一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法
【专利摘要】本发明一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，属于信息【技术领域】，涉及吊机控制方法，适用于钢铁企业板坯库中的吊机控制，本发明通过提供一种科学的、安全的、低成本的板坯存取控制方法，根据计划人员的控制要求迅速生成控制方案；该方法通过提高库区板坯堆放规整程度，不但满足了板坯库中安全性要求，同时提高了板坯存取的吊机工作效率，降低板坯库的物流成本，进而提高了产线的生产效率。
【专利说明】一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信息【技术领域】，涉及吊机控制方法，适用于钢铁企业板坯库中的吊机控制，具体涉及一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法。
【背景技术】
[0002]热轧是钢铁企业最重要的粗轧轧线区，热轧生产的原材料大部分来自于板坯库，如图1所示，板坯库2作为连铸I和热轧3之间缓冲环节，对企业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。因此，板坯库的作业效率直接影响到热轧的生产效率。目前由于板坯库区中的板坯摆放缺乏合理的管理，使得库区中的板坯堆放非常杂乱，这不仅增加了板坯库正常工作的难度同时降低了板坯库的板坯周转速度，其中主要存在三个问题:1)它阻碍了板坯的正常入库:由于库区杂乱，使得吊机提取板坯入库时找不到规格相符的规整垛位堆放，只能被放入空垛，这样大大降低了库区空间的利用率；2)工作环境的安全性降低，增加吊机操作难度:由于库区杂乱，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，如果控制吊机对其进行操作很可能发生事故；3)板坯库越来越乱，吊机倒垛操作次数增加:目前控制吊机进行出库操作时，由于板坯堆放不集中，出库板坯上层存在其他种类的障碍板坯，阻碍了吊机操作，需要吊机进行倒垛操作才能完成出库，而其上层被倒走的阻碍板坯无法找到相符的规整垛位堆放，导致杂乱的垛位不断增加，这样就形成了恶性循环，使得板坯库的吊机倒垛操作次数不断增加，降低了板坯入库、出库效率，进而大大影响了钢铁热轧产线的生产效率；因此如何提高板坯库的吊机工作效率，降低物流成本是钢铁企业亟待解决的关键技术问题。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明提供一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，以达到提高其摆放的规整性、加快板坯流通效率和降低物流成本的目的。
[0004]一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，包括以下步骤:
[0005]步骤1、确定吊机负责区域的板坯信息、垛位信息和控制要求信息；
[0006]所述的板还信息包括:板?号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、?重、宽度和长度；
[0007]所述的垛位信息包括:垛位号、垛位最大层数、垛位实际层数、垛位状态和垛位类型；
[0008]所述的控制要求信息包括:合同要求、出钢记号要求和宽度要求；
[0009]步骤2、根据控制要求信息和板坯信息，对需要整理的板坯进行划分，确定每块板坯的类型，进而获得板坯类型个数及每个板坯类型的板坯总数；
[0010]步骤3、根据垛位信息中的垛位最大层数，确定每个类型占用垛位的最少个数，并选取最底层板坯是对应板坯类型的多个垛位，形成该板坯类型的候选目标垛位集；
[0011]步骤4、在每个板坯类型的候选目标垛位集中确定目标垛位，具体如下:[0012]步骤4-1、判断某一板坯类型的候选目标垛位个数是否小于该板坯类型占用垛位的最少个数，若是，则执行步骤4-2，否则执行步骤4-3 ；
[0013]步骤4-2、选取该板坯类型的全部候选目标垛位作为目标垛位，并选取其他空垛位补充目标垛位，直至目标垛位个数等于该板坯类型占用垛位的最少个数，即获得该板坯类型的目标垛位并执行步骤4-4 ；
[0014]步骤4-3、将该板坯类型的候选目标垛位根据其底层同类型板坯个数由多到少进行排序，从前向后选择目标垛位，直至目标垛位个数等于该板坯类型占用垛位的最少个数，即获得该板坯类型的目标垛位并执行步骤4-4 ；
[0015]步骤4-4、反复执行步骤4-1至4-3，直至所有板坯类型的目标垛位均确定完成；
[0016]步骤5、根据整理每个目标垛位需要的倒垛次数生成初始控制方案，并计算吊机执行该初始控制方案产生的倒垛次数，具体如下:
[0017]步骤5-1、将板坯库内的垛位进行分类，类型包括目标垛位和非目标垛位；
[0018]步骤5-2、确定吊机整理每个混乱的目标垛位所需要产生的倒垛次数；
[0019]所述的整理每个目标垛位，即通过整理使得每个目标垛位的板坯均为同一类型；
