CN116128240A - 天车的调度方法、***、处理器及存储介质 - Google Patents

天车的调度方法、***、处理器及存储介质 Download PDF

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CN116128240A CN202310124855.4A CN202310124855A CN116128240A CN 116128240 A CN116128240 A CN 116128240A CN 202310124855 A CN202310124855 A CN 202310124855A CN 116128240 A CN116128240 A CN 116128240A
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周锋
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Beijing Watman Intelligent Technology Co ltd
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Abstract

本申请实施例提供一种天车调度的方法、***、处理器及存储介质。方法包括：获取炼钢车间的多个炼钢任务；针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径；获取每个候选天车的天车状态；确定每个工位的运行状态；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车；控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。从而可以提高炼钢生产调度指挥智能化水平，提高生产效率及产量。

Description

天车的调度方法、***、处理器及存储介质
技术领域
本申请涉及天车作业调度领域，具体涉及一种天车的调度方法、***、处理器及存储介质。
背景技术
炼钢厂调度任务内容通常具有不确定性，虽然生产工序的天车调度任务可通过车间MES生产计划辅助预知，但钢包空包周转产生的天车调度任务和其他临时***的天车调度任务(如倒渣、铸余回钢水等)，往往具有不确定性，并且这些任务无法进行预知，往往需要现场人员实时确认。另外由于高温钢(铁)水的冶炼工艺复杂、技术难度大，冶炼过程时间存在波动，导致后续天车运输任务的发生时刻无法提前准确预测，严重影响炼钢生产的效率和安全。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种天车的调度方法、***、处理器及存储介质。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种天车的调度方法，包括：
获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务；
针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；
针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径；
获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态；
确定每个工位的运行状态；
针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车；
控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径包括：针对每个炼钢子任务，遍历起点工位至终点工位的多个路径，其中每个炼钢子任务包括至少两个工位；针对每个炼钢子任务，根据工艺时序对炼钢子任务的工位进行排序，以从多个路径中确定目标路径。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车包括：针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数；针对每个炼钢子任务，将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，将第二时间代价函数的最小值对应的候选天车确定为目标天车包括：根据以下公式(1)确定目标天车：
Figure BDA0004081803110000031
其中，T是指炼钢任务包含的炼钢子任务的集合，CostT是指炼钢任务对应的第二时间代价函数，u＝{ui}i是所有工位的空闲状态和所有天车的天车状态的集合，V＝{Vj}j是指所有工位的所处位置和炼钢工艺的集合，E＝{Ek}k∈{}是从每个第二起点工位到每个第二终点工位进行对应的炼钢子任务集合，{K}是指所有天车的集合，t是指炼钢任务包含的炼钢子任务的工艺时序，p是指炼钢子任务对应的目标路径。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数包括：根据多个目标子路径确定对每个候选天车执行炼钢子任务时进行避让操作的避让天车；针对每个炼钢子任务，确定避让天车对应的第三时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数和全部炼钢子任务对应第三时间代价函数确定第二时间代价函数。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的空闲状态和目标子路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数包括：针对每个炼钢子任务，确定每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至起点工位之间的路径和目标路径之和对应的第四时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的空闲状态确定每个候选天车放弃当前的炼钢子任务对应的第五时间代价函数；确定每个炼钢子任务的炼钢工艺；针对每个炼钢子任务，确定执行炼钢工艺对应的第六时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据第四时间代价函数、第五时间代价函数和第六时间代价函数确定第一时间代价函数。
