[发明专利]一种板坯库热轧轧制备料的控制方法

权利要求书

1.一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取热轧计划板坯信息、板坯库中的板坯信息、板坯库中的垛位信息和备料要求信息；

其中，热轧计划板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重、坯宽、坯长、轧制计划号和批次号；

板坯库中的板坯信息包括：板坯号、出钢记号、合同号、库区、材料号、垛位号、坯重和坯宽；

板坯库中的垛位信息包括：垛位号、垛位最大层数、垛位实际层数、垛位状态和垛位类型；

备料要求信息包括：板坯家族分类要求、倒垛次数权重、备料时间权重和垛位规整性权重；

步骤2：确定初始备料控制方案及其对应吊机指令；

步骤2.1：根据板坯家族分类要求以及板坯库中的板坯信息对板坯库中所有板坯分类，并为每块板坯标记板坯家族；

步骤2.2：获取热轧计划板坯信息，根据当前板坯所处垛位以及该垛位所有板坯信息统计每块热轧计划的板坯对应的倒垛板坯集合：

如果当前热轧计划板坯上层的板坯中没有其他热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯；

如果当前热轧计划板坯上层的板坯中有次序在其之后的热轧计划板坯，则当前热轧计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层的所有板坯，而次序在当前热轧计划板坯之后的热轧计划板坯对应的倒垛板坯集合为空集；

如果当前计划板坯上层的板坯中有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯，则当前计划板坯对应的倒垛板坯包括其上层所有板坯，且排除所有次序在当前板坯之前的热轧计划板坯和其对应的倒垛板坯；

步骤2.3：按照热轧计划中板坯的先后顺序产生初始备料控制方案，为倒垛板坯的目标垛位，具体步骤如下：

步骤2.3.1：如果热轧计划板坯无对应的倒垛板坯，则查看下一块热轧计划板坯有无对应的倒垛板坯；否则执行步骤2.3.2；

步骤2.3.2：为倒垛板坯选择候选目标垛位并分类：首先排除满垛的垛位、禁入垛位以及包含其他计划板坯的垛位，剩余的垛位即候选目标垛位；然后对候选目标垛位进行分类：一类为空垛；一类为只存放属于同一板坯家族的板坯的垛位，即规整垛位；另一类为存放多种板坯家族的板坯的垛位，即混乱垛位；

步骤2.3.3：在规整垛位中查找存放的板坯所属的板坯家族与倒垛板坯一致的候选目标垛位，如果查找到则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的规整垛位作为目标垛位，如果没有查找到，则开放离倒垛板坯所在垛位距离最近的空垛作为目标垛位，如果没有空垛，则选择离倒垛板坯所在垛位距离最近的混乱垛位作为目标垛位；

步骤2.4：根据热轧计划中板坯的先后顺序，依次对每个计划板坯所在垛位中的倒垛板坯从上到下进行预倒垛，即生成初始备料控制方案，进而产生吊机指令，该指令信息包括：板坯号、起始垛位、起始层号、目标垛位号和目标层号；

步骤3：采用禁忌搜索方法对初始备料控制方案进行优化，具体步骤如下：

步骤3.1：建立禁忌表，包括禁忌对象、禁忌长度、以及破禁准则，其中，禁忌对象为搜索操作的反操作，只要搜索操作被执行，其相反的操作信息就会添加到禁忌表中以避免回到已搜索到的方案；禁忌表长度为容纳禁忌对象的个数；破禁准则是指：若候选方案的搜索被禁，则查看该候选方案是否优于历史最好方案，若优于则破禁；

步骤3.2：计算综合备料指标作为对备料控制方案的评价，综合备料指标包括备料时间评价指标、备料倒垛次数评价指标和备料规整性评价指标；

具体方法如下：

步骤3.2.1：计算备料时间评价指标；

（1）载物移动，即吊机吊起板坯后从起始垛位到目标垛位的移动，通过载物移动距离除以吊机载物速度即获得载物移动时间；

（2）空载移动，即完成放下板坯后，开始执行下一条吊机指令，空载的吊机从上一条指令的目标垛位到下一条指令的起始垛位的移动，通过空载移动距离除以吊机空载速度即获得空载移动时间；

对所有吊机指令的移动时间求和，即获得总备料时间，备料时间乘以备料时间权重即得到备料时间评价指标；

步骤3.2.2：备料控制方案中的吊机指令个数乘以倒垛次数权重得到备料倒垛评价指标；

步骤3.2.3：根据备料中的吊机指令信息获得备料操作后的板坯库布局，累计所有选择目标垛位的规整程度值得到总规整程度值，其各种目标垛位对应规整程度值由小到大的排序为：规整垛位、空垛、混乱垛位，总规整程度值乘以规整程度权重得到备料规整性评价指标；

步骤3.2.4：将备料时间评价指标、备料倒垛评价指标和备料规整性评价指标相加得到综合备料指标，作为对备料控制方案的评价；

步骤3.3：将初始备料控制方案中的各批次中的热轧计划板坯根据其所在的不同垛位进行分组，之后依次对该批次中的各组进行顺序编号，此编号是对该批次中计划板坯以垛位为单位进行备料的先后顺序；

步骤3.4：按照先大批后小批的顺序依次优化各批次初始备料控制方案；

步骤3.4.1：设定停止准则参数：初始化不更新迭代次数参数为0，迭代次数参数为0；

步骤3.4.2：通过交换邻域结构对当前批次中的板坯进行备料优化：对同批次中的两个板坯组的编号进行交换，产生当前批次新的备料控制方案，之后调用步骤2.3为该新的批次备料控制方案对应的倒垛板坯决策出目标垛位进而产生吊机指令，并根据步骤3.2对该批次备料控制方案进行评价，得到综合备料指标；

步骤3.4.3：根据综合备料指标对当前批次新的备料控制方案进行破禁检查，获取最优方案，在备料优化过程中不断执行步骤3.4.2和3.4.3直到满足停止准则，具体包括以下步骤：

步骤3.4.3.1：若当前批次新的备料控制方案在禁忌表中未被禁，则产生新的禁忌对象，将该对象加入到禁忌表的末尾，同时将禁忌表中的第一个元素删除，保留该方案并更新当前最优方案；

步骤3.4.3.2：若当前批次新的备料控制方案在禁忌表中被禁，则查看该方案的综合备料指标是否优于历史最优方案的综合备料指标，若优于，则破禁，保留该方案并更新当前最优方案，否则放弃该方案；

步骤3.4.3.3：判断是否满足停止准则，若不满足，则执行步骤3.4.2和步骤3.4.3；满足，则执行步骤3.4.1对下一批次进行备料优化，直到对所有批次都完成优化，则执行步骤3.5；

停止准则包括两个条件：

条件1：当迭代次数达到最大迭代次数的预设值；

条件2：在多次破禁检查后，当前最优方案一直没有更新，则停止；

步骤3.5：当初始备料控制方案的所有批次都完成优化，则将所有批次优化备料控制方案合并，得到最终的备料控制方案；

步骤4：根据优化后得到的最终的备料控制方案通过吊机操作进行热轧计划备料。