[0020]产生倒垛的条件是:若从目标垛位上移走的其他类型的板坯，不能被其他目标垛位直接接收，则产生一次倒垛；
[0021]所述的直接接收的条件是:被接收的板坯的类型与接收它的目标垛位的类型相同；
[0022]步骤5-3、对产生倒垛的垛位按照倒垛次数，由少至多进行排序，获得整理目标垛位的先后顺序，即获得初始控制方案；
[0023]步骤5-4、按照控制方案的整理顺序，对一个目标垛位进行模拟整理，确定整理过程所产生的倒垛次数；
[0024]步骤5-5、更新整理后板坯库中的板坯信息和垛位信息，并返回执行步骤5-4，直至依次完成所有目标垛位的整理；
[0025]步骤5-6、将整理每个目标垛位所产生的倒垛次数进行求和，获得初始控制方法的倒垛次数；
[0026]步骤6、采用禁忌搜索方法对初始控制方案进行优化，具体步骤如下:
[0027]步骤6-1、确定禁忌搜索方法的最大不更新迭代次数、禁忌表长度和最大迭代次数；
[0028]步骤6-2、建立禁忌表，包括禁忌对象、禁忌长度和破禁准则，其中，
[0029]所述的禁忌对象为:交换任意两个目标垛位整理次序的反操作；
[0030]所述的禁忌表长度为:容纳禁忌对象的个数；
[0031]所述的破禁准则为:若候选方案的搜索被禁，则判断该方案是否优于历史最好方案，若优于则破禁；
[0032]步骤6-3、通过交换邻域搜索方法，即通过交换任意两个目标垛位的整理次序，产生新的候选控制方案，并根据步骤5-4至5-6确定新的候选控制方案的倒垛次数；
[0033]步骤6-4、判断产生上述新候选控制方案的搜索是否在禁忌表中被禁，即交换某两个目标垛位整理次序的反操作是否执行过，若是，则执行步骤6-6，否则，执行步骤6-5 ；
[0034]步骤6-5、将产生新候选控制方案该操作的反操作加入禁忌表中，并判断新候选控制方案的倒垛次数是否小于历史最优方案的倒垛次数，若是，则将该新候选控制方案更新为历史最优控制方案，否则，保留原历史最优控制方案；
[0035]步骤6-6、判断新候选控制方案的倒垛次数是否小于历史最优方案的倒垛次数，若是，则破禁，并将该新候选控制方案更新为历史最优控制方案，否则放弃该新候选控制方案；
[0036]步骤6-7、反复执行步骤6-3至步骤6_6，直至到达最大迭代次数或最大不更新迭代次数，即获得最终最优控制方案；
[0037]步骤7、将获得的最终控制方案转换为吊机的操作指令，将操作指令存储于数据库中，并通过网络将吊机操作指令发送至吊机终端；
[0038]步骤8、根据吊机终端获取的控制指令，包括板坯号、起始垛位、起始层号、目标垛位号和目标层号，控制吊机到达指定位置，实现对目标垛位进行依次整理，完成目标垛位的整理后，再对非目标垛位进行整理。
[0039]步骤I所述的垛位状态包括封锁状态和正常状态，所述的垛位类型包括长坯和短坯。
[0040]步骤I所述的合同要求即为:要求相同合同号的板坯为同一类型；所述的出钢记号要求即为:要求相同出钢记号的板坯为同一类型；宽度要求即为:要求板坯宽度相同或在范围内为同一类型。
[0041 ] 本发明的有益效果:
[0042]本发明通过提供一种科学的、安全的、低成本的板坯存取控制方法，根据计划人员的控制要求迅速生成控制方案；该方法通过提高库区板坯堆放规整程度，不但满足了板坯库中安全性要求，同时提高了板坯存取的吊机工作效率，降低板坯库的物流成本，进而提高了产线的生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1为本发明一种实施例中的热轧板坯库工艺过程示意图；
[0044]图2为本发明一种实施例中的提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法流程示意图；
[0045]图3为本发明一种实施例中的板坯库板坯布局示意图；
[0046]图4为本发明一种实施例中的热轧板坯库垛位结构示意图；
[0047]图5为本发明一种实施例中的倒垛操作示意图；
[0048]图6为本发明一种实施例中的交换邻域搜索方法示意图。
具体实施例
[0049]下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明。
[0050]本发明实施例中，一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，其流程如图2所示，具体包括以下步骤:
[0051]步骤1、确定吊机负责区域的板坯信息、垛位信息和控制要求信息；
[0052]本发明实施例中的数据来自实际生产数据，其实际板坯库布局如图3所示，该板坯库共有6个吊机，每个吊机负责对应部分的板坯整理，本实施例中选取3#号吊机负责的板坯部分进行整理，共有22个垛位和149块板坯，其中171B垛位被封锁不能使用，因此不考虑。从数据库中读取板坯信息、垛位信息和整理要求信息，本实施例给出具体的数据如下:
[0053]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、宽度和长度，本发明实施例中由于篇幅有限只列出部分信息，如表1所示:
[0054]表1为板还信息表
[0055]
【权利要求】
