一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法
【專利摘要】本發明一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，屬于信息【技術領域】，涉及吊機控制方法，適用于鋼鐵企業板坯庫中的吊機控制，本發明通過提供一種科學的、安全的、低成本的板坯存取控制方法，根據計劃人員的控制要求迅速生成控制方案；該方法通過提高庫區板坯堆放規整程度，不但滿足了板坯庫中安全性要求，同時提高了板坯存取的吊機工作效率，降低板坯庫的物流成本，進而提高了產線的生產效率。
【專利說明】一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于信息【技術領域】，涉及吊機控制方法，適用于鋼鐵企業板坯庫中的吊機控制，具體涉及一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法。
【背景技術】
[0002]熱軋是鋼鐵企業最重要的粗軋軋線區，熱軋生產的原材料大部分來自于板坯庫，如圖1所示，板坯庫2作為連鑄I和熱軋3之間緩沖環節，對企業協調煉鋼和軋鋼的能力，保持整個生產過程的均衡起著至關重要的作用。因此，板坯庫的作業效率直接影響到熱軋的生產效率。目前由于板坯庫區中的板坯擺放缺乏合理的管理，使得庫區中的板坯堆放非常雜亂，這不僅增加了板坯庫正常工作的難度同時降低了板坯庫的板坯周轉速度，其中主要存在三個問題:1)它阻礙了板坯的正常入庫:由于庫區雜亂，使得吊機提取板坯入庫時找不到規格相符的規整垛位堆放，只能被放入空垛，這樣大大降低了庫區空間的利用率；2)工作環境的安全性降低，增加吊機操作難度:由于庫區雜亂，不同規格的板坯混堆在一起，特別是尺寸相差較大板坯堆在一垛的情況，如果控制吊機對其進行操作很可能發生事故；3)板坯庫越來越亂，吊機倒垛操作次數增加:目前控制吊機進行出庫操作時，由于板坯堆放不集中，出庫板坯上層存在其他種類的障礙板坯，阻礙了吊機操作，需要吊機進行倒垛操作才能完成出庫，而其上層被倒走的阻礙板坯無法找到相符的規整垛位堆放，導致雜亂的垛位不斷增加，這樣就形成了惡性循環，使得板坯庫的吊機倒垛操作次數不斷增加，降低了板坯入庫、出庫效率，進而大大影響了鋼鐵熱軋產線的生產效率；因此如何提高板坯庫的吊機工作效率，降低物流成本是鋼鐵企業亟待解決的關鍵技術問題。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的不足，本發明提供一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，以達到提高其擺放的規整性、加快板坯流通效率和降低物流成本的目的。
[0004]一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，包括以下步驟:
[0005]步驟1、確定吊機負責區域的板坯信息、垛位信息和控制要求信息；
[0006]所述的板還信息包括:板?號、出鋼記號、合同號、庫區、材料號、垛位號、?重、寬度和長度；
[0007]所述的垛位信息包括:垛位號、垛位最大層數、垛位實際層數、垛位狀態和垛位類型；
[0008]所述的控制要求信息包括:合同要求、出鋼記號要求和寬度要求；
[0009]步驟2、根據控制要求信息和板坯信息，對需要整理的板坯進行劃分，確定每塊板坯的類型，進而獲得板坯類型個數及每個板坯類型的板坯總數；
[0010]步驟3、根據垛位信息中的垛位最大層數，確定每個類型占用垛位的最少個數，并選取最底層板坯是對應板坯類型的多個垛位，形成該板坯類型的候選目標垛位集；
