用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法及系统，通过获取热轧生产工艺数据和板坯位于板坯库的空间位置信息，根据用户需求和热轧机组设备情况，确定热轧生产轧制的板坯规格范围，建立热轧生产作业计划候选板坯池，将轧后的板坯质量与板坯提取效率之和设定为目标函数，根据热轧生产工艺要求，计算所述热轧生产作业计划候选板坯池中板坯间的规格变化费用，进而根据所述目标函数与所述板坯间的规格变化费用，得到热轧生产作业计划，输出所述热轧生产作业计划，该方法用于降低生产成本、提高产品质量和板坯提取效率、保证热轧生产连续性。

【技术实现步骤摘要】
用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法及系统
：本专利技术涉及金属材料加工信息
，尤其涉及一种用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法及系统。
技术介绍
：热轧生产过程主要经过：加热炉、粗轧、精轧、卷曲这四个阶段。热轧所用的原料是经过炼钢-连铸生产出的板坯，板坯在板坯库中以垛位的形式进行堆放，如图1所示。准备进入热轧轧线的原料库板坯，通过行车、吊机将垛位中的板坯按照轧制顺序通过吊机移至入炉辊道运送到加热炉中进行加热，加热到所需要的出炉温度后出炉，然后经出炉辊道被运送到粗轧机组进行轧制，粗轧后得到中间坯经过飞剪和高压水除磷后运送到精轧机组，并依次通过精轧机组的各轧机。通过精轧机组获得一定范围厚度的带钢，带钢进入卷曲机卷曲后成为热轧卷。热轧生成作业计划是根据用户需求和机组轧制设备情况，选择并确定热轧生产作业单元中轧制板坯的生产顺序，轧制顺序的确定需要满足热轧机组生成工艺的要求，相邻轧制板坯规格变化越小，生产出的带钢质量越高、轧制时对轧辊的磨损程度越小。科学合理的制定热轧生产作业计划能够有效降低轧辊损耗、降低生产成本、提高产品质量。目前，钢铁企业的热轧生产作业计划的排产方法主要是依赖人手工编制，靠人工经验确定轧制板坯及其轧制顺序。这种方式属于定性化手段，缺乏合理性和科学性，使得轧制板坯在提取时的提取效率低，影响热轧生产的连续性。
技术实现思路
：针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法及系统，能够降低生产成本、提高产品质量和板坯提取效率、保证热轧生产连续性。一方面，本专利技术提供一种用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法，包括：S1、获取热轧生产工艺数据和板坯位于板坯库的空间位置信息；S2、根据用户需求和热轧机组设备情况，确定热轧生产轧制的板坯规格范围，建立热轧生产作业计划候选板坯池；S3、将轧后的板坯质量与板坯提取效率之和设定为目标函数；S4、根据热轧生产工艺要求，计算所述热轧生产作业计划候选板坯池中板坯间的规格变化费用；S5、根据所述目标函数与所述板坯间的规格变化费用，得到热轧生产作业计划，输出所述热轧生产作业计划。可选地，所述热轧生产工艺数据包括：板坯号、合同号、板坯状态、轧制厚度、板坯厚度、板坯宽度、板坯重量、硬度组、粗轧温度、卷曲温度和精轧温度，所述板坯库的空间位置信息包括：板坯垛位号和板坯层号。