在本申请的实施例中，调度方法还包括：在将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车后，获取每个候选天车的实时天车状态、每个天车对应的炼钢子任务以及每个炼钢子任务对应的操作时间点；针对每个炼钢子任务，根据每个天车的实时天车状态、操作时间点、每个工位的空闲状态和目标路径实时确定执行炼钢任务的实时时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据函数解最小的实时时间代价函数对应的天车对目标天车进行调整，以得到调整后的目标天车。
本申请第二方面提供一种处理器，被配置成执行上述的天车的调度方法。
本申请第三方面提供一种天车的调度***，其特征在于，包括：
多个天车，用于执行炼钢任务；
多个工位，用于执行炼钢任务的炼钢工艺；
处理器，被配置成执行上述的天车的调度方法。
本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行上述的天车的调度方法。
通过上述天车的调度方法、***、处理器及存储介质，通过获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务；针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径；获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态；确定每个工位的运行状态；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车；控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。从而可以提高炼钢生产调度指挥智能化水平，解决生产调度完全依靠人工决策的局限性及差异性，提升物流顺畅性，提高生产效率及产量。
本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了根据本申请实施例的天车的调度方法的流程示意图；
图2示意性示出了根据本申请实施例的炼钢车间的调运网络图的示意图；
图3示意性示出了根据本申请实施例的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1示意性示出了根据本申请实施例的天车调度的方法的流程示意图。如图1所示，在本申请一实施例中，提供了一种天车调度的方法，本实施例主要以该方法应用于处理器来举例说明，包括以下步骤：
S102，获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务。
S104，针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位。
S106，针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径。
S108，获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态。
S110，确定每个工位的运行状态。
S112，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车。
S114，控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。
炼钢任务是指基于炼钢的成品产生的从原料到成品之间的一系列工艺操作，天车根据一系列的工艺操作执行的吊运操作以完成炼钢任务。其中，每个炼钢任务都包括多个炼钢子任务，炼钢子任务是炼钢任务中的一个环节。具体可以是铁水包吊运、废钢吊运、转炉兑铁、转炉加废钢、转炉出钢后钢包吊运至精炼和连铸机的任意一者。在炼钢车间炼钢的过程中，通常会有多个炼钢任务同时进行。处理器可以获取炼钢车间的多个炼钢任务，那么针对任意一个炼钢任务，处理器可以根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位。起点工位是指天车执行炼钢子任务的起点对应的生产设备。终点工位是指天车执行炼钢子任务的终点对应的生产设备。那么，处理器可以根据炼钢子任务的起点工位和终点工位，来确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径。候选天车是指可以被选择去执行炼钢任务的天车。目标路径是候选天车从起点工位至终点工位的最优路径。可以理解的是，炼钢车间布置有相应的天车轨道，目标路径具体可以是指，沿天车轨道一定，候选天车从起点工位移动至终点工位对应的路程最短的路径。
进一步地，在确定每个炼钢子任务的目标路径之后，需要确认每个候选天车的情况。处理器可以获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态。当前位置是指候选天车当前处于天车轨道的位置。空闲状态是指候选天车执行炼钢任务的占用情况。具体可以分为空闲、锁定、执行和完成等状态。并且，处理器还可以获取每个工位的运行状态，运行状态是指生产设备是否在进行炼钢操作，以及炼钢操作的生产设备的生产数据。那么，针对每个炼钢子任务，处理器根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径，从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车。目标天车是指执行炼钢子任务的天车，并且天车在确定为目标天车，且未执行对应的炼钢子任务之前，该目标天车处于锁定状态。处理器可以控制每个炼钢子任务的目标天车，按照对应的目标路径移动至对应的工位，以执行炼钢任务。从而可以提高炼钢生产调度指挥智能化水平，解决生产调度完全依靠人工决策的局限性及差异性，提升物流顺畅性，提高生产效率及产量。
