CN104091254A - 一种板坯库热轧轧制备料的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，包括：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；确定初始备料控制方案及其对应吊机指令；采用禁忌搜索方法对初始备料控制方案进行优化；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。本发明方法通过降低倒垛次数，提高了行车备料的工作效率，降低板坯库的物流成本；通过降低吊机移动距离，提高吊机使用效率，减少备料时间；通过提高倒垛板坯摆放的规整性，进而提高了板坯库空间利用效率，不但满足了板坯库中安全性要求，同时加快板坯流通效率，降低了物流成本。

Description

一种板坯库热轧轧制备料的控制方法

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种板坯库热轧轧制备料的控制方法。

背景技术

目前一般钢铁企业的生产流程如图1所示，其中板坯作为一种半成品在连铸环节被生产出来，之后存储在板坯库中。板坯库作为炼钢-连铸和热轧之间缓冲环节，对协调炼钢和轧钢的能力、保持整个生产过程的均衡起着至关重要的作用。板坯库物流操作主要包括板坯入库、备料和出库等操作，吊机负责执行所有操作。倒垛操作总是伴随着需求板坯执行移出操作产生，当准备提取需求板坯移出时，如果需求板坯被其他板坯覆盖，那么覆盖它的板坯需要先移至其他位置，此时倒垛发生。在执行备料方案时，库区管理人员按照与热轧计划的批次顺序相反的次序提取计划板坯，并依次将计划板坯放入上料区，在此备料过程中如果计划板坯上层有板坯覆盖就行进行倒垛：如果被倒到含有其他需求板坯的垛位中，那么该板坯可能会发生再次倒垛；如果被倒到离当前将要移出需求板坯所在的垛位较远时，那么吊机需要移动较长距离，延长备料时间，影响热轧生产节奏；如果被倒到板坯摆放混乱的垛位中，则会增加该垛位的混乱程度，不同规格的板坯混堆在一起，特别是尺寸相差较大板坯堆在一垛的情况，若对其进行操作很可能发生倒塌事故，同时板坯的混乱摆放增加库物流管理难度和成本。该备料方法就是在给定热轧计划的情况下，对同批次的计划板坯的提取顺序进行决策，在此基础上决策对应倒垛板坯的摆放位置，最小化倒垛量及备料时间，同时兼顾垛位的规整程度，进而提高板坯堆放规整性以及空间利用效率，加快板坯流通效率，降低物流成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种板坯库热轧轧制备料的控制方法。

本发明的技术方案是：

一种板坯库热轧轧制备料的控制方法，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。

有益效果：

本发明通过提供一种科学的、安全的、低成本的备料方法，根据计划人员的备料要求迅速生成备料控制方案。该方法通过降低倒垛次数，提高了行车备料的工作效率，降低板坯库的物流成本；通过降低吊机移动距离，提高吊机使用效率，减少备料时间；通过提高倒垛板坯摆放的规整性，进而提高了板坯库空间利用效率，不但满足了板坯库中安全性要求，同时加快板坯流通效率，降低了物流成本。

附图说明

图1为热轧板坯库工艺流程图；

图2为本实施方式中的板坯库热轧轧制备料的控制方法流程图；

图3为本实施方式中的板坯库板坯布局示意图；

图4为本实施方式中的热轧板坯库垛位结构示意图；

图5为本实施方式中的备料操作示意图；

图6为本实施方式中的计算吊机移动距离示意图；

图7为本实施方式中的交换邻域搜索方法示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。

本实施方式的板坯库热轧轧制备料的控制方法，如图2所示，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。

本实施方式中的数据来自实际生成热轧计划和如图3所示的实际板坯库，该板坯库共有6个吊机，每个吊机负责对应部分的板坯备料，本实施方式选取3#号吊机负责的板坯部分进行备料，共有23个垛位和147块板坯，其中垛位171被封锁不能使用，因此不考虑。从数据库中读取热轧计划板坯信息、板坯信息、垛位信息、备料要求信息，本实施方式给出部分数据如下：

