[发明专利]一种用于紧凑式热带生产的热轧调度方法

权利要求书

1.一种用于紧凑式热带生产的热轧调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以最小化无委材数量、最小化同一轧制单元内相邻两块板坯间最大厚度改变量、板坯厚度的改变时间为目标建立包括无委材优化模型和板坯厚度优化模型的热轧生产调度模型；

(2)根据实际热轧生产过程中的工艺约束确定所述无委材优化模型和板坯厚度优化模型的约束条件；所述工艺约束包括：一个轧制单元内板坯总量不能超过轧机所能承受量、每个轧制单元内板坯排列按照板坯厚度呈厚-薄-厚平稳变化，以及同一个轧制单元不同规格的板坯应符合其对应轧辊安全过渡量；

(3)采用改进的启发式算法对所述无委材优化模型进行求解，获得最优轧制单元的数量和无委材的数量；采用基于分解的多目标进化算法对所述板坯厚度优化模型进行求解，获得最优相邻板坯之间厚度的改变值和最优的厚度改变时间。

2.如权利要求1所述的热轧调度方法，其特征在于，所述无委材优化模型为：

min F(1)=Σk=1Kmax(Σp=1Ω(Σi′∈S′x′i′,k,p)×sgn(Ω-Σp=1Ω(Σi′∈S′x′i′,k,p)))---(1)]]>

无委材优化模型满足约束条件如下：

Σk=1KmaxΣp=1Ωxi,k,p=1∀i∈S---(2)]]>

Σk=1KmaxΣp=1Ωx′i′,k,p≤1∀i′∈S′---(3)]]>

Σi∈Sxi,k,p+Σi′∈S′xi′,k,p=1p=1,2,...,Ωk=1,2...,Kmax---(4)]]>

Σp=1Ω(Σi∈Sαxi,k,p+Σi′∈S′αxi′,k,p)≥ραα=1,2,...,αmax-1k=1,2,...,Kmax---(5)]]>

(Σi1∈S(xi1,k,p-1·hi1)+Σi′1∈S′(xi′1,k,p-1·hi′1))-(Σi2∈S(xi2,k,p-1·hi2)+Σi′2∈S′(xi′2,k,p-1·hi′2))≥0p=2,...,p*k=1,2,...,Kmax---(7)]]>

(Σi1∈S(xi1,k,p-1·hi1)+Σi′1∈S′(xi′1,k,p-1·hi′1))-(Σi2∈S(xi2,k,p-1·hi2)+Σi′2∈S′(xi′2,k,p-1·hi′2))≤0p=p*+1,...,Ωk=1,2,...,Kmax---(8)]]>

|(Σi1∈S(xi1,k,p·gi1)+Σi′1∈S′(xi′1,k,p·gi′1))-(Σi2∈S(xi2,k,p+1·gi2)+Σi′2∈S′(xi′2,k,p+1·gi′2))|≤1p=1,2,...,Ω-1k=1,2,...,Kmax---(9)]]>

其板坯厚度优化模型为：

min F1(2)=Σk=1K(maxp=2,...,Ω{|(Σi1∈S(xi1,k,p-1·hi1)+Σi′1∈S′(xi′1,k,p-1·hi′1))-(Σi2∈S(xi2,k,p·hi2)+Σi′2∈S′(xi′2,k,p·hi′2))|})---(10)]]>

min F2(2)=Σk=1K(Σp=1Ωsgn(|(Σi1∈S(xi1,k,p-1·hi1)+Σi′1∈S′(xi′1,k,p-1·hi′1))-(Σi2∈S(xi2,k,p·hi2)+Σi′2∈S′(xi′2,k,p·hi′2))|))---(11)]]>

决策变量为：

其中，F⁽¹⁾为无委材优化模型中无委材的数量，F₁⁽²⁾为板坯厚度优化模型中最大厚度改变量，为板坯厚度优化模型中厚度改变时间；

k为轧制单元的数量，k＝1,2,…,K^max；

p为一个轧制单元的各个位置，p＝1,2,…,Ω；

p^*为一个轧制单元内板坯厚度下降阶段和上升阶段的临界位置；

α为安全过渡量水平，α＝1，2，…，5；

α^max为最大安全过渡量水平；

ρ_α为水平α对应的安全值；

为水平α对应的最小厚度；

为水平α对应的最大厚度；

Ω为轧制单元内板坯的数量；

S为订制的板坯集合；

i为集合S中的变量，i₁和i₂分别为板坯Ⅰ和板坯Ⅱ；

h_i为板坯i的厚度，和分别为板坯Ⅰ和板坯Ⅱ的厚度；

g_i为板坯i的计量水平，和分别为板坯Ⅰ和板坯Ⅱ对应的计量水平；

S_α为安全过渡量水平为α的板坯集合，且

为最大轧制次数，|S_α|是集合S_α的势，|S₃|是集合S₃的势；

S'_α为水平α下无委材的集合；

S'为无委材集合，且

i'为集合S'中的变量，i'₁和i'₂分别为无委材Ⅰ和无委材Ⅱ；

h_i'为无委材i'的厚度，和分别为无委材Ⅰ和无委材Ⅱ的厚度；

g_i'为无委材i'的计量水平，和分别为无委材Ⅰ和无委材Ⅱ对应的计量水平。