[0011]步驟4、在每個板坯類型的候選目標垛位集中確定目標垛位，具體如下:[0012]步驟4-1、判斷某一板坯類型的候選目標垛位個數是否小于該板坯類型占用垛位的最少個數，若是，則執行步驟4-2，否則執行步驟4-3 ；
[0013]步驟4-2、選取該板坯類型的全部候選目標垛位作為目標垛位，并選取其他空垛位補充目標垛位，直至目標垛位個數等于該板坯類型占用垛位的最少個數，即獲得該板坯類型的目標垛位并執行步驟4-4 ；
[0014]步驟4-3、將該板坯類型的候選目標垛位根據其底層同類型板坯個數由多到少進行排序，從前向后選擇目標垛位，直至目標垛位個數等于該板坯類型占用垛位的最少個數，即獲得該板坯類型的目標垛位并執行步驟4-4 ；
[0015]步驟4-4、反復執行步驟4-1至4-3，直至所有板坯類型的目標垛位均確定完成；
[0016]步驟5、根據整理每個目標垛位需要的倒垛次數生成初始控制方案，并計算吊機執行該初始控制方案產生的倒垛次數，具體如下:
[0017]步驟5-1、將板坯庫內的垛位進行分類，類型包括目標垛位和非目標垛位；
[0018]步驟5-2、確定吊機整理每個混亂的目標垛位所需要產生的倒垛次數；
[0019]所述的整理每個目標垛位，即通過整理使得每個目標垛位的板坯均為同一類型；
[0020]產生倒垛的條件是:若從目標垛位上移走的其他類型的板坯，不能被其他目標垛位直接接收，則產生一次倒垛；
[0021]所述的直接接收的條件是:被接收的板坯的類型與接收它的目標垛位的類型相同；
[0022]步驟5-3、對產生倒垛的垛位按照倒垛次數，由少至多進行排序，獲得整理目標垛位的先后順序，即獲得初始控制方案；
[0023]步驟5-4、按照控制方案的整理順序，對一個目標垛位進行模擬整理，確定整理過程所產生的倒垛次數；
[0024]步驟5-5、更新整理后板坯庫中的板坯信息和垛位信息，并返回執行步驟5-4，直至依次完成所有目標垛位的整理；
[0025]步驟5-6、將整理每個目標垛位所產生的倒垛次數進行求和，獲得初始控制方法的倒垛次數；
[0026]步驟6、采用禁忌搜索方法對初始控制方案進行優化，具體步驟如下:
[0027]步驟6-1、確定禁忌搜索方法的最大不更新迭代次數、禁忌表長度和最大迭代次數；
[0028]步驟6-2、建立禁忌表，包括禁忌對象、禁忌長度和破禁準則，其中，
[0029]所述的禁忌對象為:交換任意兩個目標垛位整理次序的反操作；
[0030]所述的禁忌表長度為:容納禁忌對象的個數；
[0031]所述的破禁準則為:若候選方案的搜索被禁，則判斷該方案是否優于歷史最好方案，若優于則破禁；
[0032]步驟6-3、通過交換鄰域搜索方法，即通過交換任意兩個目標垛位的整理次序，產生新的候選控制方案，并根據步驟5-4至5-6確定新的候選控制方案的倒垛次數；
[0033]步驟6-4、判斷產生上述新候選控制方案的搜索是否在禁忌表中被禁，即交換某兩個目標垛位整理次序的反操作是否執行過，若是，則執行步驟6-6，否則，執行步驟6-5 ；
[0034]步驟6-5、將產生新候選控制方案該操作的反操作加入禁忌表中，并判斷新候選控制方案的倒垛次數是否小于歷史最優方案的倒垛次數，若是，則將該新候選控制方案更新為歷史最優控制方案，否則，保留原歷史最優控制方案；
[0035]步驟6-6、判斷新候選控制方案的倒垛次數是否小于歷史最優方案的倒垛次數，若是，則破禁，并將該新候選控制方案更新為歷史最優控制方案，否則放棄該新候選控制方案；
[0036]步驟6-7、反復執行步驟6-3至步驟6_6，直至到達最大迭代次數或最大不更新迭代次數，即獲得最終最優控制方案；
[0037]步驟7、將獲得的最終控制方案轉換為吊機的操作指令，將操作指令存儲于數據庫中，并通過網絡將吊機操作指令發送至吊機終端；
[0038]步驟8、根據吊機終端獲取的控制指令，包括板坯號、起始垛位、起始層號、目標垛位號和目標層號，控制吊機到達指定位置，實現對目標垛位進行依次整理，完成目標垛位的整理后，再對非目標垛位進行整理。