在一个实施例中，针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径包括：针对每个炼钢子任务，遍历起点工位至终点工位的多个路径，其中每个炼钢子任务包括至少两个工位；针对每个炼钢子任务，根据工艺时序对炼钢子任务的工位进行排序，以从多个路径中确定目标路径。
针对每个炼钢子任务的起点工位和终点工位之间，会存在多条路径。工艺时序是指执行炼钢子任务的执行顺序和执行时间。处理器可以遍历起点工位至终点工位的多个路径。其中，每条路径可能会途径多个工位。则，处理器可以根据工艺时序对炼钢子任务的工位进行先后的排序，以从多个路径中确定目标路径。
具体地，对于多个炼钢子任务，基于每个炼钢子任务对应的起点工位和终点工位，以及相应的工艺时序会对天车行走的路径形成一定的约束。那么，可以将炼钢子任务所需途径的各个工位抽象成调运网络图中的各个顶点，天车沿天车轨道行走的路线抽象成连接顶点与顶点之间的边。天车能否将原料从一个工位调度到另一个工位，就抽象成了调运网络图中两个顶点，在通过特定的边在空间路径与时序上是否可达的问题。如图2所示，从铁水区至2#板CCM的工位的路径可以是路径1：铁水区→1#BOF→2#LF→2#板CCM，路径2：铁水区→3#BOF→2#板CCM。从废钢区至2#板CCM的工位的路径可以是路径3：废钢区→1#BOF→2#LF→2#板CCM，路径4：废钢区→3#BOF→2#板CCM。在调运网络图中，吊运只能从铁水区和废钢区吊运至转炉，从转炉吊运吊运至精炼炉或连铸机，因此调度网络是单向的。那么，可以通过有向无环图，基于Dijkstra和拓扑排序的算法，在线性时间内求解任意一个炼钢子任务的目标路径。
该算法的思想是按照拓扑顺序放松顶点。因为每条边Vi→Vj都只会被放松一次，当Vi被放松时有：
dis[Vj]≤dis[Vi]+e.weight      (2)
其中，dis[Vj]是指当前节点至下个节点j之间的距离，Vi是指当前节点至节点i之间的距离，e.weight是指节点i至节点j之间的距离。
在算法结束前该不等式都会成立，因为dis[Vi]是不会变化的。因为按照拓扑顺序放松顶点，在Vi被放松后算法不会再处理任何指向Vi的边，而dis[Vj]只会变小。因此，在所有从源点可达的顶点都被加入到树中后，最短路径的最优性条件也就成立了。拓扑排序是对DAG的所有顶点排成一个线性序列，使得图中任意一对顶点Vi和Vj，若边(Vi,Vj)∈E(G)，则Vi在线性序列中出现在Vj之前。通常，这样的线性序列称为满足拓扑次序(TopologicalOrder)的序列，简称拓扑序列。简单的说，由某个集合上的一个偏序得到该集合上的一个全序，这个操作称之为拓扑排序。拓扑排序的实现算法有入度表和DFS，其时间复杂度均为O(V+E)。
在一个实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车包括：针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数；针对每个炼钢子任务，将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车。
如图2所示，在调运网络图中，吊运只能从铁水区和废钢区吊运至转炉，从转炉吊运吊运至精炼炉或连铸机，因此调度网络是单向的。每部天车执行吊运任务的代价是不同的，可抽象为图中的带权的边，而图中每个顶点、每条边都是具有属性的。则，每个炼钢子任务可以用Tm＝(Vi,ui；Vj,uj；Ek,uk)来表示，其中Tm代表要执行的炼钢子任务，Vi表示图中吊运的起始工位i，可以是钢水区吊运工位、转炉工位、精炼炉工位等，ui表示起始工位i的属性；Vj表示图中吊运的终点工位j，可以是转炉工位、连铸机工位，uj表示终点工位j的属性；Ek表示使用候选天车k执行本次任务，uk为候选天车的属性。因此，针对每个炼钢子任务，处理器可以根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数。第一时间代价函数是指每个候选天车执行炼钢子任务时，沿着目标路径移动所需要的时间成本。第二时间代价函数是指候选天车执行全部炼钢子任务对应的炼钢任务时所需要的时间成本。可以理解的是，每个炼钢子任务时对应的候选天车的执行方案不同，每个炼钢子任务对应的第一时间代价函数不同，则执行全部炼钢子任务对应的第二时间代价函数会有多个结果。因此，处理器可以根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数，来确定炼钢任务对应的第二时间代价函数。那么，为了提高天车执行炼钢任务的效率，提高生产效率及产量。针对每个炼钢子任务，处理器可以将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车。即，将天车的调度方案的时间成本控制在最小。
通过上述对于炼钢子任务各个属性的定义，可以将整个天车的调运网络图表示为：T＝(u；V；E)。其中，
Figure BDA0004081803110000101
是调度任务的集合，u＝{ui}i是全局所有属性的集合，V＝{Vj}j是全局所有顶点的集合，E＝{Ek}k∈{}是天车从一个工位到另一个工位的吊运操作集合，{K}是所有天车的集合。通过上述定义，可将天车调度问题建模为执行炼钢任务的候选天车在时序t与路径p约束下，在带权顶点和带权边的有向无环图中，所有任务调度最小代价问题。
在一个实施例中，针对每个炼钢子任务，将第二时间代价函数的最小值对应的候选天车确定为目标天车包括：根据以下公式(1)确定目标天车：
Figure BDA0004081803110000102
其中，T是指炼钢任务包含的炼钢子任务的集合，CostT是指炼钢任务对应的第二时间代价函数，u＝{ui}i是所有工位的空闲状态和所有天车的天车状态的集合，V＝{Vj}j是指所有工位的所处位置和炼钢工艺的集合，E＝{Ek}k∈{}是从每个第二起点工位到每个第二终点工位进行对应的炼钢子任务集合，{K}是指所有天车的集合，t是指炼钢任务包含的炼钢子任务的工艺时序，p是指炼钢子任务对应的目标路径。
