[发明专利]一种提高酸轧计划实施中物流设备运行效率的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工信息技术领域，涉及自动化技术，特别涉及供钢铁 行业生产应用的一种提高酸轧计划实施中物流设备运行效率的方法和装置。

背景技术

酸洗和轧制联合机组(以下简称“酸轧”)是钢铁生产过程中冷轧生产阶段的 第一道工序。酸轧所用的原料主要是经过热轧后的热卷，热卷在原料库中被堆放 成两层，如图1所示。热卷在原料库经过冷却后，用吊车将钢卷调运至入口步进 梁式运输机上，步进梁将钢卷运送给钢卷转向台。由钢卷运输车将钢卷送到入口 段开卷机。钢卷经开卷、切头、焊接后经过拉伸矫直进入酸洗槽、通过酸洗槽进 行切边后进入连轧机组进行轧制，最后进行卷曲。在焊接过程中，如果相邻两个 带钢厚度跳跃过大或是钢种跳跃过大都会导致焊接在一起的带钢在进行拉伸矫 直时出现断带，影响生产效率，同时增加了废钢产量。对于轧制工序，轧制机组 一般由5个机架组成。每一个机架上的工作辊，由于高速轧制，轧辊磨损很大， 为保证钢卷质量需要经常更换工作辊，更换前后两次工作辊之间的轧制对象称为 轧制单元。每个轧制单元对应一个轧制排产计划。

酸轧作为钢铁企业冷轧生产过程中的一个关键环节，其物流过程对生产计划 调度、物流生产的执行、提高设备利用率、提高产品质量、降低料损和能耗等有 重要的作用。

目前，钢铁企业管理信息系统(简称MS)通常分成4个层，由下至上分别 是L1～L4。酸轧轧制计划的编制在企业管理信息系统L4层上由人工编制完成后， 生成生产指令，从MS的L4层下达到L3层，L3层接收到轧制计划后对计划作 进一步调整，调整的原因主要是由于酸轧轧制计划编制时考虑生产工艺条件复 杂，人工编制无法考虑到板卷实际存放的垛位信息，如果按L4下达的指令直接 取板卷上料，因为一些板卷处于垛位下层且被其他板卷覆盖，势必增大板卷移出 时的倒垛量，影响吊机、行车的运行效率和节奏。L3层对轧制计划的调整是为 计划单元中导致倒垛次数增加的板卷选择一个可替换板卷，使得整个轧制计划内 板卷移出时产生的总的倒垛次数最小，保证计划实施时及时上料，提高吊机、行 车利用率，降低物流损耗。L3层将调整后的轧制计划分别下达给L2层的原料库 以及生产车间，原料库的行车工根据调整后的轧制计划取板卷上料，生产车间将 根据调整后的轧制计划设置酸轧机组酸洗、轧制时机组运行设备参数，将这些参 数下达至L1生产设备层进行生产加工。

由于L4层人工编制计划的局限性，无法考虑到板卷实际存放的垛位信息， L3层需要进行调整，这使得调整成为轧制单元计划实施中的关键和瓶颈，调整 的效果和效率直接影响到物流设备吊机和行车的运行效率以及酸轧机组的生产 效率和产品质量。如果调整不合理，不但不会降低吊机的倒垛次数，同时还能影 响产品质量、增加设备的磨损程度。因此，发明一种能提高酸轧产品质量的同时 提高酸轧计划实施中物流设备运行效率的方法有十分重要的意义。

发明内容

为了解决以上酸轧计划实施中物流过程控制存在的不足，本发明提供一种基 于集成信息分析提高酸轧计划实施中物流设备运行效率的方法，根据酸轧生产和 物流设备运行效率指标，选择酸轧轧制单元内板卷以及安排这些板卷的轧制过 程，使酸轧轧制单元的生产和计划实施中物流设备(吊机、行车)运行处于最优的 工作状态，以提高产品质量和物流设备运行效率。

本发明的基于集成信息分析提高酸轧计划实施中物流设备运行效率的方法 由集成信息分析智能优化软件并通过酸轧生产及其原料库现场总线控制系统的 硬件平台来实施。

本发明的集成信息智能优化软件包括：(1)决策变量的设定；(2)辅助变量 的设定；(3)酸轧生产和物流设备运行目标的选择；(4)系统满足约束的选择； (5)酸轧轧制单元优化生成；(6)酸轧轧制计划结果输出。其中：

(1)决策变量的设定：

酸轧轧制单元内板卷轧制关系变量x_ij；

板卷选择变量y_i；

(2)辅助变量的设定：

板卷i的倒垛次数s_i；

酸轧轧制单元内下层板卷与其对应的上层板卷的轧制关系量z_ik；

原料库同一行内相邻两个下层板卷与它们上层板卷在轧制单元内轧制顺序 关系z_ikj；

(3)酸轧生产和物流设备运行目标的选择。