一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法技术

一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，包括如下步骤：S1：基于上游供应商处的热轧卷成品库数据及本地待完成的合同数据，建立有效数据字段数据库；S2：根据有效数据字段数据库，确定基于定量化分析的热轧卷采购与切分方案。本发明专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，首先对热轧卷与合同进行分组并构建匹配规则，然后建立数学模型定量化描述该问题，最后采用启发式/松弛化的方式和遍历搜索的方法获得优化的热轧卷采购及切分方案。对实际生产中动态多变的订货需求具有更强的适应性和鲁棒性，对钢铁企业提高材料利用率、减少资源浪费、实现绿色生产有着重要的意义。实现绿色生产有着重要的意义。实现绿色生产有着重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法


[0001]本专利技术属于冶金自动化
，具体涉及一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法。

技术介绍

[0002]热轧卷产品具有强度高，韧性好，易于加工成型及良好的可焊接性等优良性能，被广泛应用于冷轧基板、船舶、汽车、桥梁、建筑、机械、输油管线、压力容器等制造行业。生产热轧卷所需的炼铁、炼钢、连铸、热轧环节生产设备大、启动运行成本高、加工工艺水平和连续性要求高，部分钢铁企业缺乏这些高成本上游生产工序，需要依据冷轧合同的需求量，从供应商成品库中直接购买热轧卷这类高附加值产品进行深加工。
[0003]钢铁厂对热轧卷产品的需求日趋小批量多样化，加之热轧卷可切分的特点，导致热轧卷采购及切分方案设计比较困难。目前大多钢铁企业基于人工经验采购热轧卷，但是人工决策效率低且无法应对日益复杂的产品需求，导致热轧卷采购和切分不合理，进一步使得材料利用率低、合同延期等问题突出。为了缓解这些问题带来的成本压力，如何设计一个合理的热轧卷采购及切分方法来提高材料利用率、减少资源浪费、实现绿色生产，成为困扰钢铁企业的技术难题。
[0004]申请号为：CN201510367888.7的专利技术申请，公开了“一种提高钢铁能源利用率的在线能源分配控制方法”，首先获取钢铁生产的历史数据，采用建立数学模型的方式描述每个工序能源介质投入量的分配过程，其次确定每个工序能源介质在每个时间段投入量的分配方案，最后工作人员控制能源中心的PC端将能源介质按时间段分配给各生产工序，完成生产任务；考虑了由于紧急订单的加入、设备的运行状态、工人的操作水平差别等因素导致的生产状态实时变化，以及生产中一次能源的消耗和二次能源的产生等特征，紧密跟踪生产环境实时变化，实现能源的高效利用，提高了能源利用率，降低了能源消耗。
[0005]申请号为：CN201510824047.4的专利技术申请，公开了“一种面向全流程生产的炼钢组批与排产方法”，通过对产品的多样化规格属性和设备的批生产属性以及产品和设备之间适配性进行刻画，建立定量化描述产品在炼钢和连铸工序上组批决策问题的模型，并从同工序并行设备之间产能均衡性、上下游工序之间物流衔接性的角度出发，对批在连铸设备和时间维度上的分配与排序建模，将组批计划与生产调度方案进行集成下达给炼钢阶段各生产制造单元，以达到钢铁物质流在全流程工序设备和时间维度上的均衡与准时分布；改善产品质量，提高成材率、资源利用率、设备作业效率，实现并行设备上负荷均衡和串行设备间物料衔接顺畅，降低物料流交通拥堵、下游设备等待时间和库存。
[0006]申请号为：CN201810735372.7的专利技术申请，公开了“一种钢铁冶炼过程的优化调度方法”，通过确定钢铁冶炼在生产过程中的调度模型和优化目标，并提出一种基于前端省略的完全局部搜索的优化调度方法对目标进行优化；其中，调度模型根据每个产品所要经过的加工操作数和相应操作的加工时间而建立，同时确定优化目标为最小化最大完工时间。

