用于板坯搬运的天车调度方法、终端、调度系统及运营调度中心技术方案

本发明专利技术提出一种用于板坯搬运的天车调度方法、终端、调度系统及运营调度中心，解决了在天车执行板坯搬运作业计划时，如何合理分配作业任务、节省执行时间、提高执行效率的问题，在获取任务计划后，将其细分为每块板坯的执行计划，形成任务排程，根据执行天车的协同配合情况，确定板坯搬运执行计划的执行类型，基于对天车运行时间代价函数的优化，确定天车板坯搬运作业调度指令，根据天车板坯搬运作业调度指令确认天车搬运板坯的路径节点，调度天车按序执行，提高天车执行效率。提高天车执行效率。提高天车执行效率。

【技术实现步骤摘要】
用于板坯搬运的天车调度方法、终端、调度系统及运营调度中心


[0001]本专利技术涉及天车作业调度的
，更具体地，涉及一种用于板坯搬运的天车调度方法、终端、调度系统及运营调度中心。

技术介绍

[0002]天车，是搬运大型物资必不可少的设备，在机械、钢铁、冶金、建筑、化工、汽车、港口物流等行业应用广泛，主要用于物料的起重、运输、装卸、安装等作业。
[0003]目前，钢铁行业厂房车间内的板坯物料搬运装备基本沿用普通天车作业的方式，普通天车现有的操作方式大都依靠人工,且厂房内有高温、高粉尘等客观不利条件存在，因此普遍存在工人劳动强度大、容易误操作、设备效率低、安全性差等一系列问题，同时天车运行、作业、板坯物料的数据无法及时和有效管理，自动化、信息化程度低。天车是板坯搬运的执行终端，天车调度是工业生产调度的重要组成部分，是板坯物料匹配、衔接、调控的“枢纽”，天车在收到作业指令后，会将板坯从起始位置移动到目标位置，当前，国内多数的钢铁企业对于任务的执行与天车的分配完全依靠经验，而在科学技术日新月异的今天，实现天车调度的信息化、智能化以及高效率，对于整个钢厂的物流顺行和企业整体效益的提高具有举足轻重的作用。
[0004]2020年10月2日，中国专利技术专利(公开号：CN111736543A)中公布了一种板坯库的天车调度方法，该方法首先根据钢铁厂的生产计划获得板坯的倒垛计划，并基于倒垛计划生成天车的作业计划，而对于天车作业计划的执行，则是先利用分散布置的UWB信号处理微基站分别采集的天车信号，然后根据天车信号和UWB信号处理微基站的位置信息确定天车的位置信息，最后基于大车的位置信息、小车的位置信息以及运动路线，控制大车和小车执行作业计划，该专利所提出的方案在执行板坯倒垛计划之前，侧重于如何生成倒垛计划，重点是使倒垛计划中净倒垛次数最少，然后从天车定位的角度出发，引入抗干扰的信号处理微基站定位天车，使天车高效的执行板坯倒垛作业计划，而对于智能化高速发展的今天，在面对已经明确总体作业任务计划及天车位置的情况时，如何高效的调度天车执行作业计划，该方法却不适合。