在实际场景中，各调度任务相对独立，少数时间上存在冲突的可以单独进行优化，因此可将上述问题近似为各任务的最短路径之和的求解问题。
Figure BDA0004081803110000103
其中，T是指炼钢任务包含的炼钢子任务的集合，Tm是指炼钢任务包含的炼钢子任务，
Figure BDA0004081803110000111
是指每个子炼钢任务对应的第一时间代价函数。
优化问题转换为在单个任务的有向无环图中，求连铸机作为起点，铁包存放区和废钢存放区为终点的最短路径问题，使用基于Dijkstra和拓扑排序的算法可在线性时间内求解。
在一个实施例中，针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数包括：根据多个目标子路径确定对每个候选天车执行炼钢子任务时进行避让操作的避让天车；针对每个炼钢子任务，确定避让天车对应的第三时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数和全部炼钢子任务对应第三时间代价函数确定第二时间代价函数。
候选天车执行每个炼钢任务对应的第三代价函数主要由两部分构成，一部分是每个候选天车执行全部炼钢子任务产生的代价，第二部分是执行每个炼钢任务时，剩余的避让天车配合或避让的候选天车所产生的代价，两者计算方式区别仅仅在于第二部分没有操作代价。
Costtotal＝Costc+Costt     (3)
其中，Costtotal是指执行每个炼钢任务对应的第二时间代价函数，Costc是指每个候选天车执行全部炼钢子任务对应的全部第一时间代价函数之和，Costt是指执行每个炼钢任务时，剩余的避让天车配合或避让候选天车对应的第三时间代价函数。则，处理器可以根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数，以及全部炼钢子任务对应第三时间代价函数，来确定执行每个炼钢任务对应的第二时间代价函数。如此，可以对执行每个炼钢任务所产生的所有时间成本考虑进来，进行准确计算，从而实现更加优化的调度方案。
在一个实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的空闲状态和目标子路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数包括：针对每个炼钢子任务，确定每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至起点工位之间的路径和目标路径之和对应的第四时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的空闲状态确定每个候选天车放弃当前的炼钢子任务对应的第五时间代价函数；确定每个炼钢子任务的炼钢工艺；针对每个炼钢子任务，确定执行炼钢工艺对应的第六时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据第四时间代价函数、第五时间代价函数和第六时间代价函数确定第一时间代价函数。
执行每个炼钢子任务的候选天车对应的第一时间代价函数，包括每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至起点工位之间的路径和目标路径之和对应的第四时间代价函数、放弃当前炼钢子任务的第五时间代价函数、以及执行炼钢子任务的炼钢工艺对应操作(例如兑铁)的第六时间代价函数。候选天车放弃当前任务的第五时间代价函数由候选天车的实时状态确定，例如天车由正在执行空包吊运任务或倒渣任务转为执行铁/钢水重包和废钢的代价可能是不同的，可根据实际情况来配置。执行炼钢子任务的炼钢工艺对应操作的第六时间代价函数，各天车吨位或能力不同可能略有不同的。如120吨和200吨天车加废钢的时间可能略有不同。第四时间代价函数是天车经由目前地点到操作的起始工位，以及从起始工位到目的点的终点工位之间经过的路径，主要表现为时间成本，可由经验值和经过的路径段计算得到。
那么，针对每个炼钢子任务，处理器可以根据第四时间代价函数、第五时间代价函数和第六时间代价函数确定第一时间代价函数。
Costc＝Costtrans+Costaction+Costpath   (4)
其中，Costc是指执行每个炼钢子任务的候选天车对应的第一时间代价函数，Costtrans是指每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至起点工位之间的路径和目标路径之和对应的第四时间代价函数，Costaction是指放弃当前炼钢子任务的第五时间代价函数，Costpath是指执行炼钢子任务的炼钢工艺对应操作的第六时间代价函数。如此，可以计算出每个候选天车执行每个炼钢子任务的一整套完整的工艺流程所需要的时间成本，从而可以对调度作业进行高效的指导。
在一个实施例中，调度方法还包括：在将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车后，获取每个天车的实时天车状态、每个天车对应的炼钢子任务以及每个炼钢子任务对应的操作时间点；针对每个炼钢子任务，根据每个天车的实时天车状态、操作时间点、每个工位的空闲状态和目标路径实时确定执行炼钢任务的实时时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据函数解最小的实时时间代价函数对应的天车对目标天车进行调整，以得到调整后的目标天车。
