[發明專利]一種用于緊湊式熱帶生產的熱軋調度方法

有效

• 申請號: 201710534808.1
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107256317B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 潘全科;高珊;高亮;李新宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 周磊,曹葆青

技術領域

本發明屬于緊湊式熱帶生產技術領域，更具體地，涉及一種用于緊湊式熱帶生產的熱軋調度方法。

背景技術

在緊湊式熱帶生產的熱軋調度中，在進行軋制工藝環節時，因為高壓和高速，工作錕磨損很嚴重，因此軋制若干板坯后需要更換軋輥，否則會影響鋼坯質量。一個換輥周期內軋制的板坯被稱為一個軋制單元，每個軋制單元包含不同厚度的板坯，且按一定規則排序。若某一厚度板坯不夠時，則需要加入無委材以滿足該約束。如何合理確定軋制板坯軋制順序便成為熱軋調度的關鍵問題，直接關系到產品的質量與生產成本。

中國專利CN102981413A公開了一種用于連鑄連軋煉鋼計劃的仿真方法，但該仿真方法主要解決的是煉鋼和軋制的匹配問題，并沒有具體給出如何解決熱軋調度問題的方法。另有中國專利CN101097617A公開了一種金屬熱軋調度方法及其系統，但是該方法及系統在考慮工藝約束條件時未涉及無委材的數量，而無委材的數量在生產過程中應當盡量減小，在保證板坯厚度約束的情況下減少成本。因此，有必要提出一種新的熱軋調度方法。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于緊湊式熱帶生產的熱軋調度方法，其目的在于以訂單和設備能力為導向，通過確定不同厚度范圍內板坯的安全過渡值，確定所需軋制單元數量、組合形式，以及所需無委材數量；由此提高每個軋制單元內板坯的加工質量。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種用于緊湊式熱帶生產的熱軋調度方法，包括如下步驟：

(1)以最小化無委材數量、最小化同一軋制單元內相鄰兩塊板坯間最大厚度改變量、板坯厚度的改變時間為目標建立包括無委材優化模型和板坯厚度優化模型的熱軋生產調度模型；

(2)根據實際熱軋生產過程中的工藝約束確定上述無委材優化模型和板坯厚度優化模型的約束條件；其中，工藝約束包括：一個軋制單元內板坯總量不能超過軋機所能承受量、每個軋制單元內板坯排列按照板坯厚度呈厚-薄-厚平穩變化，以及同一個軋制單元不同規格的板坯應符合其對應軋輥安全過渡量；

(3)采用改進的啟發式算法對無委材優化模型進行求解，獲得最優軋制單元的數量和無委材的數量；采用基于分解的多目標進化算法對板坯厚度優化模型進行求解，獲得最優相鄰板坯之間厚度的改變值和最優的厚度改變時間。

優選地，上述的熱軋調度方法，

其無委材優化模型為：

無委材優化模型滿足約束條件如下：

其板坯厚度優化模型為：

決策變量為：

其中，F⁽¹⁾為無委材優化模型中無委材的數量，F₁⁽²⁾為板坯厚度優化模型中最大厚度改變量，為板坯厚度優化模型中厚度改變時間；

k為軋制單元的數量，k＝1,2,…,K^max；

p為一個軋制單元的各個位置，p＝1,2,…,Ω；

p^*為一個軋制單元內板坯厚度下降階段和上升階段的臨界位置；

α為安全過渡量水平，α＝1，2，…，5；

α^max為最大安全過渡量水平；

ρ_α為水平α對應的安全值；

為水平α對應的最小厚度；

為水平α對應的最大厚度；

Ω為軋制單元內板坯的數量；

S為訂制的板坯集合；

i為集合S中的變量，i₁和i₂分別為板坯Ⅰ和板坯Ⅱ；

h_i為板坯i的厚度，和分別為板坯Ⅰ和板坯Ⅱ的厚度；

g_i為板坯i的計量水平，和分別為板坯Ⅰ和板坯Ⅱ對應的計量水平；

S_α為安全過渡量水平為α的板坯集合，且

為最大軋制次數，|S_α|是集合S_α的勢，|S₃|是集合S₃的勢；

S'_α為水平α下無委材的集合；

S'為無委材集合，且