技术实现思路

[0007]为解决以上问题，本专利技术提供了一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其技术方案具体如下：
[0008]一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于包括如下步骤：
[0009]S1：基于上游供应商处的热轧卷成品库数据及本地待完成的合同数据，建立有效数据字段数据库；
[0010]S2：根据有效数据字段数据库，确定基于定量化分析的热轧卷采购与切分方案。
[0011]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于具体包括如下步骤：
[0012]SS1：基于步骤S1，形成用于对热轧卷与合同进行分组与匹配关系构建的有效数据字段，以及用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段；
[0013]SS2：基于相应的有效数据字段完成对热轧卷与合同的分组，基于相应的有效数据字段及设定的匹配规则完成每组内的热轧卷与合同的匹配，形成各组合同及其可匹配的热轧卷；
[0014]SS3：针对每组合同及其可匹配的热轧卷，以最小化热轧卷总余材量构筑定量化描述的目标函数；并基于用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段、建立相应的约束；据此建立定量化描述的数学模型；
[0015]SS4：基于此数学模型、确定步骤S2中所述的热轧卷采购与切分方案。
[0016]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0017]所述的“形成用于对热轧卷与合同进行分组与匹配关系构建的有效数据字段，以及用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段”，包括有：
[0018]热轧卷号、热轧卷宽度、热轧卷厚度、热轧卷重量、热轧卷状态、热轧卷库位、热轧卷出钢记号、合同号、合同出钢记号、额定轧制厚度、热轧卷宽上限、热轧卷宽下限、热轧卷单重下限、热轧卷单重上限。
[0019]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0020]所述的“用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段”，包括有：
[0021]热轧卷重量、合同目标订货量、合同订货量上限、合同订货量下限、热轧卷目标单重、热轧卷单重下限、热轧卷单重上限。
[0022]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0023]所述的“设定的匹配规则”，包括有：
[0024]用于判断热轧卷与合同的基础属性是否匹配的静态固定型规则，
[0025]以及
[0026]用于判断热轧卷与合同的材料特性是否匹配的动态学习型规则。
[0027]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0028]所述的“基于用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段、建立相应的约束”，其中的相应的约束具体为：匹配规则、热轧卷重量、合同采购总重量、订货单重、热轧卷采购五个维度的约束。
[0029]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0030]所述的“确定步骤S2中所述的热轧卷采购与切分方案”，具体为：
[0031]首先，确定合同及其可匹配的热轧卷的可行方案，
[0032]其次，对可行方案进行优化，使得最终确定的方案逼近最优解。
[0033]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0034]在根据步骤SS2完成热轧卷与合同的分组后，根据构建的匹配规则对分组的合同与热轧卷的可匹配性进行检验；步骤SS3所述的针对每组合同及其可匹配的热轧卷，为检验合格后的输出方案。
[0035]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0036]所述的静态固定型规则，包括有：宽度匹配、厚度匹配及重量匹配。
[0037]根据本专利技术的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
[0038]所述的动态学习型规则，基于工艺要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于包括如下步骤：S1：基于上游供应商处的热轧卷成品库数据及本地待完成的合同数据，建立有效数据字段数据库；S2：根据有效数据字段数据库，确定基于定量化分析的热轧卷采购与切分方案。2.根据权利要求1所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于具体包括如下步骤：SS1：基于步骤S1，形成用于对热轧卷与合同进行分组与匹配关系构建的有效数据字段，以及用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段；SS2：基于相应的有效数据字段完成对热轧卷与合同的分组，基于相应的有效数据字段及设定的匹配规则完成每组内的热轧卷与合同的匹配，形成各组合同及其可匹配的热轧卷；SS3：针对每组合同及其可匹配的热轧卷，以最小化热轧卷总余材量构筑定量化描述的目标函数；并基于用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段、建立相应的约束；据此建立定量化描述的数学模型；SS4：基于此数学模型、确定步骤S2中所述的热轧卷采购与切分方案。3.根据权利要求2所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的“形成用于对热轧卷与合同进行分组与匹配关系构建的有效数据字段，以及用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段”，包括有：热轧卷号、热轧卷宽度、热轧卷厚度、热轧卷重量、热轧卷状态、热轧卷库位、热轧卷出钢记号、合同号、合同出钢记号、额定轧制厚度、热轧卷宽上限、热轧卷宽下限、热轧卷单重下限、热轧卷单重上限。4.根据权利要求2所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的“用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段”，包括有：热轧卷重量、合同目标订货量、合同订货量上限、合同订货量下限、热轧卷目标单重、热轧卷单重下限、热轧卷单重上限。5.根据权利要求2所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的“设定的匹配规则”，包括有：用于判断热轧卷与合同的基础属性是否匹配的静态固定型规则，以及用于判断热轧卷与合同的材料特性是否匹配的动态学习型规则。6.根据权利要求2所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的“基于用于定量描述热轧卷采购及切分问题的有效数据字段、建立相应的约束”，其中的相应的约束具体为：匹配规则、热轧卷重量、合同采购总重量、订货单重、热轧卷采购五个维度的约束。7.根据权利要求2所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的“确定步骤S2中所述的热轧卷采购与切分方案”，具体为：首先，确定合同及其可匹配的热轧卷的可行方案，其次，对可行方案进行优化，使得最终确定的方案逼近最优解。8.根据权利要求2所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：
在根据步骤SS2完成热轧卷与合同的分组后，根据构建的匹配规则对分组的合同与热轧卷的可匹配性进行检验；步骤SS3所述的针对每组合同及其可匹配的热轧卷，为检验合格后的输出方案。9.根据权利要求5所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的静态固定型规则，包括有：宽度匹配、厚度匹配及重量匹配。10.根据权利要求5所述的一种提高材料利用率的热轧卷采购及切分方法，其特征在于：所述的动态学习型规则，基于工艺要求及管理经验累积的汇总、通过设定的逻辑判断词结合设定的材料特性关键词、建立的柔性配置形成。11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：文静，贾树晋，易剑，杜斌，夏晨，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：