通过上述方案，对多个炼钢任务和炼钢子任务进行了预排任务和联合优化。但为了预排计划的鲁棒性，往往留有一定裕度，使得实际执行完成时间会有波动。另外在实际中，现场往往出现意外情况，打乱生产节奏，使生产不能按照预排计划准时进行，这就需要在预排的调度网络图中增加实时的调度网络图。在将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车后，处理器可以获取每个天车的实时天车状态、每个天车对应的炼钢子任务以及每个炼钢子任务对应的操作时间点。其中，实时天车状态是指炼钢任务在执行的过程中，天车的实时位置和实时的空闲状态，具体分为分为空闲、锁定、执行和完成等状态。实时调度需要接收现场各炼钢子任务的实际的操作时间点，根据当前各天车实时任务信息。针对每个炼钢子任务，处理器可以根据每个天车的实时天车状态、操作时间点、每个工位的空闲状态和目标路径，来实时确定执行炼钢任务的实时时间代价函数。从而可以不断地对预排任务的时间节点进行调整，来计算时间代价函数。针对每个炼钢子任务，处理器可以根据函数解最小的实时时间代价函数对应的天车对目标天车进行调整，以将实时时间代价函数最小时对应的天车确定为的目标天车，从而调整最优的天车调度方案。例如，在当天车提前完成炼钢任务的吊运工作的情况下，可以确定下一次执行炼钢任务的天车的预调度时间，重新计算天车的去向，来判断时间是否充裕。
通过上述天车的调度方法、***、处理器及存储介质，通过获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务；针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径；获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态；确定每个工位的运行状态；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车；控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。通过计算每个候选天车执行每个炼钢子任务的时间代价函数来确定天车的调度方案。并且在炼钢任务执行的过程中，可以根据实时的现场情况，计算执行炼钢任务的实时时间代价函数，从而可以不断调整天车的调度方案。提高炼钢生产调度指挥智能化水平，解决生产调度完全依靠人工决策的局限性及差异性，提升物流顺畅性，提高生产效率及产量。
图1为一个实施例中天车的调度方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种调度***，包括：
多个候选天车，用于执行炼钢任务；
多个工位，用于执行炼钢任务的炼钢工艺；
处理器，被配置成执行上述的天车的调度方法。
多个候选天车中每个候选天车均可用于执行炼钢任务，处理器可以通过上述天车的调度方法挑选出执行每个炼钢子任务的目标天车，来执行炼钢车间的多个炼钢任务。多个工位中每个工位用于执行炼钢任务中所需进行的炼钢工艺。处理器可以控制目标天车移动至炼钢任务对应的工位，以陆续进行对应的工艺操作。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现对天车的调度方法。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述天车的调度方法。
本申请实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述天车的调度方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器A01、网络接口A02、存储器(图中未示出)和数据库(图中未示出)。其中，该计算机设备的处理器A01用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括内存储器A03和非易失性存储介质A04。该非易失性存储介质A04存储有操作***B01、计算机程序B02和数据库(图中未示出)。该内存储器A03为非易失性存储介质A04中的操作***B01和计算机程序B02的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储天车的调度方法的数据。该计算机设备的网络接口A02用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序B02被处理器A01执行时以实现一种天车的调度方法。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：
获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务；针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径；获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态；确定每个工位的运行状态；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车；控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径包括：针对每个炼钢子任务，遍历起点工位至终点工位的多个路径，其中每个炼钢子任务包括至少两个工位；针对每个炼钢子任务，根据工艺时序对炼钢子任务的工位进行排序，以从多个路径中确定目标路径。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车包括：针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数；针对每个炼钢子任务，将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，将第二时间代价函数的最小值对应的候选天车确定为目标天车包括：根据以下公式(1)确定目标天车：
Figure BDA0004081803110000171