技术实现思路

[0005]为解决天车执行板坯搬运作业计划时，如何节省执行时间、提高执行效率的问题，本专利技术提出一种用于板坯搬运的天车调度方法、终端、调度系统及运营调度中心，基于天车接收的任务计划，根据执行天车的协同配合情况，调度天车按序执行，提高天车执行效率，完成板坯搬运任务计划。
[0006]为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用于板坯搬运的天车调度方法，所述方法包括：
[0008]S1.获取任务计划T，任务计划T中已明确板坯搬运顺序和板坯目标节点信息，确定
任务计划T的执行天车；
[0009]S2.基于任务计划T下包含的板坯数目n，对任务计划T进行划分，得到n块板坯搬运的执行计划；
[0010]S3.根据执行天车的协同配合情况，确定执行计划的执行类型；
[0011]S4.引入每种执行类型下的天车运行时间代价函数，确定使天车运行时间代价函数取得最小值时的天车板坯搬运作业调度指令；
[0012]S5.根据天车板坯搬运作业调度指令确认天车搬运板坯的路径节点，以此调度天车。
[0013]在本技术方案中，考虑天车从用户信息管理系统MES获取当天的任务计划后，将其细分为每块板坯的执行计划，形成任务排程，根据执行天车的协同配合情况，确定板坯搬运执行计划的执行类型，基于对天车运行时间代价函数的优化，确定天车板坯搬运作业调度指令，根据天车板坯搬运作业调度指令确认天车搬运板坯的路径节点，调度天车按序执行，提高天车执行效率。
[0014]优选地，设任务计划T的执行天车为Ma与Mb，第k块板坯的执行计划为t
k
，k∈[1,n]，步骤S3具体包括：
[0015]一.天车M
a
执行t
k
，天车M
b
执行待避，第k块板坯的执行计划t
k
单一执行；
[0016]二.天车M
a
执行t
k
，天车M
b
执行待避，天车M
b
执行t
k
‑1，天车M
a
执行待避，第k
‑
1块板坯的执行计划t
k
‑1与第k块板坯的执行计划t
k
并行执行；
[0017]三.第k块板坯的执行计划t
k
拆分执行：t
k
＝t
k1
,t
k2
；其中，t
k1
,t
k2
分别表示执行计划t
k
拆分后的两个计划，将t
k1
和t
k2
放入任务计划T，剔除原执行计划t
k
，形成新任务计划T
’
，对于新任务计划T
’
中的执行计划，选择执行类型为单一执行或并行执行。
[0018]优选地，设任务计划T的表达式为：
[0019]T＝t1，t2，t3，
…
，t
n
[0020]t
k
∈T，k∈[1，n][0021]任务计划T下包含m种调度方法，记为调度集合D，表达式为：
[0022]D＝D1，D2，D3，
…
，D
m
[0023]D
j
∈D，j∈[1，m][0024]D
j
对应板坯搬运作业调度指令，分属于n个t
k
执行计划，引入时间代价函数为Cost(x)，对每一个D
j
执行时间代价函数，时间代价函数取最小值时，最优板坯搬运作业调度指令为D
best
；
[0025]表达式为：
[0026]D
best
＝D
j
|Cost(D
j
)＝Min(Cost(D1)，Cost(D2)，Cost(D3)，
…
，Cost(D
m
))；
[0027]将D
j
分解成n部分，每一部分对应于一块板坯，记为：
[0028]D
j
＝D
j，1
，D
j，2
，D
j，3
，
…
，D
j，n
[0029]D
j，k
∈D
j
，k∈[1，n][0030]每次执行完毕一块板坯后，D
best
进行重新计算，实时生成新的最优调度作业指令；
[0031]在钢铁厂板坯搬运时，D
j，k
包含钢铁厂中的智能管理系统下，若干个执行器和感知器的指令。
[0032]优选地，天车M
a
执行t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于板坯搬运的天车调度方法，其特征在于，所述方法包括：S1.获取任务计划T，任务计划T中已明确板坯搬运顺序和板坯目标节点信息，确定任务计划T的执行天车；S2.基于任务计划T下包含的板坯数目n，对任务计划T进行划分，得到n块板坯搬运的执行计划；S3.根据执行天车的协同配合情况，确定执行计划的执行类型；S4.引入每种执行类型下的天车运行时间代价函数，确定使天车运行时间代价函数取得最小值时的天车板坯搬运作业调度指令；S5.根据天车板坯搬运作业调度指令确认天车搬运板坯的路径节点，以此调度天车。2.根据权利要求1所述的用于板坯搬运的天车调度方法，其特征在于，设任务计划T的执行天车为Ma与Mb，第k块板坯的执行计划为t
