[发明专利]一种钢铁板坯入库控制方法

摘要

本发明公开了一种钢铁板坯入库控制方法，属于信息技术领域。确定待入库板坯信息及板坯库中板坯信息和垛位信息；建立板坯入库方案评价指标的数学模型及其工艺约束条件；确定初始板坯入库方案；采用基于邻域任务顺序交换的搜索迭代方法对初始板坯入库方案进行优化；将最终的最佳板坯入库方案作为板坯入库运载设备的执行操作指令发送至运载设备终端控制器进行操作；通过GPS定位系统装置控制运载设备到达指定位置，完成对入库板坯的入库作业操作。该方法通过合理安排入库板坯堆放垛位，从根源上降低板坯备料的潜在倒垛量，控制运载设备运行距离，提高了运载设备在板坯库的工作效率，降低板坯库的物流成本，进而提高了产线的生产效率。

主权项

一种钢铁板坯入库控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定待入库板坯信息、板坯库中的板坯信息和板坯库中垛位信息；步骤2：建立板坯入库方案评价指标的数学模型及其工艺约束条件；具体包括如下步骤：步骤2.1：建立板坯入库方案评价指标的数学模型，由式(1)表示，板坯入库方案评价指标值越小则板坯入库方案越佳；min(g1Σi∈ΩΣj∈Φ(cj-cj′)xij+g2Σi∈ΩΣj∈Φdjxij)---(1)]]>其中Ω表示待入库板坯的集合；Φ表示库区中垛位的集合；cj表示初始状态的垛位j与待入库板坯匹配度；cj′表示堆垛后的垛位j与待入库板坯匹配度；dj为待入库板坯从板坯入库设备到库内垛位的距离，xij为待入库板坯i放在库内第j垛位上；g1，g2为权重系数，g1+g2＝1；步骤2.2：建立板坯入库方案评价指标的约束条件；1)库区内的每个垛位的每一层至多放置一块入库板坯，由式(2)表示；Σi∈Ωxij≤1∀j∈Φ---(2)]]>2)对于一块待入库板坯，必须在板坯库内找到一个垛位进行放置，同时也只能占据一个垛位，由式(3)表示；Σj∈Φxij=1∀i∈Ω---(3)]]>3)待入库板坯堆放在某一垛位时，垛位高度不可以超过该垛位最大高度，由式(4)表示；hj+Σi∈Ωxij≤H∀j∈Φ---(4)]]>其中，hj为垛位初始高度；H为垛位最大高度；4)定义所述垛位与待入库板坯匹配度，由以下部分构成：a.垛位相似度垛位中与入库板坯相似的板坯数与该垛总板坯数的比值；所述“相似”是指两块板坯的出钢记号及板坯宽度完全相同、重量相差在规定吨数之内；b.距离相近度库区中垛位到板坯入库设备的距离与整个库区长度的比值；c.顶层板坯相似度库区中垛位的顶层板坯与待入库板坯相似，则为1，否则为0；d.库区中垛位是否存在板坯提取计划内板坯若库区中垛位存在计划内板坯则为0，若库区中垛位不存在计划内板坯则为1；垛位与待入库板坯匹配度的定量描述，即垛位与待入库板坯匹配度值，由式(5)表示；cj＝{cij|max cij，i∈Ω，j∈Φ}  (5)其中，i∈Ω，j∈Φ，k1，k2，k3为权重系数；步骤3：根据步骤1确定的信息和步骤2建立的板坯入库方案评价指标数学模型确定初始板坯入库方案；具体包括如下步骤：步骤3.1、初始化运载设备一次可移动的板坯块数m＝0；步骤3.2、判断相邻板坯是否可同时进行板坯入库决策，若板坯入库设备上相邻板坯的出钢记号、宽度相同，重量差在给定范围内时，即满足同垛规则，可同时进行板坯入库决策，则m＝2；否则，需分别进行板坯入库决策，则m＝1；步骤3.3、计算垛位与待入库板坯匹配度值；将库区中未满垛、未封锁的垛位作为各个待入库板坯的备选目标垛位，待进行入库决策板坯的推荐目标垛位从这些备选目标垛位中进行选取；如果m＝1，转步骤3.3.1；如果m＝2，转步骤3.3.2；步骤3.3.1、将垛位高度小于等于H‑1，垛顶板坯与待进行入库决策板坯的出钢记号、宽度相同，重量差在用户设定的范围内的垛位加入候选垛位集合，计算其中各个候选垛位与待入库板坯匹配度值，执行步骤3.4；步骤3.3.2、将垛位高度小于等于H‑2，垛顶板坯与待进行入库决策板坯的出钢记号、宽度相同，重量差在用户设定的范围内的垛位加入候选垛位集合，计算其中各个候选垛位与待入库板坯匹配度值，执行步骤3.4；步骤3.4、计算板坯入库方案评价指标值；步骤3.5、在待入库板坯的各自候选垛位集合中，选择板坯入库方案评价指标值最小的垛位，做为该待入库板坯的推荐目标垛位；若所有待入库板坯均获得库内摆放垛位，则获得初始板坯入库方案，否则，返回步骤3.2；步骤4、采用基于邻域任务顺序交换的搜索迭代方法对初始板坯入库方案进行优化，具体步骤如下：步骤4.1、设定邻域搜索迭代方法的最大迭代次数和评价指标最大不更新迭代次数；步骤4.2、建立搜索记录列表，包括搜索记录列表对象、搜索记录列表长度和跳出搜索记录列表准则，其中，所述的搜索记录列表对象为：对任一板坯从其各自候选垛位集合中重新选择推荐目标垛位的操作；所述的搜索记录列表长度为：容纳搜索记录列表对象的个数；所述的跳出搜索记录列表准则为：若当前选择推荐目标垛位的新操作已经在搜索记录列表中，则判断由该新操作产生的新的板坯入库方案的评价指标值是否优于历史最佳板坯入库方案的评价指标值，若优于则跳出搜索记录列表；所述的历史最佳入库方案为搜索过程中产生的入库方案评价指标值最小的入库方案；步骤4.3、通过交换邻域搜索方法，即通过交换待入库板坯在库区中的任意推荐目标垛位，产生新的候选板坯入库方案，并根据板坯入库方案评价指标的数学模型计算新的候选板坯入库方案的评价指标值；步骤4.4、判断产生上述新的候选板坯入库方案的搜索是否在搜索记录列表中被记录，即改变板坯入库方案后产生新的待入库板坯推荐目标垛位的操作是否已经执行过，若是，则执行步骤4.6，否则，执行步骤4.5；步骤4.5、将产生新候选板坯入库方案的操作加入搜索记录列表中，并且当搜素记录列表容量满时，删除搜索记录列表中最早的记录；判断该新的候选板坯入库方案的评价指标值是否小于历史最佳板坯入库方案的评价指标值，若是，则将该新候选板坯入库方案更新为历史最佳板坯入库方案，并转至步骤4.7；否则，保留原历史最佳板坯入库方案，并转至步骤4.3；步骤4.6、判断新候选板坯入库方案的评价指标值是否小于历史最佳板坯入库方案的评价指标值，若是，则跳出搜索记录列表，并将该新候选板坯入库方案更新为历史最佳板坯入库方案，并转至步骤4.3；否则放弃该新候选板坯入库方案，并转至步骤4.3；步骤4.7、反复执行步骤4.3至步骤4.6，直至到达最大迭代次数或评价指标最大不更新迭代次数，即获得最终的最佳板坯入库方案；步骤5、将最终的最佳板坯入库方案作为板坯入库运载设备的执行操作指令，将操作指令存储于数据库中，并通过网络将操作指令发送至运载设备终端控制器进行操作；步骤6、根据运载设备终端获得的操作指令，通过GPS定位系统装置控制运载设备到达指定位置，完成对入库板坯的入库作业操作。