表1 热轧计划板坯信息表

表2 板坯库中的板坯信息表

垛位信息具体数据如表3所示：

表3 垛位信息表

序号	垛位号	库区号	垛位类型	垛位状态	垛位最大层数	垛位实际层数
							1	155	H01	B	A	15	15
2	156	H01	B	A	15	14
							3	157	H01	B	A	15	11
4	158	H01	B	A	15	2
							5	159	H01	B	A	15	0
6	160	H01	B	A	15	12
							7	161	H01	B	A	15	6
8	162	H01	B	A	15	8
							9	163	H01	B	A	15	0
10	164	H01	B	A	15	14
							11	165	H01	B	A	15	6
12	166	H01	B	A	15	15
							13	167	H01	B	A	15	0
14	168	H01	B	A	15	6
							15	169	H01	B	A	15	9
16	170	H01	B	A	15	7
							17	171	H01	B	N	15	0
18	172	H01	B	A	15	1
							19	173	H01	B	A	15	0
20	174	H01	B	A	15	10
							21	175	H01	B	A	15	0
22	176	H01	B	A	15	4
							23	177	H01	B	A	15	7

如图4所示的垛位结构，以垛位号123的垛位为例，其垛位类型为B，表明是长坯，垛位状态是指垛位是否被封锁，A表示未被封锁，N表示被封锁(垛位171被封锁，因此不能被使用)，123B(10/15)表示该垛位最大层数为15，实际层数为10。每个板坯的位置由垛位号加层数表示，比如垛位123最底层位置用123B01表示。

在本实施方式中板坯家族分类要求中的合同要求只能选择“要求相同”或者“没有要求”；出钢记号要求只能选择“要求相同”或者“没有要求”；而宽度要求则可以选择“要求相同”或者按照宽度范围划分类型，比如宽度范围750～950分一类，宽度范围950～1150分一类，宽度范围1150～1350分一类；具体信息如表4所示：

表4 备料要求信息表

此外，还需要配置算法参数信息，包括禁忌表长度、最大不更新迭代次数、最大迭代次数，如表5所示：

表5 算法参数配置表

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，一共有11类，具体信息如表2所示；

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；

本实施方式中以第三批次中第一块板坯为例进行说明，排除后剩余的垛位如表6所示：

表6 候选垛位信息表

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；

本实施方式以第三批次中第一块板坯为例进行说明，如图5所示，156垛位上层共有8块类型为5的倒垛板坯，计划板坯的位置是156B06，由于候选垛位中没有对应的规整垛位，而有空垛，选择最近的空垛159作为这8块倒垛板坯的目标垛位，当倒垛板坯被移走后，计划板坯被放到靠近辊道的上料垛位中，等待上料，如此完成该垛位的备料操作，如此直到完成所有计划板坯的备料操作，执行步骤2.4；

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；

本实施方式产生的初始备料控制方案吊机指令信息如表7所示：

表7 初始备料控制方案吊机指令信息表

序号	板坯号	起始位置	目标位置	序号	板坯号	起始位置	目标位置
								1	44	156B14	159B01	17	75	164B06	163B04
2	101	156B13	159B02	18	74	164B05	167B01
								3	100	156B12	159B03	19	73	164B04	167B02
4	99	156B11	159B04	20	130	170B07	173B01
								5	98	156B10	159B05	21	72	162B08	175B01
6	97	156B09	159B06	22	71	162B07	175B02
								7	43	156B08	159B07	23	70	162B06	175B03
8	42	156B07	159B08	24	69	162B05	175B04
								9	83	164B14	158B03	25	126	169B09	165B07
10	82	164B13	158B04	26	125	169B08	165B08
								11	81	164B12	158B05	27	94	155B15	158B08
12	80	164B11	158B06	28	93	155B14	158B09

13	79	164B10	158B07	29	92	155B13	158B10
								14	78	164B09	163B01	30	91	155B12	158B11
15	77	164B08	163B02	31	38	155B11	158B12
								16	76	164B07	163B03	32	37	155B10	158B13

