[发明专利]一种定尺钢板成材率最大化的MES物料形变方法

摘要

一种定尺钢板成材率最大化的MES物料形变方法，属于信息技术领域。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。优点在于，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。

主权项

1.一种定尺钢板成材率最大化的MES物料形变方法，其特征在于工艺步骤为：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、展宽比约束条件，利用定尺板物料形变算法，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：a)根据板坯压缩比(DSLBt/TO)约束条件，找出可能的板坯厚度DSLBt；如果对所有宽度都没有厚度满足要求，无解，系统给出压缩比无法满足用户要求提示；b)根据铸机约束，由板坯宽度和每一个可能的板坯厚度，计算出板坯的可能长度DSLBl＝ceil(PLMEmass/(DSLBw*DSLBt*(1-烧损率)*7.8/1000000)/STEP)*STEP；c)根据加热炉约束条件，如果DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之间，则记录此时PI及相应板坯尺寸；然后令PI＝PI-1，重复循环步骤2)计算过程，保留DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之间时的相应PI及板坯尺寸，一直循环计算到PI＝1；如果PI从floor(PLMELmax/LO)到1，没有DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之间，无解，系统给板坯规格无法满足用户要求提示；10)：检查是否存在DSLBl在DSLBLmin～DSLBLmax之间，存在则进行下一步处理；步骤2：从计算出的所有可能的坯型进行预处理，在满足企业设备生产能力约束条件下，筛选出能够使用的坯型，把不符合要求的坯型剔出，保留符合要求的坯型；步骤3：选坯调整，根据算式筛选出坯型组合；式中，PI表示定尺数，表示选中的坯型：被选中为1，不被选中0，X表示所选板坯块数，PIO表示客户订单所定块数；如果计算过程中无解，则令订单的钢板块数加1，重复步骤1计算，直到有解。步骤4：建立选坯优化模型对含有约束的多目标优化问题，将多目标合成单一目标进行优化，根据成材率最大化建立数学模型，目标函数如下：1)2)3)式中，DSLBw表示板坯宽度，DSLBt表示板坯厚度，DSLBl表示板坯长度，X表示块数，ρ表示密度，MASS订单要求钢板重量；步骤5：根据上一步构造的数学模型，利用遗传算法进行组坯，根据订单的需求选择出重量最小的板坯组合；步骤6：确定出每种组坯的成材率，选择出成材率最大的坯型与块数。