一种冷轧热镀锌机组板卷自动调度方法及系统

摘要

一种冷轧热镀锌机组板卷自动调度方法及系统，属于板卷加工技术领域，调度方法包括以下步骤：将所有外板板卷按宽度从宽到窄排列，形成初始外板作业方案；向初始外板作业方案内插入内板，使得外板作业方案满足连续生产外板数量不超过上限个数，以及各跳跃约束；在外板作业方案后按最近邻方式产生内板作业方案；将外板作业方案和内板作业方案连接起来构成初始作业方案；作业方案的调整和优化，采用变深度邻域搜索和禁忌搜索结合的框架，对初始作业方案改进，使得模型的目标值最小；将交换及调整后的作业方案下发执行。本发明提高了作业质量和缩短了产生作业方案的时间，提高生产效率。

主权项

1.一种冷轧热镀锌机组板卷自动调度方法，其特征在于满足生产约束条件下，建立了以最小化生产成本为目标的数学模型，其中，所述的生产约束条件包括：板卷间跳跃约束；连续生产外板个数不能超过指定数量；任意外板不能比其前行板卷宽；外板作业方案中内板不能连续生产；调度方法包括以下步骤：步骤1：将所有外板板卷按宽度从宽到窄排列，形成初始外板作业方案；步骤2：向初始外板作业方案内插入内板，使得外板作业方案满足连续生产外板数量不超过上限个数，以及板卷间跳跃约束，形成外板作业方案；其中，所述的板卷间跳跃约束包括板卷间厚度跳跃约束、板卷间宽度跳跃约束和退火温度跳跃约束；板卷间厚度跳跃约束是，板卷间宽度跳跃约束是，-L^WD≤x_ij(wd_i-wd_j)≤L^WD；退火温度跳跃约束是，-L^TPR≤x_ij(tpr_i-tpr_j)≤L^TPR；式中：L₁^TK为相邻板卷从厚过渡到薄时候允许的最大变化量，L₂^TK为相邻板卷从薄过渡到厚时候允许的最大变化量，L^WD为相邻板卷在宽度上的最大允许变化量，L^TPR为相邻板卷在退火温度上的最大允许变化量，wd_i为板卷i的宽度，tpr_i为板卷i的退火温度，tk_i为板卷i的厚度；步骤3：在外板作业方案后按最近邻方式产生内板作业方案，最近邻方式就是每次都在未计划的板卷中挑选和已有作业方案中最后一个板卷过渡费用最小的板卷在队列中作为新的最后板卷；所述的过渡费用，是指板卷间的厚度过渡费用，板卷间的宽度过渡费用，退火温度过渡费用和锌层厚度过渡费用之和，即其中c_ij^TK为板卷间厚度跳跃的过渡费用其中w₁^TK为板卷从厚宽过渡到薄时的单位跳跃惩罚系数，w₂^TK为板卷从薄过渡到厚时的单位跳跃惩罚系数；c_ij^WD为板卷间宽度跳跃的过渡费用其中w^WD为板卷之间宽度的单位跳跃惩罚系数；c_ij^TPR为板卷间退火温度跳跃的过渡费用其中，w^TPR为板卷之间退火温度的单位跳跃惩罚系数；c_ij^ZT为板卷i和j之间锌层厚度变化时产生的费用；步骤4：将外板作业方案和内板作业方案连接起来构成初始作业方案；步骤5：作业方案的调整和优化，满足判定条件1和判定条件2下，采用变深度邻域搜索和禁忌搜索结合的框架，嵌入四种邻域，重定位邻域，交换邻域，插入邻域和删除邻域，对初始作业方案改进，使得模型的目标函数值最小；所述的判定条件1是指板卷插入操作时，如果被移动的板卷是一个外板，它只能被插入到宽度大于或等于它的宽度的板卷后面；如果它紧后生产的板卷是外板的话，则其宽度必须小于或等于插入板卷的宽度；新插入的外板板卷必须同其他外板板卷紧邻或者只间隔一个内板板卷；所述的判定条件2是指两个板卷之间的过渡是否满足宽度、厚度、锌层厚度和退火温度这些约束；所述的重定位邻域将初始作业方案中的板卷移动至新的位置，所述的交换邻域对初始作业方案中的板卷进行交换，所述的插入邻域是将计划外的板卷插入到初始作业方案中，所述的删除邻域是将板卷从初始作业方案中删除；所述的模型，公式如下：$\min {\lambda }_1\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\underset{j=0}{\overset{n}{\Sigma }}{c}_{\mathrm{ij}}{x}_{\mathrm{ij}}+{\lambda }_2\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{D}_i{y}_i---\left(1\right)$其中：N为待调度的板卷集合，N＝{0，1，2，...n}，其中0为一个虚拟板卷，表示作业方案的开始和结束，D_i为板卷的拖期惩罚，λ₁，λ₂为目标之间的权重，λ₁+λ₂＝1；c_ij为板卷i和板卷j之间的过渡费用；步骤6：将交换及调整后的作业方案下发执行。