[發明專利]一種定尺鋼板成材率最大化的MES物料形變方法

無效

• 申請號: 201010259093.1
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101908180A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 宋誠忠;申利民;張慶大;何芳;鄭鵬
• 申請（專利權）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種定尺鋼板成材率最大化的MES物料形變方法，其特征在于工藝步驟為：

步驟1：根據訂單中產品規格：長寬厚、重量、塊數以及工藝質量要求，考慮到切損、燒損、壓縮比、展寬比約束條件，利用定尺板物料形變算法，預計算出所有可能的坯型；

物料形變步驟：

訂單要求的鋼板厚度為TO、寬度為WO、長度為LO，塊數為PIO，重量為MASSO，產品參數：板坯最小長度DSLBLmin、最大長度DSLBLmax；可軋制鋼板的最小長度PLMELmin、最大長度PLMELmax、最小寬度PLMEWmin、最大寬度PLMEWmax、最小厚度PLMETmin、最大厚度PLMETmax；板坯厚度DSLBt、板坯寬度DSLBw可能值、板坯長度的步長值STEP；

1)：計算鋼板定尺：PI＝floor(PLMELmax/LO)；

2)：計算鋼板的生產長度：L＝LO*PI+切頭尾量；

3)：鋼板長度約束檢查：如果L＞PLMELmax，令PI＝PI-1，返回1；如果直到PI＝1時，仍L＞PLMELmax，無解，系統給出設備長度生產能力無法滿足用戶要求提示；

4)：檢查鋼板是否剖分：計算WIDTH_CMB＝ceil(PLMEWmin/WO)，其值為1不需要，大于1需要；

5)：計算鋼板的生產寬度：W＝WO*WIDTH_CMB+切邊量；

6)：鋼板寬度約束檢查：如果W＞PLMEWmax，令WIDTH_CMB＝WIDTH_CMB-1，返回5)；如果直到WIDTH_CMB＝1，仍W＞PLMEWmax，無解，系統給出設備寬度生產能力無法滿足用戶要求提示；

7)：計算將要生產的鋼板重量PLMEmass＝T*W*L*7.85/1000000(Kg)；

8)：根據板坯展寬比(W/DSLBw)約束條件找出板坯可能寬度DSLBw，如果沒有寬度滿足要求，無解，系統給出展寬比無法滿足用戶要求提示；

9)：針對每一個可能寬度做以下計算：

a)根據板坯壓縮比(DSLBt/TO)約束條件，找出可能的板坯厚度DSLBt；如果對所有寬度都沒有厚度滿足要求，無解，系統給出壓縮比無法滿足用戶要求提示；

b)根據鑄機約束，由板坯寬度和每一個可能的板坯厚度，計算出板坯的可能長度DSLBl＝ceil(PLMEmass/(DSLBw*DSLBt*(1-燒損率)*7.8/1000000)/STEP)*STEP；

c)根據加熱爐約束條件，如果DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之間，則記錄此時PI及相應板坯尺寸；然后令PI＝PI-1，重復循環步驟2)計算過程，保留DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之間時的相應PI及板坯尺寸，一直循環計算到PI＝1；如果PI從floor(PLMELmax/LO)到1，沒有DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之間，無解，系統給板坯規格無法滿足用戶要求提示；

10)：檢查是否存在DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之間，存在則進行下一步處理；

步驟2：從計算出的所有可能的坯型進行預處理，在滿足企業設備生產能力約束條件下，篩選出能夠使用的坯型，把不符合要求的坯型剔出，保留符合要求的坯型；

步驟3：選坯調整，根據算式篩選出坯型組合；式中，PI表示定尺數，表示選中的坯型：被選中為1，不被選中0，X表示所選板坯塊數，PIO表示客戶訂單所定塊數；如果計算過程中無解，則令訂單的鋼板塊數加1，重復步驟1計算，直到有解。

步驟4：建立選坯優化模型

對含有約束的多目標優化問題，將多目標合成單一目標進行優化，根據成材率最大化建立數學模型，目標函數如下：

1)

2)

3)

式中，DSLBw表示板坯寬度，DSLBt表示板坯厚度，DSLBl表示板坯長度，X表示塊數，ρ表示密度，MASS訂單要求鋼板重量；

步驟5：根據上一步構造的數學模型，利用遺傳算法進行組坯，根據訂單的需求選擇出重量最小的板坯組合；

步驟6：確定出每種組坯的成材率，選擇出成材率最大的坯型與塊數。