[发明专利]一种钢铁企业冷轧区多产线的集批排程优化方法及系统

说明书

本发明提供了一种钢铁企业冷轧区多产线的集批排程优化方法及系统，包括：步骤M1：获取冷轧区产线上待排产的钢卷信息，创建一个初始集批排程计划；步骤M2：计算初始集批排程计划的总惩罚；步骤M3：根据计算得到的初始集批排程计划的总惩罚对初始集批排程计划进行优化；步骤M4：选择优化目标最小的作为最终的集批排程计划。本发明解决了钢铁企业冷轧区的多产线集批排程的问题；优化过程中，加入GPU异构并行计算，大大加快了寻优速度；最终产生的合理的排程计划将直接影响产品的质量、生产的效率以及生产的成本。

技术领域

本发明涉及批量处理技术领域，具体地，涉及一种钢铁企业冷轧区多产线的集批排程优化方法及系统。

背景技术

以钢铁企业冷轧区的连续退火产线为例，针对集批的排程，不仅要考虑集批的工艺约束，把具有相同特性的钢卷集中在一起加工。还需要考虑集批内部以及两个集批之间前后两个钢卷的焊接关系是否满足工艺要求：集批内部的钢卷之间焊接时宽度跳跃的变化、厚度跳跃的变化必须在工艺约定的范围内，否则会导致前后两个打开的钢卷不能成功焊接成连续的带钢；集批之间的钢卷焊接时不仅要满足尺寸跳跃的变化要求，温度的跳跃变化也必须在工艺约定的范围内。否则温度变化太大，为了让退火炉达到要求的退火温度，只能在两个集批之间插入过渡钢卷。如此，既造成生产过程中不必要的浪费，增加生产运营成本，又可能导致延期交货，影响客户服务。

多产线的集批排程则更为复杂。各产线除必须满足自身的工艺要求之外，还需考虑紧前紧后工序之间的相互影响。比如，紧前紧后工序间的生产节拍不一致，可能导致库存不满足要求、钢卷性能变差存在严重缺陷、产线生产频繁切换等问题的发生。

目前，冷轧区的生产排程多由人工根据经验完成排产。由于生产工艺复杂，约束众多，人工排序很难在有限的时间内平衡各方面的影响因素，找到较优的排产计划。而现有的排程方法，鲜有同时考虑多产线联排和集批排程。因此，多产线的自动集批排程优化方法显得尤为重要。

专利文献CN101334660A(申请号：200810012090.0)，公开了一种冷轧连续退火机组钢卷优化排序方法及其系统,属于金属材料加工信息技术领域,优化方法包括以下步骤:一、将候选钢卷按退火温度分别从高到低和从低到高排序,形成两种初始排序方案,对每种初始排序方案采取宽度优先排序或厚度优先排序方法进行优化,获得多组初始可行排序方案；二、从初始钢卷排序方案中选择优化目标值最小的排序方案作为初始可行生产计划；三、对初始可行生产计划,以优化排序模型目标值最小为目标,用交换邻域禁忌搜索和交替路径变换邻域搜索进行调整，该发明只考虑了单机组：连续退火机组的排程，不用考虑前后工序间的衔接关系、库存等影响，不适用于多产线的排程。与本申请不同点：1)该专利只考虑了单机组(一条产线)的排程；2)优化方式不同；3)没有使用GPU并行计算；

专利文献CN104376424A(申请号：201410705831.9)公开了一种钢铁企业冷轧区多产线钢卷协调调度方法，包括以下步骤：获取钢铁企业冷轧区各产线的待排钢卷信息；建立钢铁企业冷轧区多产线钢卷协调调度模型；利用启发式算法，得到钢铁企业冷轧区多产线钢卷初始协调调度方案；对初始冷轧区多产线协调调度方案进行实时修正；将修正的冷轧区多产线协调调度方案下发至钢铁企业冷轧区各产线自动控制系统，完成冷轧区多产线钢卷协调调度。该发明虽然考虑了多产线集批工艺的连续排程，但针对每次优化产生的大量新的排产方案，没有考虑使用GPU异构并行计算，优化速度上有待提高。与本申请不同点：1)优化方式不同；2)没有使用GPU并行计算；

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钢铁企业冷轧区多产线的集批排程优化方法及系统。

根据本发明提供的一种钢铁企业冷轧区多产线的集批排程优化方法，包括：

步骤M1：获取冷轧区产线上待排产的钢卷信息，创建一个候选集批排程计划；

步骤M2：计算候选集批排程计划的总惩罚；