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；

在本实施方式中假设每条吊机指令的垂直移动时间相同，都是1分钟，则总垂直移动时间为32分钟；其次是吊机水平移动的时间，假设吊机空载和载物移动速度相同，都为90米/分，而涉及的垛位在同一行且垛位之间距离都是2米，因此只要计算某次移动涉及的两个垛位之间的距离，即可获得该移动距离，以初始备料控制方案的第一条吊机指令为例，如图6所示，起始垛位是156，目标垛位是159，垛位之间的间隔为3米，则起始垛位和目标垛位之间有3个垛位间隔，因此移动距离为9米，如此计算载物移动和空载移动的总距离为296米，因此水平移动时间约为3分，总时间约为35分，乘以备料时间权重0.1，备料时间评价值为3.5；

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；以初始备料控制方案为例，倒垛次数为32，乘以倒垛次数权重0.4，值为12.8；

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；

在本实施方式中如果其目标垛位是规整垛位，则规整程度值加一；如果其目标垛位是空垛，则规整程度值加五；如果其目标垛位是混乱垛位，则规整程度值加十。之后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值，以初始备料控制方案为例，规整程度为70，乘以规整性权重0.5，值为35；

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，初始备料控制方案的评价指标值为51.3；

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；

初始备料控制方案中的部分编号信息如表8所示。

表8 初始备料控制方案编号信息表

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，该例中共有三个批次，因此先对第三批次中的板坯进行备料优化，批次号i＝3；

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，NIM＝0，迭代次数参数为0，MI＝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；

在该实例中，首先优化第三批次，交换1和4编号，即先对垛位161垛位进行备料，最后对垛位156进行备料，如图7所示。之后调用步骤2.3为新的批次备料控制方案对应的倒垛板坯决策目标垛位，并根据步骤3.2对该批次备料控制方案进行评价；

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，停止准则包括两个条件：

条件1：每运行一次步骤3.4.2和3.4.3，则MI＝MI+1，当迭代次数达到最大迭代次数的预设值，则该条件被满足；

条件2：如果当前最优方案没有被更新，则更新NIM＝NIM+1，当不更新迭代次数达到最大不更新迭代次数的预设值，则该条件被满足；

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，则使i＝i-1，并执行步骤3.4.1对当前批次i进行备料优化，直到i＝0，即对所有批次都完成优化，则执行步骤3.5

步骤3.5：当i＝0，则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；

优化后获得的最终备料控制方案编号信息表如下所示：

表9 最终备料控制方案编号信息表

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。

当所有批次都完成优化，则将所有批次备料控制方案合并，得到最终的备料控制方案，本实施方式获得的最终备料控制方案吊机指令信息如表10所示，调用步骤3.2得到该方案评价指标如下：备料时间评价指标为3.6，倒垛评价指标值为12.8，规整性评价指标为16.6，总评价指标值为33，与初始备料控制方案的总评价值51.3相比较优，操作人员确认该方案后，将对应的吊机操作指令上传到数据库中归档，并通过网络将最终备料控制方案以吊机指令的形式显示在吊机终端，通过吊机操作完成热轧计划备料。

表10 最终备料控制方案吊机指令信息

序号	板坯号	起始位置	目标位置	序号	板坯号	起始位置	目标位置
								1	44	156B14	161B06	17	76	164B07	156B08
2	101	156B13	161B07	18	75	164B06	156B09
								3	100	156B12	161B08	19	74	164B05	170B04
4	99	156B11	161B09	20	73	164B04	170B05
								5	98	156B10	161B10	21	94	155B15	158B08
6	97	156B09	161B11	22	93	155B14	158B09
								7	43	156B08	161B12	23	92	155B13	158B10
8	42	156B07	161B13	24	91	155B12	158B11
								9	130	170B07	167B01	25	38	155B11	158B12
10	83	164B14	158B03	26	37	155B10	158B13
								11	82	164B13	158B04	27	126	169B09	155B08
12	81	164B12	158B05	28	125	169B08	155B09
								13	80	164B11	158B06	29	72	162B08	169B03
14	79	164B10	158B07	30	71	162B07	169B04
								15	78	164B09	156B06	31	70	162B06	169B05
16	77	164B08	156B07	32	69	162B05	169B06

Claims (1)

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。