[发明专利]一种定尺钢板成材率最大化的MES物料形变方法

说明书

技术领域

本发明属于信息技术领域，特别是涉及一种定尺钢板成材率最大化的MES(制造执行系统Manufacturing Execution System，简称MES)物料形变方法，制造执行系统(MES)。

背景技术

成材率的高低直接影响着企业的经济效益，同时也是反映一条生产线操作及综合管理水平的重要指标。成材率是企业管理水平、工艺装备水平、技术操作水平和产品质量的综合体现。提高成材率是钢铁工业节约原料和能源、降低成本、提高经济效益的重要途径。如何提高成材率，提升企业在市场中的竞争力已成为企业面临的难题。为发展我国中厚板生产，提高成材率，行业各部门作了大量的工作：如提高板坯连铸比、改造旧有轧机提高装备水平、开发平面形状控制技术以减少切损、采用负公差轧制等，这些方法都是从硬件设备控制方面提出的解决途径。坯料坯型选择计算是宽厚板生产中的重要环节之一，坯料尺寸设计是否合理，直接影响成材率，坯料设计是影响中板成材率的重要环节之一。本文提出一种定尺板成材率最大化的物料形变方法，选择成材率最大的坯型；实践表明，本方法不但可以减轻库存压力，而且能减少投料数量，有效地提高成材率。

钢板生产企业一般根据用户订单组织生产，对于定尺钢板(厚度、宽度、长度为固定值的钢板)订单都有块数和重量的数值，当前的物料形变规则有二种：

根据产量最大化原则尽可能选用重量最大的板坯组织生产，将生产一部分用户需求以外的钢板。

根据用户订单要求的块数组织生产，按照坯型优先级选择板坯规格；如果无法满足块数要求，也将生产用户需求以外的钢板。

这二种物料形变规则都存在同一个问题：如何让用户需求以外的钢板生产数量最小，或者说如果在满足用户需要的情况下让板坯的投料量最小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定尺钢板成材率最大化的MES物料形变方法，解决如何让用户需求以外的钢板生产数量最小，或者说如果在满足用户需要的情况下让板坯的投料量最小。

中厚板产品的板坯选择须满足多品种、小批量、多张成品子板组合在一块板坯上的特点，本方法充分考虑了加热炉、宽展比、压缩比、切损率和烧损率等诸多因素对成材率的综合影响，对订单产品需求均尽可能采用使多张成品钢板组合在一块板坯上的设计思路为基本原则，在考虑不同需求变化情况，从而得到最终板坯尺寸。

定尺钢板成材率最大化的MES物料形变方法技术方案见图1，工艺步骤如下：

步骤1：根据订单中产品规格(长宽厚)、重量、块数以及工艺质量要求，考虑到切损、烧损、压缩比、展宽比等约束条件，利用定尺板物料形变算法见图2，预计算出所有可能的坯型。

物料形变步骤：

订单要求的钢板厚度为TO、宽度为WO、长度为LO，块数为PIO，重量为MASSO。产品参数：板坯最小长度DSLBLmin、最大长度DSLBLmax；可轧制钢板的最小长度PLMELmin、最大长度PLMELmax、最小宽度PLMEWmin、最大宽度PLMEWmax、最小厚度PLMETmin、最大厚度PLMETmax；板坯厚度DSLBt、板坯宽度DSLBw可能值、板坯长度的步长值STEP。

1)：计算钢板定尺：PI＝floor(PLMELmax/LO)；

2)：计算钢板的生产长度：L＝LO*PI+切头尾量；

3)：钢板长度约束检查：如果L＞PLMELmax，令PI＝PI-1，返回1；如果直到PI＝1时，仍L＞PLMELmax，无解，系统给出设备长度生产能力无法满足用户要求提示；

4)：检查钢板是否剖分：计算WIDTH_CMB＝ceil(PLMEWmin/WO)，其值为1不需要，大于1需要；

5)：计算钢板的生产宽度：W＝WO*WIDTH_CMB+切边量；

6)：钢板宽度约束检查：如果W＞PLMEWmax，令WIDTH_CMB＝WIDTH_CMB-1，返回5)；如果直到WIDTH_CMB＝1，仍W＞PLMEWmax，无解，系统给出设备宽度生产能力无法满足用户要求提示；

7)：计算将要生产的钢板重量PLMEmass＝T*W*L*7.85/1000000(Kg)；

8)：根据板坯展宽比(W/DSLBw)约束条件找出板坯可能宽度DSLBw，如果没有宽度满足要求，无解，系统给出展宽比无法满足用户要求提示；

9)：针对每一个可能宽度做以下计算：