[发明专利]一种钢卷库区吊机设备的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造系统自动化和智能化技术领域，尤其涉及一种钢卷库区吊机设备的控制方法。

背景技术

钢卷库区存在于钢铁生产过程中的多个物流环节，也广泛存在于各种以钢铁为原材料的制造业(如汽车、造船等)，是连接上下游生产过程的重要纽带。为了保证生产过程连续不间断，钢卷库区不断地存储上游工序产出的产品以及提取下游工序生产所需的原材料，库区中所有钢卷的存取任务都需要由吊机来执行。图1所示为由一台吊机服务的钢卷库区的一个存储区域。吊机可以沿着它的轨道移动，它的吊具可以沿着它的桥臂移动，通过这种方式吊机的吊具就可以到达库区的任何一个位置。卡车负责在库区和生产车间之间运输钢卷。需要入库存储的钢卷通过卡车运输到库区并停在库区旁边的过道上，然后由吊机从卡车上提取一个钢卷并将其存放到库区中适当的位置上。库区中需要提取出库的钢卷由吊机从它所在的位置上提起并将其装载到停在库区过道的卡车上。

出于安全因素的考虑，钢卷在库区中以三角形的结构按两层堆放，即每个位于上层的钢卷都需要有两个下层的钢卷支撑，每个位于下层的钢卷最多可能被两个上层的钢卷压住。位于上层的钢卷可以直接被提取出来，如果需要提取一个下层的钢卷，那么位于它上层的阻碍其被提取的钢卷必须首先被移动到其它的空位上。这些阻碍提取的钢卷称为障碍钢卷，移动障碍钢卷到其他位置的操作称为倒垛。因此，为了提取某些下层的钢卷，吊机在执行正常任务的同时还必须要执行倒垛作业。吊机是库区中最重要也是最昂贵的物流设备，它的作业效率对库区的能力和生产的顺畅有着重要的影响。吊机设备运行不当可能会增加卡车的等待时间，造成库区内产品积压，甚至可能延误后续的生产过程，故吊机的作业效率是评价库区能力的重要指标。

目前钢卷库区的吊机作业仍处于人工控制阶段，主要依靠操作员的经验进行作业，不能对吊机所执行的任务进行有效的全局控制，缺少合理性及科学性。高效的吊机运行方法不但可以提高吊机设备的利用率，增强库区的仓储能力，还能够提高对下游工序的供货效率，保证生产的顺利进行，对实际生产车间具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种钢卷库区吊机设备的控制方法，从钢卷库区的实际作业规程出发，通过对整个物流过程的深层次分析，以实现吊机作业的有效控制及产品在空间上的合理分配，提高钢卷库区吊机设备的运行效率，实现资源的合理利用。

一种钢卷库区吊机设备的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：采集库区初始信息；

当钢卷存取任务下达之后，从库区中采集所有钢卷存储位置信息、库区中的空位信息、入库钢卷和出库钢卷的位置信息、吊机位置信息、出库卡车位置信息；

步骤2：根据库区实际存储结构，对步骤1中采集到的信息进行数据分析，利用出库卷的位置信息识别出库区中的障碍卷、无关卷和可利用的空位；

步骤3：生成吊机控制方案，具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据库区中的钢卷位置、物流设备位置以及空位位置信息，建立吊机控制近似动态规划方程(1)，定量化描述钢卷库区吊机控制问题，方程(1)将吊机控制问题分为n+1个阶段，每个阶段解决一个吊机控制子问题，在前n个阶段中每一阶段提取一个出库钢卷，并确定是否移动入库钢卷和障碍钢卷，在最后一个阶段中移动前n个阶段中没有存储到库区中的入库钢卷；