[發明專利]一種基于板坯與合同優化匹配的軋制節能方法

有效

• 申請號: 201310627492.2
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103593719A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 譚貌;段斌;周嘯;李友芝;蘇永新;姚子力
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04;G06N3/02
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種基于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：從制造執行系統中讀取板坯、合同數據并進行分組處理：

當板坯鋼種與合同要求的鋼種相同，且板坯鋼級高于或等于合同要求的鋼級，且板坯重量大于合同所要求的重量，且板坯的最大可軋長度、最大可軋寬度大于或等于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；分組處理完畢后，所有分組數據構成一個數據集合D：

D={D₁,D₂,K,D_l}，D_g為第g個板坯、合同數據分組，1≤g≤l，l為分組個數；

D_g={Mat_g,C_g}，Mat_g為第g個分組中的板坯數據集合，C_g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D_g采用基于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S_g：

S_g={list₁,list₂,L,list_m}，list_p為D_g中第p個板坯的合同匹配候選方案列表，1≤p≤m，m為D_g中的板坯個數；

list_p={s_p1,s_p2,L,s_pn}，s_pi表示list_p中的第i個合同匹配候選方案，1≤i≤n，n為list_p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,finished_rate)，其中，mat_no為板坯號，mat_type為板坯鋼種，mat_len為板坯長度，mat_wid為板坯寬度，mat_thick為板坯厚度，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：

plate_layout=c11c12Lc1bc21c22Lc2bMMOMca1ca2Lcab,]]>

c_ij為第i行第j列排列的鋼板所隸屬的合同號，滿足如下條件：

lenij=lenkj,∀i≠kwidij=widik,∀j≠k,]]>

len_ij和wid_ij分別為第i行第j列排列的鋼板的長度和寬度；

finished_rate為由合同匹配候選方案所確定的板坯的設計成材率：

finished_rate=Σi=1aΣj=1bwtijwt0,]]>

wt_ij為第i行第j列排列的鋼板的重量，wt₀為板坯重量；

步驟3：遍歷S_g中各個板坯的合同匹配候選方案列表，基于軋制規程設定計算和BP神經網絡計算預測板坯軋制能耗：

步驟3.1：根據合同匹配候選方案的板坯鋼種、板坯長度、板坯寬度、板坯厚度，以及軋制大板長度、軋制大板寬度、軋制大板厚度，利用軋鋼過程控制代理系統進行軋制規程設定計算，獲取軋各個道次軋制參數：機架號、軋件寬度、軋件入口厚度、軋件出口厚度、軋件入口溫度和軋制速度；

步驟3.2：利用BP神經網絡預測單個道次軋制能耗：BP神經網絡包含輸入層、隱含層、輸出層3層，輸入層有7個節點，分別輸入單個道次的板坯鋼種、機架號、軋件寬度，軋件入口厚度、軋件出口厚度、軋件入口溫度和軋制速度，輸出層有1個節點，輸出單個道次的軋制能耗預測值；

步驟3.3：對各個道次的軋制能耗進行累加，累加結果即為由合同匹配候選方案所確定的板坯軋制能耗預測值；

步驟4：根據設計成材率與軋制能耗預測值綜合評價，搜索各個板坯的最小軋制能耗合同匹配方案；

針對S_g中第p個板坯，執行步驟4的具體步驟是：

步驟4.1：遍歷S_g中第p個板坯的合同匹配候選方案列表list_p，根據函數f(s_pi,s_pj)進行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s_min；

對任意合同匹配候選方案s_pi和s_pj，根據函數f(s_pi,s_pj)進行綜合評價的依據是：

(1)如果f(s_pi,s_pj)>0，則選擇s_pj為較小軋制能耗合同匹配方案；

(2)如果f(s_pi,s_pj)=0，則任意選擇s_pj或s_pi為較小軋制能耗合同匹配方案；

(3)如果f(s_pi,s_pj)<0，則選擇s_pi為較小軋制能耗合同匹配方案；

其中：

f(spi,spj)=Aavg·wt0·(ej-ei),|ej-ei|>ϵ0(Ai-Aj)-Aavg·wt0·(ej-ei)-wt0·ϵ1,|ej-ei|≤ϵ0,]]>

e_i與e_j分別為由s_pi和s_pj所確定的板坯設計成材率；ε₀為設計成材率差值閾值；A_avg為噸鋼綜合能耗，單位為kgce/t；wt₀為板坯重量，單位為t；A_i與A_j分別為s_pi和s_pj對應板坯的軋制能耗預測值，單位為kgce；ε₁為噸鋼軋制能耗差值閾值；

步驟4.2：更新s_min所涉合同的欠量；遍歷S_g中第p+1到m個板坯的合同匹配候選方案列表，如果遍歷過程中訪問的合同匹配候選方案s_cur中有合同包含于s_min所涉合同，且s_cur中所需的該合同鋼板數量大于該合同的欠量，則在候選方案列表中刪除s_cur；

步驟4.3：保存板坯的最小軋制能耗合同匹配方案s_min，以及由各個道次軋制參數構成的軋制規程參數；

步驟5：將板坯的最小軋制能耗合同匹配方案及軋制規程參數發送到制造執行系統，并按之組織軋制生產。