其中，T是指炼钢任务包含的炼钢子任务的集合，CostT是指炼钢任务对应的第二时间代价函数，u＝{ui}i是所有工位的空闲状态和所有天车的天车状态的集合，V＝{Vj}j是指所有工位的所处位置和炼钢工艺的集合，E＝{Ek}k∈{K}是从每个第二起点工位到每个第二终点工位进行对应的炼钢子任务集合，{K}是指所有天车的集合，t是指炼钢任务包含的炼钢子任务的工艺时序，p是指炼钢子任务对应的目标路径。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数包括：根据多个目标子路径确定对每个候选天车执行炼钢子任务时进行避让操作的避让天车；针对每个炼钢子任务，确定避让天车对应的第三时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数和全部炼钢子任务对应第三时间代价函数确定第二时间代价函数。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的空闲状态和目标子路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数包括：针对每个炼钢子任务，确定每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至起点工位之间的路径和目标路径之和对应的第四时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的空闲状态确定每个候选天车放弃当前的炼钢子任务对应的第五时间代价函数；确定每个炼钢子任务的炼钢工艺；针对每个炼钢子任务，确定执行炼钢工艺对应的第六时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据第四时间代价函数、第五时间代价函数和第六时间代价函数确定第一时间代价函数。
在本申请的实施例中，调度方法还包括：在将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车后，获取每个天车的实时天车状态、每个天车对应的炼钢子任务以及每个炼钢子任务对应的操作时间点；针对每个炼钢子任务，根据每个天车的实时天车状态、操作时间点、每个工位的空闲状态和目标路径实时确定执行炼钢任务的实时时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据函数解最小的实时时间代价函数对应的天车对目标天车进行调整，以得到调整后的目标天车。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：
获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务；针对任意一个炼钢任务，根据炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径；获取每个候选天车的天车状态，天车状态包括候选天车的当前位置和空闲状态；确定每个工位的运行状态；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车；控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行炼钢任务。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行炼钢子任务的候选天车的目标路径包括：针对每个炼钢子任务，遍历起点工位至终点工位的多个路径，其中每个炼钢子任务包括至少两个工位；针对每个炼钢子任务，根据工艺时序对炼钢子任务的工位进行排序，以从多个路径中确定目标路径。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径从候选天车中确定执行炼钢子任务的目标天车包括：针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和目标路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数；针对每个炼钢子任务，将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，将第二时间代价函数的最小值对应的候选天车确定为目标天车包括：根据以下公式(1)确定目标天车：
Figure BDA0004081803110000191
其中，T是指炼钢任务包含的炼钢子任务的集合，CostT是指炼钢任务对应的第二时间代价函数，u＝{ui}i是所有工位的空闲状态和所有天车的天车状态的集合，V＝{Vj}j是指所有工位的所处位置和炼钢工艺的集合，E＝{Ek}k∈{K}是从每个第二起点工位到每个第二终点工位进行对应的炼钢子任务集合，{K}是指所有天车的集合，t是指炼钢任务包含的炼钢子任务的工艺时序，p是指炼钢子任务对应的目标路径。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定炼钢任务对应的第二时间代价函数包括：根据多个目标子路径确定对每个候选天车执行炼钢子任务时进行避让操作的避让天车；针对每个炼钢子任务，确定避让天车对应的第三时间代价函数；针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数和全部炼钢子任务对应第三时间代价函数确定第二时间代价函数。
在本申请的实施例中，针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的空闲状态和目标子路径确定每个候选天车执行炼钢子任务对应的第一时间代价函数包括：针对每个炼钢子任务，确定每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至起点工位之间的路径和目标路径之和对应的第四时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的空闲状态确定每个候选天车放弃当前的炼钢子任务对应的第五时间代价函数；确定每个炼钢子任务的炼钢工艺；针对每个炼钢子任务，确定执行炼钢工艺对应的第六时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据第四时间代价函数、第五时间代价函数和第六时间代价函数确定第一时间代价函数。
