一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法

2023-06-08 22:12:31

一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法，包括:從製造執行系統中讀取板坯、合同數據並進行分組處理；基於變鄰域和回溯策略的局部搜索算法，獲取板坯的合同匹配候選方案列表的集合；基於軋制規程設定計算和BP神經網絡計算預測板坯軋制能耗；根據設計成材率與軋制能耗預測值綜合評價，搜索板坯的最小軋制能耗合同匹配方案；將板坯的最小軋制能耗合同匹配方案及相應軋制規程發送到製造執行系統，並按之組織軋制生產。本發明提供的方法適用於中厚板鋼鐵企業的生產管理優化，基於本發明方法所確定的板坯合同匹配關係組織生產，可以降低板坯軋制過程的能耗，提高鋼材產品加工的成材率，同時保證鋼板自動化切割效率。
【專利說明】—種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及中厚板軋制過程節能優化，屬於鋼鐵企業生產管理優化領域，特別涉及一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法。
【背景技術】
[0002]隨著鋼鐵產業技術升級，鋼鐵企業的設備改造節能空間越來越小，基於計算機控制的精益生產管理和生產過程控制實現管理節能逐漸成為一個重要研究方向。軋鋼是鋼鐵生產中的高能耗工序之一，軋鋼環節管理節能研究的典型成果例如:基於優化算法進行最小能耗軋制規程優化設計。
[0003]最小能耗軋制規程優化設計方法原理是:中厚板軋制過程消耗的能源主要是使軋件產生形變所做的變形功，軋制能耗與道次板厚壓下量呈非線性關係。通過合理分配各個道次板厚壓下量，可在滿足設備及工藝約束前提下降低軋機負荷，節約生產能源。該方法的局限在於:軋件原始和目標尺寸一旦確定，受設備、工藝約束以及其它優化目標(例如軋機負荷均衡)的制約，道次板厚壓下分配已經相對確定，因此節能實際效果不顯著。
[0004]作為重要生產管理環節，板坯與合同匹配結果是組織軋鋼生產的重要依據。板坯合同匹配的任務是:從庫存中挑選合適的板坯，與合同鋼板進行必要的特徵值校驗，建立合理的板坯合同匹配關係。區別於薄板帶鋼材，中厚板鋼材產品訂單規格不一、多品種、小批量特點尤為明顯，零散合同的大規模統一生產使得在確定板坯合同匹配關係的同時還需同步確定板坯的目標軋制大板組板方案，即合同鋼板在軋制大板上的優化排樣，以提高鋼材產品成材率和鋼板切割效率。
[0005]鋼鐵生產中尤為注重成材率指標，基於板坯合同匹配提高鋼材產品成材率已成為被鋼鐵企業常用的生產管理優化方法，然而，板坯合同匹配對軋制能耗的影響在現行鋼鐵生產中一般未予考慮，基於板坯合同匹配實現軋制節能尚未有專門方法。板坯合同匹配結果直接決定了軋制過程中軋件的原始和目標尺寸，間接決定了軋制規程設計結果，綜合考慮成材率與軋制能耗，優選的板還合同匹配勢必能產生較大的軋制節能效果。

【發明內容】

[0006]有鑑於此，針對中厚板生產特點，本發明提供了一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法，基於本發明方法所確定的板坯合同匹配關係組織生產，無需改動生產設備和工藝，在保證鋼板自動化切割效率的前提下，可以降低板坯軋制過程的能耗，提高鋼材產品加工的成材率。
[0007]為達此目的，本發明採用的技術方案為:一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1:從製造執行系統中讀取板坯、合同數據並進行分組處理:
[0009]當板坯鋼種與合同要求的鋼種相同，且板坯鋼級高於或等於合同要求的鋼級，且板坯重量大於合同所要求的重量，且板坯的最大可軋長度、最大可軋寬度大於或等於合同要求的長度和寬度，則將板坯與合同劃分到一個分組內；分組處理完畢後，所有分組數據構成一個數據集合D:
[0010]D= (D1, D2, K, D1I, Dg為第g個板還、合同數據分組,I≤g≤I, I為分組個數；
[0011]Dg={Matg, CJ，Matg為第g個分組中的板坯數據集合，Cg為第g個分組中的合同數據集合；
[0012]步驟2:遍歷各個數據分組，對數據分組Dg採用基於變鄰域和回溯策略的局部搜索算法，獲取分組中各個板坯的合同匹配候選方案列表的集合Sg:
[0013]Sg=Ilist1, Iist2, L, IistJ , Iistp為Dg中第p個板還的合同匹配候選方案列表，I≤P≤m, m為Dg中的板還個數；
[0014]Iistp= {spl, sp2, L, spn}, Spi表示Iistp中的第i個合同匹配候選方案，I≤i≤η,η為Iistp中的候選方案個數；
[0015]合同匹配候選方案為十兀組:(mat_no, mat_type, mat_len, mat_wid, mat_thick, plate_len, plate_wid, plate_thick, plate_layout, f inished_rate)，其中，mat_no為板還號，mat_type為板還鋼種，mat_len為板還長度,mat_wid為板還寬度,mat_thick為板還厚度，plate_len為軋制大板長度,plate_wid為軋制大板寬度,plate_thick為軋制大板厚度，plate_layout為描述合同匹配候選方案對應軋制大板組板方案的具有a行b列的二維數組:
【權利要求】
1.一種基於板坯與合同優化匹配的軋制節能方法，包括以下步驟: 步驟1:從製造執行系統中讀取板坯、合同數據並進行分組處理: 當板坯鋼種與合同要求的鋼種相同，且板坯鋼級高於或等於合同要求的鋼級，且板坯重量大於合同所要求的重量，且板坯的最大可軋長度、最大可軋寬度大於或等於合同要求的長度和寬度，則將板坯與合同劃分到一個分組內；分組處理完畢後，所有分組數據構成一個數據集合D: D=ID1, D2, K, D1I，Dg為第g個板坯、合同數據分組，I≤g≤1，I為分組個數； Dg= {Matg, CJ，Matg為第g個分組中的板坯數據集合，Cg為第g個分組中的合同數據集合； 步驟2:遍歷各個數據分組，對數據分組Dg採用基於變鄰域和回溯策略的局部搜索算法，獲取分組中各個板還的合同匹配候選方案列表的集合Sg: Sg=Ilist1, Iist2, L, IistJ , Iistp為Dg中第p個板還的合同匹配候選方案列表，I≤P≤m, m為Dg中的板還個數； Iistp= {spl, sp2, L, spn}, spi表示Iistp中的第i個合同匹配候選方案，I≤i≤η, η為Iistp中的候選方案個數； 合同匹配候選方案為十元組:(mat_no, mat_type, mat_len, mat_wid, mat_thick, plate_len, plate_wid, plate_thick, plate_layout, f inished_rate)，其中，mat_no為板還號，mat_type為板還鋼種，mat_len為板還長度,mat_wid為板還寬度,mat_thick為板還厚度，plate_len為軋制大 板長度,plate_wid為軋制大板寬度,plate_thick為軋制大板厚度，plate_layout為描述合同匹配候選方案對應軋制大板組板方案的具有a行b列的二維數組:
【文檔編號】G06N3/02GK103593719SQ201310627492
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】譚貌, 段斌, 周嘯, 李友芝, 蘇永新, 姚子力 申請人:湘潭大學