[发明专利]一种钢铁原料场物流传输设备控制方法和装置

权利要求书

1.一种钢铁原料场物流传输设备控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：利用传送带传输过程中的工艺数据及控制数据，描述工艺过程，并确定工艺过程的约束条件；

其中，所述的工艺数据包括传送带型号、传送带运输能力、传送带布局及运行状态、中转站位置；所述的控制数据包括：待传输原料批号、待传输原料品种、待传输原料的传输量、传输起点处的生产车间、传输终点处的生产车间、各个待传输原料的传输开工允许时间及完工截止时间；

步骤2：以拖期成本最小为目标，计算不同时刻传送带的运输原料；

步骤3：将步骤2的结果下发给二级过程控制系统，实现对物流传输设备的控制。

2.根据权利要求1所述的钢铁原料场物流传输设备控制方法，其特征在于：步骤1所述的描述工艺过程，采用建立传送带传输控制的数学模型的方法实现，过程如下：

设定与原料i起运位置相邻的传送带为与原料i传输终点相邻的传送带为G为所有传送带的集合，传输原料集合为V，时间展望期为T，设m₁，m₂，m₃为G中的彼此直接相连的三条条传送带且存在传输承接关系m₁→m₂→m₃，这里将m₁和m₃分别称为传送带m₂的一条左传送带和一条右传送带，且称m₁和m₃具有间接链接关系，传送带所连的右传送带集合为传送带所连的左传送带集合为记与存在直接与间接链接关系的传送带集合为记与存在直接与间接链接关系的传送带集合为传送带m的长度为L_m，从到的一条连续的传送带链接关系称为一条完整传输通路；

将传送带传输控制方案描述为模型的决策变量：设定传送带控制方案的0-1决策变量x_i，m，t：当x_i，m，t＝1时，表示第i种原料在t时刻占用了传送带m进行传输，当x_i，m，t＝0时，表示第i种原料在t时刻没有占用传送带m；

将传送带传输过程的工艺要求表述为模型约束条件：

(1)对任一原料i，在任意时刻t，从传送带m出发，只能被运输到至多一个与m相连的传送带上，传送带传输路径约束如下：

xi,m,tgΣn∈Smxi,n,t≤1,(∀i∈V,m∈G,t∈T)---(1)]]>

式中，S_m表示传送带m的右传送带集合，n为S_m中的某个传送带，x_i，n，t表示设定传送带控制方案的0-1决策变量：当x_i，n，t＝1时，表示第i种原料在t时刻占用了传送带n进行传输，当x_i，n，t＝0时，表示第i种原料在t时刻没有占用传送带n；

(2)在展望期T时间内，所有原料必须被全部运送至其相应的传输终点，传送任务约束如下：

Σt∈TΣn∈Sm0iT0·xi,m,t≥Wi/vi,(∀i∈V)---(2)]]>

Σt∈TΣm∈SneiT0·xi,m,t≥Wi/vi,(∀i∈V)---(3)]]>

式中，W_i为第i种料的待传输量，v_i表示传送带系统在单位时间内对原料i的运输能力，T⁰为两相邻时刻的时间间隔；

(3)对任一原料i，若在t时刻正在被传送带m运输，那么此时必有一条完整的连通其起运位置和传输终点的传送带通路，传送带连续性约束如下：

Σn∈Smxi,n,t≥xi,m,t,(∀i∈V,m∈G,t∈T)---(4)]]>

(4)对任一原料i，需要在其传输开工允许时刻之后才能被开始运送到相应的传输终点，传输开工时间约束如下：

t·xi,nei,t≥TiB,(∀i∈V,t∈T)---(5)]]>

式中，表示原料i的传输开工允许时刻；表示设定传送带控制方案的0-1决策变量：当时，表示第i种原料在t时刻占用了传送带进行传输，当时，表示第i种原料在t时刻没有占用传送带

(5)在t时刻，如果传送带m正在运输原料i，其他种类的原料在原料i运输过程完全结束之前均不能使用该传送带，传输唯一性约束如下：

ximt+Σi′≠iVΣl=0Tmxi′,m,t+l≤1,(∀i∈V,m∈G,t∈T)---(6)]]>

式中，i′为不同于i的原料，l为时间增量下标，T_m为传送带m在前后两个相邻运输任务之间所必须进行的清空作业所耗费的时间，x_{i′，m，t+l}表示设定传送带控制方案的0-1决策变量：当x_{i′，m，t+l}＝1时，表示第i′种原料在t+l时刻占用了传送带m进行传输，当x_{i′，m，t+l}＝0时，表示第i′种原料在t+1时刻没有占用传送带m；

以拖期成本最小为目标，确立传送带传输控制的数学模型的目标函数公式如下：

minΣi∈VciTic---(7)]]>

式中，c_i表示原料i在单位时间内的拖期成本，为原料i传输过程的拖期时间跨度，其计算公式如下：设t_i为原料i传输过程的实际完工时间，T_i为其相应的完工截止时间，当t_i＞T_i时，Tic=ti-Ti,]]>否则为0。