可选地，所述目标函数通过下式计算，其中，为热轧产品质量，dij为相邻轧制板坯i和j之间的规格变化费用，uit为判断板坯i的轧制顺序是否为所在轧制单元中第t个被轧制，是为1，否为0，为板坯提取效率，λ为单次障碍板坯移动所花费的物流费用，cit为执行热轧生产作业计划时轧制板坯i第t个被移出时发生的障碍板坯移动次数；所述cit通过下式计算，其中，Di为板坯i在板坯库垛位中覆盖其上层的障碍板坯个数，HLi为与板坯i同一垛位中且位于板坯i下层的所有轧制板坯集合，HAi表示与板坯i同一垛位中且位于板坯i上层的所有轧制板坯集合，xikt为板坯k是否位于板坯i同一垛位中的下层且板坯k在热轧生产作业计划中第t个前被轧制，是为1，否为0，yikt为板坯k是否位于板坯i同一垛位上层且板坯k在轧制生产计划中第t个前被轧制，是为1，否为0。可选地，所述板坯间的规格变化费用通过下式计算，其中，dij为板坯i和板坯j之间的规格变化费用，为板坯i和板坯j之间的轧制宽度变化费用，当所述满足第一约束条件时，否则所述为M，所述α1为单位宽度变化费用，为板坯i和板坯j之间的厚度变化费用，当所述满足第二约束条件时，否则所述为M，所述α2为单位厚度跳跃变化费用，为板坯i和板坯j之间的硬度变化费用，当所述满足第三约束条件时，否则所述为M，所述α3为单位硬度变化费用，为板坯i和板坯j之间的温度变化费用，所述与分别为板坯i与板坯j之间的粗轧温度、卷曲温度与精轧温度变化费用，当所述满足第四约束条件时，否则所述为M，所述α4为粗轧温度单位变化费用，当所述满足第五约束条件时，否则所述为M，所述α5为卷曲温度单位变化费用，当所述满足第六约束条件时，否则所述为M，所述α6为精轧温度单位变化费用；其中，所述第一约束条件为0≤ωi-ωj≤δ1+(2-uit-uj,t+1)M，ωi为板坯i的轧制宽度，M为第一预设阈值，δ1为第二预设阈值；所述第二约束条件为|hi-hj|≤δ2+(2-uit-uj,t+1)M，hi为板坯i的轧制厚度，δ2为第三预设阈值；所述第三约束条件为|gi-gj|≤δ3+(2-uit-uj,t+1)M，gi为板坯i的轧制硬度，δ3为第四预设阈值；所述第四约束条件为为板坯i的粗轧温度，δ4为第五预设阈值；所述第五约束条件为为板坯i的卷曲温度，δ5为第六预设阈值；所述第六约束条件为为板坯i的精轧温度，δ6为第七预设阈值。可选地，所述步骤S5，包括：A1、选择所述热轧生产作业计划候选板坯池中第一垛位，从所述第一垛位中选择宽度最大的板坯作为首个轧制板坯放入轧制单元，所述第一垛位为被选板坯按照从宽至窄的顺序移出时产生障碍板坯移动次数最少的垛位；A2、从所述热轧生产作业计划候选板坯池中重量不超过剩余轧制能力的板坯中，逐个计算轧制板坯基于动态规划递推公式获取的值，添加所述值中最小值所对应的轧制板坯至所述轧制单元；所述剩余轧制能力是指热轧机组能力上限减去已加入轧制单元的所有板坯的重量；A3、若所述热轧生产作业计划候选板坯池中存在重量不超过剩余轧制能力的板坯，执行步骤A2，若所述热轧生产作业计划候选板坯池中不存在重量不超过剩余轧制能力的板坯，将所述轧制单元内的轧制顺序作为当前热轧生产作业计划。可选地，所述基于动态规划递推公式获取的值通过下式计算，...