1.一种提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、确定吊机负责区域的板坯信息、垛位信息和控制要求信息； 所述的板坯信息包括:板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重、宽度和长度； 所述的垛位信息包括:垛位号、垛位最大层数、垛位实际层数、垛位状态和垛位类型； 所述的控制要求信息包括:合同要求、出钢记号要求和宽度要求； 步骤2、根据控制要求信息和板坯信息，对需要整理的板坯进行划分，确定每块板坯的类型，进而获得板坯类型个数及每个板坯类型的板坯总数； 步骤3、根据垛位信息中的垛位最大层数，确定每个类型占用垛位的最少个数，并选取最底层板坯是对应板坯类型的多个垛位，形成该板坯类型的候选目标垛位集； 步骤4、在每个板坯类型的候选目标垛位集中确定目标垛位，具体如下: 步骤4-1、判断某一板坯类型的候选目标垛位个数是否小于该板坯类型占用垛位的最少个数，若是，则执行步骤4-2，否则执行步骤4-3 ； 步骤4-2、选取该板坯类型的全部候选目标垛位作为目标垛位，并选取其他空垛位补充目标垛位，直至目标垛位个数等于该板坯类型占用垛位的最少个数，即获得该板坯类型的目标垛位并执行步骤4-4; 步骤4-3、将该板坯类型的候选目标垛位根据其底层同类型板坯个数由多到少进行排序，从前向后选择目标垛位，直至目标垛位个数等于该板坯类型占用垛位的最少个数，即获得该板坯类型的目标垛位并执行步骤4-4 ； 步骤4-4、反复执行步骤4-1至4-3，`直至所有板坯类型的目标垛位均确定完成； 步骤5、根据整理每个目标垛位需要的倒垛次数生成初始控制方案，并计算吊机执行该初始控制方案产生的倒垛次数，具体如下: 步骤5-1、将板坯库内的垛位进行分类，类型包括目标垛位和非目标垛位； 步骤5-2、确定吊机整理每个混乱的目标垛位所需要产生的倒垛次数； 所述的整理每个目标垛位，即通过整理使得每个目标垛位的板坯均为同一类型； 产生倒垛的条件是:若从目标垛位上移走的其他类型的板坯，不能被其他目标垛位直接接收，则产生一次倒垛； 所述的直接接收的条件是:被接收的板坯的类型与接收它的目标垛位的类型相同；步骤5-3、对产生倒垛的垛位按照倒垛次数，由少至多进行排序，获得整理目标垛位的先后顺序，即获得初始控制方案； 步骤5-4、按照控制方案的整理顺序，对一个目标垛位进行模拟整理，确定整理过程所产生的倒垛次数； 步骤5-5、更新整理后板坯库中的板坯信息和垛位信息，并返回执行步骤5-4，直至依次完成所有目标垛位的整理； 步骤5-6、将整理每个目标垛位所产生的倒垛次数进行求和，获得初始控制方法的倒垛次数； 步骤6、采用禁忌搜索方法对初始控制方案进行优化，具体步骤如下: 步骤6-1、确定禁忌搜索方法的最大不更新迭代次数、禁忌表长度和最大迭代次数； 步骤6-2、建立禁忌表，包括禁忌对象、禁忌长度和破禁准则，其中，所述的禁忌对象为:交换任意两个目标垛位整理次序的反操作； 所述的禁忌表长度为:容纳禁忌对象的个数； 所述的破禁准则为:若候选方案的搜索被禁，则判断该方案是否优于历史最好方案，若优于则破禁； 步骤6-3、通过交换邻域搜索方法，即通过交换任意两个目标垛位的整理次序，产生新的候选控制方案，并根据步骤5-4至5-6确定新的候选控制方案的倒垛次数； 步骤6-4、判断产生上述新候选控制方案的搜索是否在禁忌表中被禁，即交换某两个目标垛位整理次序的反操作是否执行过，若是，则执行步骤6-6，否则，执行步骤6-5 ； 步骤6-5、将产生新候选控制方案该操作的反操作加入禁忌表中，并判断新候选控制方案的倒垛次数是否小于历史最优方案的倒垛次数，若是，则将该新候选控制方案更新为历史最优控制方案，否则，保留原历史最优控制方案； 步骤6-6、判断新候选控制方案的倒垛次数是否小于历史最优方案的倒垛次数，若是，则破禁，并将该新候选控制方案更新为历史最优控制方案，否则放弃该新候选控制方案；步骤6-7、反复执行步骤6-3至步骤6-6，直至到达最大迭代次数或最大不更新迭代次数，即获得最终最优控制方案； 步骤7、将获得的最终控制方案转换为吊机的操作指令，将操作指令存储于数据库中，并通过网络将吊机操作指令发送至吊机终端； 步骤8、根据吊机终 端获取的控制指令，包括板坯号、起始垛位、起始层号、目标垛位号和目标层号，控制吊机到达指定位置，实现对目标垛位进行依次整理，完成目标垛位的整理后，再对非目标垛位进行整理。
2.根据权利要求1所述的提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，其特征在于，步骤I所述的垛位状态包括封锁状态和正常状态，所述的垛位类型包括长坯和短坯。
3.根据权利要求1所述的提高热轧板坯库板坯存取效率的控制方法，其特征在于，步骤I所述的合同要求即为:要求相同合同号的板坯为同一类型；所述的出钢记号要求即为:要求相同出钢记号的板坯为同一类型；宽度要求即为:要求板坯宽度相同或在范围内为同一类型。
【文档编号】G06Q10/08GK103824176SQ201410073800
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】唐立新, 葛沛鑫 申请人:东北大学