在本申请的实施例中，调度方法还包括：在将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为目标天车后，获取每个天车的实时天车状态、每个天车对应的炼钢子任务以及每个炼钢子任务对应的操作时间点；针对每个炼钢子任务，根据每个天车的实时天车状态、操作时间点、每个工位的空闲状态和目标路径实时确定执行炼钢任务的实时时间代价函数；针对每个炼钢子任务，根据函数解最小的实时时间代价函数对应的天车对目标天车进行调整，以得到调整后的目标天车。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种天车的调度方法，其特征在于，所述调度方法包括：
获取炼钢车间的多个炼钢任务，其中，每个炼钢任务包含多个炼钢子任务；
针对任意一个炼钢任务，根据所述炼钢任务对应的炼钢工艺确定每个炼钢子任务的起点工位和终点工位；
针对每个炼钢子任务，根据所述炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行所述炼钢子任务的候选天车的目标路径；
获取每个候选天车的天车状态，所述天车状态包括所述候选天车的当前位置和空闲状态；
确定每个工位的运行状态；
针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和所述目标路径从所述候选天车中确定执行所述炼钢子任务的目标天车；
控制每个炼钢子任务的目标天车按照对应的目标路径移动至对应的工位以执行所述炼钢任务。
2.根据权利要求1所述的天车的调度方法，其特征在于，所述针对每个炼钢子任务，根据所述炼钢子任务的起点工位和终点工位确定执行所述炼钢子任务的候选天车的目标路径包括：
针对每个炼钢子任务，遍历所述起点工位至所述终点工位的多个路径，其中每个炼钢子任务包括至少两个工位；
针对每个炼钢子任务，根据所述工艺时序对所述炼钢子任务的工位进行排序，以从所述多个路径中确定所述目标路径。
3.根据权利要求1所述的天车的调度方法，其特征在于，所述针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和所述目标路径从所述候选天车中确定执行所述炼钢子任务的目标天车包括：
针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的运行状态和所述目标路径确定每个候选天车执行所述炼钢子任务对应的第一时间代价函数；
针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定所述炼钢任务对应的第二时间代价函数；
针对每个炼钢子任务，将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为所述目标天车。
4.根据权利要求3所述的天车的调度方法，其特征在于，所述针对每个炼钢子任务，将所述第二时间代价函数的最小值对应的候选天车确定为所述目标天车包括：根据以下公式(1)确定所述目标天车：
Figure FDA0004081803090000021
其中，T是指所述炼钢任务包含的炼钢子任务的集合，COstT是指所述炼钢任务对应的第二时间代价函数，u＝{ui}i是所有工位的空闲状态和所有天车的天车状态的集合，V＝{Vj}j是指所有工位的所处位置和炼钢工艺的集合，E＝{Ek}k∈{K}是从每个第二起点工位到每个第二终点工位进行对应的炼钢子任务集合，{K}是指所有天车的集合，t是指所述炼钢任务包含的炼钢子任务的工艺时序，p是指所述炼钢子任务对应的目标路径。
5.根据权利要求3所述的天车的调度方法，其特征在于，所述针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数确定所述炼钢任务对应的第二时间代价函数包括：
根据所述多个目标子路径确定对每个候选天车执行所述炼钢子任务时进行避让操作的避让天车；
针对每个炼钢子任务，确定所述避让天车对应的第三时间代价函数；
针对每个炼钢任务，根据全部炼钢子任务对应的第一时间代价函数和全部炼钢子任务对应第三时间代价函数确定所述第二时间代价函数。
6.根据权利要求3所述的天车的调度方法，其特征在于，所述针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的天车状态、每个工位的空闲状态和所述目标子路径确定每个候选天车执行所述炼钢子任务对应的第一时间代价函数包括：
针对每个炼钢子任务，确定每个候选天车从每个候选天车的当前位置移动至所述起点工位之间的路径和所述目标路径之和对应的第四时间代价函数；
针对每个炼钢子任务，根据每个候选天车的空闲状态确定每个候选天车放弃当前的炼钢子任务对应的第五时间代价函数；
确定每个炼钢子任务的炼钢工艺；
针对每个炼钢子任务，确定执行所述炼钢工艺对应的第六时间代价函数；
针对每个炼钢子任务，根据所述第四时间代价函数、第五时间代价函数和第六时间代价函数确定所述第一时间代价函数。
7.根据权利要求3所述的天车的调度方法，其特征在于，所述调度方法还包括：
在将函数解最小的第二时间代价函数对应的候选天车确定为所述目标天车后，获取每个天车的实时天车状态、每个天车对应的炼钢子任务以及每个炼钢子任务对应的操作时间点；
针对每个炼钢子任务，根据每个天车的实时天车状态、所述操作时间点、每个工位的空闲状态和所述目标路径实时确定执行所述炼钢任务的实时时间代价函数；
针对每个炼钢子任务，根据函数解最小的实时时间代价函数对应的天车对所述目标天车进行调整，以得到调整后的目标天车。
8.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至7中任意一项所述的天车的调度方法。
9.一种天车的调度***，其特征在于，包括：
多个天车，用于执行炼钢任务；
多个工位，用于执行所述炼钢任务的炼钢工艺；
以及
如权利要求8所述的处理器。
10.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求1至7中任一项所述的天车的调度方法。
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