【技术保护点】
一种用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法，其特征在于，包括：S1、获取热轧生产工艺数据和板坯位于板坯库的空间位置信息；S2、根据用户需求和热轧机组设备情况，确定热轧生产轧制的板坯规格范围，建立热轧生产作业计划候选板坯池；S3、将轧后的板坯质量与板坯提取效率之和设定为目标函数；S4、根据热轧生产工艺要求，计算所述热轧生产作业计划候选板坯池中板坯间的规格变化费用；S5、根据所述目标函数与所述板坯间的规格变化费用，得到热轧生产作业计划，输出所述热轧生产作业计划。

【技术特征摘要】
1.一种用于提高产品质量和板坯提取效率的排产方法，其特征在于，包括：S1、获取热轧生产工艺数据和板坯位于板坯库的空间位置信息；S2、根据用户需求和热轧机组设备情况，确定热轧生产轧制的板坯规格范围，建立热轧生产作业计划候选板坯池；S3、将轧后的板坯质量与板坯提取效率之和设定为目标函数；S4、根据热轧生产工艺要求，计算所述热轧生产作业计划候选板坯池中板坯间的规格变化费用；S5、根据所述目标函数与所述板坯间的规格变化费用，得到热轧生产作业计划，输出所述热轧生产作业计划；所述目标函数通过下式计算，其中，为热轧产品质量，dij为相邻轧制板坯i和j之间的规格变化费用，uit为判断板坯i的轧制顺序是否为所在轧制单元中第t个被轧制，是为1，否为0，为板坯提取效率，λ为单次障碍板坯移动所花费的物流费用，cit为执行热轧生产作业计划时轧制板坯i第t个被移出时发生的障碍板坯移动次数；所述cit通过下式计算，其中，Di为板坯i在板坯库垛位中覆盖其上层的障碍板坯个数，HLi为与板坯i同一垛位中且位于板坯i下层的所有轧制板坯集合，HAi表示与板坯i同一垛位中且位于板坯i上层的所有轧制板坯集合，xikt为板坯k是否位于板坯i同一垛位中的下层且板坯k在热轧生产作业计划中第t个前被轧制，是为1，否为0，yikt为板坯k是否位于板坯i同一垛位上层且板坯k在轧制生产计划中第t个前被轧制，是为1，否为0。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述板坯间的规格变化费用通过下式计算，其中，dij为板坯i和板坯j之间的规格变化费用，为板坯i和板坯j之间的轧制宽度变化费用，当所述满足第一约束条件时，否则所述为M，所述α1为单位宽度变化费用，为板坯i和板坯j之间的厚度变化费用，当所述满足第二约束条件时，否则所述为M，所述α2为单位厚度跳跃变化费用，为板坯i和板坯j之间的硬度变化费用，当所述满足第三约束条件时，否则所述为M，所述α3为单位硬度变化费用，为板坯i和板坯j之间的温度变化费用，所述与分别为板坯i与板坯j之间的粗轧温度、卷曲温度与精轧温度变化费用，当所述满足第四约束条件时，否则所述为M，所述α4为粗轧温度单位变化费用，当所述满足第五约束条件时，否则所述为M，所述α5为卷曲温度单位变化费用，当所述满足第六约束条件时，否则所述为M，所述α6为精轧温度单位变化费用；其中，所述第一约束条件为0≤ωi-ωj≤δ1+(2-uit-uj，t+1)M，ωi为板坯i的轧制宽度，M为第一预设阈值，δ1为第二预设阈值；所述第二约束条件为|hi-hj|≤δ2+(2-uit-uj，t+1)M，hi为板坯i的轧制厚度，δ2为第三预设阈值；所述第三约束条件为|gi-gj|≤δ3+(2-uit-uj，t+1)M，gi为板坯i的轧制硬度，δ3为第四预设阈值；所述第四约束条件为为板坯i的粗轧温度，δ4为第五预设阈值；所述第五约束条件为为板坯i的卷曲温度，δ5为第六预设阈值；所述第六约束条件为为板坯i的精轧温度，δ6为第七预设阈值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5，包括：A1、选择所述热轧生产作业计划候选板坯池中第一垛位，从所述第一垛位中选择宽度最大的板坯作为首个轧制板坯放入轧制单元，所述第一垛位为被选板坯按照从宽至窄的顺序移出时产生障碍板坯移动次数最少的垛位；A2、从所述热轧生产作业计划候选板坯池中重量不超过剩余轧制能力的板坯中，逐个计算轧制板坯基于动态规划递推公式获取的值，添加所述值中最小值所对应的轧制板坯至所述轧制单元；所述剩余轧制能力是指热轧机组能力上限减去已加入轧制单元的所有板坯的重量；A3、若所述热轧生产作...

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