[0039]步驟I所述的垛位狀態包括封鎖狀態和正常狀態，所述的垛位類型包括長坯和短坯。
[0040]步驟I所述的合同要求即為:要求相同合同號的板坯為同一類型；所述的出鋼記號要求即為:要求相同出鋼記號的板坯為同一類型；寬度要求即為:要求板坯寬度相同或在范圍內為同一類型。
[0041 ] 本發明的有益效果:
[0042]本發明通過提供一種科學的、安全的、低成本的板坯存取控制方法，根據計劃人員的控制要求迅速生成控制方案；該方法通過提高庫區板坯堆放規整程度，不但滿足了板坯庫中安全性要求，同時提高了板坯存取的吊機工作效率，降低板坯庫的物流成本，進而提高了產線的生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1為本發明一種實施例中的熱軋板坯庫工藝過程示意圖；
[0044]圖2為本發明一種實施例中的提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法流程示意圖；
[0045]圖3為本發明一種實施例中的板坯庫板坯布局示意圖；
[0046]圖4為本發明一種實施例中的熱軋板坯庫垛位結構示意圖；
[0047]圖5為本發明一種實施例中的倒垛操作示意圖；
[0048]圖6為本發明一種實施例中的交換鄰域搜索方法示意圖。
具體實施例
[0049]下面結合附圖對本發明的實施例做進一步說明。
[0050]本發明實施例中，一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，其流程如圖2所示，具體包括以下步驟:
[0051]步驟1、確定吊機負責區域的板坯信息、垛位信息和控制要求信息；
[0052]本發明實施例中的數據來自實際生產數據，其實際板坯庫布局如圖3所示，該板坯庫共有6個吊機，每個吊機負責對應部分的板坯整理，本實施例中選取3#號吊機負責的板坯部分進行整理，共有22個垛位和149塊板坯，其中171B垛位被封鎖不能使用，因此不考慮。從數據庫中讀取板坯信息、垛位信息和整理要求信息，本實施例給出具體的數據如下:
[0053]板坯信息包括:板坯號、出鋼記號、合同號、庫區、材料號、垛位號、坯重、寬度和長度，本發明實施例中由于篇幅有限只列出部分信息，如表1所示:
[0054]表1為板還信息表
[0055]
【權利要求】
1.一種提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、確定吊機負責區域的板坯信息、垛位信息和控制要求信息； 所述的板坯信息包括:板坯號、出鋼記號、合同號、庫區、材料號、垛位號、坯重、寬度和長度； 所述的垛位信息包括:垛位號、垛位最大層數、垛位實際層數、垛位狀態和垛位類型； 所述的控制要求信息包括:合同要求、出鋼記號要求和寬度要求； 步驟2、根據控制要求信息和板坯信息，對需要整理的板坯進行劃分，確定每塊板坯的類型，進而獲得板坯類型個數及每個板坯類型的板坯總數； 步驟3、根據垛位信息中的垛位最大層數，確定每個類型占用垛位的最少個數，并選取最底層板坯是對應板坯類型的多個垛位，形成該板坯類型的候選目標垛位集； 步驟4、在每個板坯類型的候選目標垛位集中確定目標垛位，具體如下: 步驟4-1、判斷某一板坯類型的候選目標垛位個數是否小于該板坯類型占用垛位的最少個數，若是，則執行步驟4-2，否則執行步驟4-3 ； 步驟4-2、選取該板坯類型的全部候選目標垛位作為目標垛位，并選取其他空垛位補充目標垛位，直至目標垛位個數等于該板坯類型占用垛位的最少個數，即獲得該板坯類型的目標垛位并執行步驟4-4; 步驟4-3、將該板坯類型的候選目標垛位根據其底層同類型板坯個數由多到少進行排序，從前向后選擇目標垛位，直至目標垛位個數等于該板坯類型占用垛位的最少個數，即獲得該板坯類型的目標垛位并執行步驟4-4 ； 步驟4-4、反復執行步驟4-1至4-3，`直至所有板坯類型的目標垛位均確定完成； 步驟5、根據整理每個目標垛位需要的倒垛次數生成初始控制方案，并計算吊機執行該初始控制方案產生的倒垛次數，具體如下: 步驟5-1、將板坯庫內的垛位進行分類，類型包括目標垛位和非目標垛位； 步驟5-2、確定吊機整理每個混亂的目標垛位所需要產生的倒垛次數； 所述的整理每個目標垛位，即通過整理使得每個目標垛位的板坯均為同一類型； 產生倒垛的條件是:若從目標垛位上移走的其他類型的板坯，不能被其他目標垛位直接接收，則產生一次倒垛； 所述的直接接收的條件是:被接收的板坯的類型與接收它的目標垛位的類型相同；步驟5-3、對產生倒垛的垛位按照倒垛次數，由少至多進行排序，獲得整理目標垛位的先后順序，即獲得初始控制方案； 步驟5-4、按照控制方案的整理順序，對一個目標垛位進行模擬整理，確定整理過程所產生的倒垛次數； 步驟5-5、更新整理后板坯庫中的板坯信息和垛位信息，并返回執行步驟5-4，直至依次完成所有目標垛位的整理； 步驟5-6、將整理每個目標垛位所產生的倒垛次數進行求和，獲得初始控制方法的倒垛次數； 步驟6、采用禁忌搜索方法對初始控制方案進行優化，具體步驟如下: 步驟6-1、確定禁忌搜索方法的最大不更新迭代次數、禁忌表長度和最大迭代次數； 步驟6-2、建立禁忌表，包括禁忌對象、禁忌長度和破禁準則，其中，所述的禁忌對象為:交換任意兩個目標垛位整理次序的反操作； 所述的禁忌表長度為:容納禁忌對象的個數； 所述的破禁準則為:若候選方案的搜索被禁，則判斷該方案是否優于歷史最好方案，若優于則破禁； 步驟6-3、通過交換鄰域搜索方法，即通過交換任意兩個目標垛位的整理次序，產生新的候選控制方案，并根據步驟5-4至5-6確定新的候選控制方案的倒垛次數； 步驟6-4、判斷產生上述新候選控制方案的搜索是否在禁忌表中被禁，即交換某兩個目標垛位整理次序的反操作是否執行過，若是，則執行步驟6-6，否則，執行步驟6-5 ； 步驟6-5、將產生新候選控制方案該操作的反操作加入禁忌表中，并判斷新候選控制方案的倒垛次數是否小于歷史最優方案的倒垛次數，若是，則將該新候選控制方案更新為歷史最優控制方案，否則，保留原歷史最優控制方案； 步驟6-6、判斷新候選控制方案的倒垛次數是否小于歷史最優方案的倒垛次數，若是，則破禁，并將該新候選控制方案更新為歷史最優控制方案，否則放棄該新候選控制方案；步驟6-7、反復執行步驟6-3至步驟6-6，直至到達最大迭代次數或最大不更新迭代次數，即獲得最終最優控制方案； 步驟7、將獲得的最終控制方案轉換為吊機的操作指令，將操作指令存儲于數據庫中，并通過網絡將吊機操作指令發送至吊機終端； 步驟8、根據吊機終 端獲取的控制指令，包括板坯號、起始垛位、起始層號、目標垛位號和目標層號，控制吊機到達指定位置，實現對目標垛位進行依次整理，完成目標垛位的整理后，再對非目標垛位進行整理。
2.根據權利要求1所述的提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，其特征在于，步驟I所述的垛位狀態包括封鎖狀態和正常狀態，所述的垛位類型包括長坯和短坯。
3.根據權利要求1所述的提高熱軋板坯庫板坯存取效率的控制方法，其特征在于，步驟I所述的合同要求即為:要求相同合同號的板坯為同一類型；所述的出鋼記號要求即為:要求相同出鋼記號的板坯為同一類型；寬度要求即為:要求板坯寬度相同或在范圍內為同一類型。
【文檔編號】G06Q10/08GK103824176SQ201410073800
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】唐立新, 葛沛鑫 申請人:東北大學