k
，k∈[1，n]，步骤S3具体包括：一.天车M
a
执行t
k
，天车M
b
执行待避，第k块板坯的执行计划t
k
单一执行；二.天车M
a
执行t
k
，天车M
b
执行待避，天车M
b
执行t
k
‑1，天车M
a
执行待避，第k
‑
1块板坯的执行计划t
k
‑1与第k块板坯的执行计划t
k
并行执行；三.第k块板坯的执行计划t
k
拆分执行：t
k
＝t
k1
，t
k2
；其中，t
k1
，t
k2
分别表示执行计划t
k
拆分后的两个计划，将t
k1
和t
k2
放入任务计划T，剔除原执行计划t
k
，形成新任务计划T
’
，对于新任务计划T
’
中的执行计划，选择执行类型为单一执行或并行执行。3.根据权利要求2所述的用于板坯搬运的天车调度方法，其特征在于，设任务计划T的表达式为：T＝t1，t2，t3，
…
，t
n
t
k
∈T，k∈[1，n]其中，n表示任务计划T下包含的板坯数目；任务计划T下包含m种调度方法，记为调度集合D，表达式为：D＝D1，D2，D3，
…
，D
m
D
j
∈D，j∈[1，m]D
j
对应板坯搬运作业调度指令，分属于n个t
k
执行计划，引入时间代价函数为Cost(x)，对每一个D
j
执行时间代价函数，时间代价函数取最小值时，最优板坯搬运作业调度指令为D
best
；表达式为：D
best
＝D
j
|Cost(D
j
)＝Min(Cost(D1)，Cost(D2)，Cost(D3)，
…
，Cost(D
m
))：将D
j
分解成n部分，每一部分对应于一块板坯，记为：D
j
＝D
j，1
，D
j，2
，D
j，3
，
…
，D
j，n
D
j，k
∈D
j
，k∈[1，n]每次执行完毕一块板坯后，D
best
进行重新计算，实时生成新的最优调度作业指令；在钢铁厂板坯搬运时，D
j，k
包含钢铁厂中的智能管理系统下，若干个执行器和感知器的指令。4.根据权利要求3所述的用于板坯搬运的天车调度方法，其特征在于，天车M
a
执行t
k
，天车M
b
执行待避，第k块板坯的执行计划t
k
单一执行时，调度集合D成员的数量m满足：
其中，n
′
等于任务计划T中的执行计划t
k
的数量；调度D
j，k
的天车路径用路径函数表示：设天车M
a
依序抵达的目标节点为：x0，x1，x2，
…
，x
s
则天车M
a
路径函数Path(M
a
)表达式为：Path(M
a
)＝L(x
‑1，x0)，L(x0，x1)，L(x1，x2)，
…
，L(x
s
‑1，x
s
)其中，x
‑1是天车M
a
的起始点或在t
k
‑1计划中的最后一个路径节点，L(x
s
‑1，x
s
)表示两路径节点之间的线段；天车M
a
的工作区间为：[x
min
，x
max
]＝[Min(x0，x1，x2，
…
，x
s
)，Max(x0，x1，x2，
…
，x
s
)]其中，x
min
表示天车M
a
工作区间的下限，x
max
表示天车M
a
工作区间的上限；天车M
b
的待避路径Path(M
b
)的表达式为：其中，x
′
‑1是天车M
b
的起始点或在t
k
‑1计划中的最后一个点，x
Δ
是天车M
a
和天车M
b
之间的安全距离；天车M
a
和天车M
b
的行程长度分别为：的行程长度分别为：则|L(M
a
)|≥|L(M
b
)|；天车M
a
和天车M
b
的时间代价函数分别为：的时间代价函数分别为：其中，v表示天车M
a
和天车M
b
的平均速度；天车Ma的运行时间完全覆盖天车M
b
的运行时间，天车M
b
在天车M
a
执行计划t
k
的同时完成待避工作，因此，D
j，k
的时间代价函数无需考虑行车待避的影响，D
j，k
的时间代价函数表达式为：遍历D
j，k
对应的天车M
a
路径Path(M
a
)抵达的路径节点，得到使时间代价函数取得最小值
的天车板坯搬运作业调度指令，根据天车板坯搬运作业调度指令确认天车搬运板坯的路径节点，以此调度天车。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑正国，喻维纲，郑祎，郭理宏，武利冲，刘承思，刘铮，
申请(专利权)人：株洲天桥起重机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：