：首先排除满垛的垛位、禁入垛位以及包含其他计划板坯的垛位，剩余的垛位即候选目标垛位；然后对候选目标垛位进行分类：一类为空垛；一类为只存放属于同一板坯家族的板坯的垛位，即规整垛位；另一类为存放多种板坯家族的板坯的垛位，即混乱垛位；步骤2.3.3：在规整垛位中查找存放的板坯所属的板坯家族与倒垛板坯一致的候选目标垛位，如果查找到则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的规整垛位作为目标垛位，如果没有查找到，则开放离倒垛板坯所在垛位距离最近的空垛作为目标垛位，如果没有空垛，则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的混乱垛位作为目标垛位；步骤2.4：根据热轧计划中板坯的先后顺序，依次对每个计划板坯所在垛位中的倒垛板坯从上到下进行预倒垛，即生成初始备料控制方案，进而产生吊机指令，该指令信息包括：板坯号、起始垛位、起始层号、目标垛位号和目标层号；步骤3：采用禁忌搜索方法对初始备料控制方案进行优化，具体步骤如下：步骤3.1：建立禁忌表，包括禁忌对象、禁忌长度、以及破禁准则，其中，禁忌对象为搜索操作的反操作，只要搜索操作被执行，其相反的操作信息就会添加到禁忌表中以避免回到已搜索到的方案；禁忌表长度为容纳禁忌对象的个数；破禁准则是指：若候选方案的搜索被禁，则查看该候选方案是否优于历史最好方案，若优于则破禁；步骤3.2：计算综合备料指标作为对备料控制方案的评价，综合备料指标包括备料时间评...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐立新，葛沛鑫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21