本發(fā)明屬于寬厚板軋制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種寬厚板軋制中雙定尺板的坯料選型方法。
背景技術(shù)：
寬厚板產(chǎn)品規(guī)格可達數(shù)千種，而由于受坯料(生產(chǎn)寬厚板的毛坯料)生產(chǎn)條件限制，大部分寬厚板生產(chǎn)線，其坯料規(guī)格較為有限。因此，在廠家固有的坯料中，如何選擇最優(yōu)坯料進行目標(biāo)板材的軋制，對于提高企業(yè)的利潤率及減少其坯料庫存及簡化物流安排，均具有現(xiàn)實意義?，F(xiàn)在企業(yè)常用的坯料選型中，基本以手工或者簡單的excel計算為主，這些計算基本無法全面考慮軋制節(jié)奏、正品率等，其選擇的坯料往往不是最優(yōu)的，從而造成了不應(yīng)該有的余材、時間浪費等。
交付客戶的鋼板分為單定尺和雙定尺兩種。單定尺鋼板只要求交付的鋼板的寬度達到要求，而長度卻沒有要求，即“寬度達標(biāo)，長度隨意”。而雙定尺則是長度和寬度都有確定的尺寸要求，即“定長定寬”。一般來說，雙定尺板比單定尺板坯料選型要更為復(fù)雜。假設(shè)客戶需要生產(chǎn)某類型鋼板，如果采用a坯料生產(chǎn)，假設(shè)每塊坯料軋制出來的鋼板總長是36米，此時如果客戶要求的是單定尺，則36米可以全部交付客戶，隨意剪切，方便運輸即可。但是如果客戶要求的是雙定尺，且定尺要求是8米每段，則這36米的鋼板，只能切割成4段8米的，剩余的4米則變成了無法銷售的非計劃成品(余材)，只能堆放倉庫里，找到碰巧有人要的時候銷售。如果選擇坯料b，假設(shè)軋制出來鋼板全長是27米，則可以切割成3段8米的定長，還剩3米余材堆放庫里。當(dāng)然，也有可能存在某塊坯料c，恰好生產(chǎn)出來鋼板全長是16米，切割成兩段8米剛剛好，這樣看，貌似坯料c最好，沒有浪費；但是c坯料也有自己的不足之處，它的缺點就是軋制太慢，生產(chǎn)率低下；因為采用a坯料，雖然有4米余材，但是生產(chǎn)率高，1塊坯料可以生產(chǎn)4塊成品，而采用c坯料，雖然沒有非計劃剩余，但是其1塊坯料只能生產(chǎn)2塊產(chǎn)品，也就意味著，采用a坯料可能1天能完成客戶訂單，但是采用c坯料可能需要1.5天，生產(chǎn)效率低下。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種寬厚板軋制中雙定尺板的坯料選型方法，綜合考慮了成材率、正品率、生產(chǎn)效率，可以達到軋機單位時間內(nèi)的產(chǎn)值最高的目的。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
一種寬厚板軋制中雙定尺板的坯料選型方法，包括以下步驟：
(一)讀取客戶訂單的尺寸規(guī)格；
(二)讀取坯料庫所有坯料的信息，從第1塊坯料開始，挨個搜索，設(shè)坯料標(biāo)號變量為i，初始值為1；
(三)搜索第i塊坯料；
(四)設(shè)置軋件展寬比(展寬比就是目標(biāo)產(chǎn)品的寬度除以坯料的初始寬度)或軋制長度為限制條件，如果軋件展寬比不在1.0～1.8之間或者軋件長度超過軋機最大長度極限lmax，則直接進入步驟㈩，否則進入下一步驟；
(五)求軋件倍尺數(shù)m，倍尺數(shù)m＝int(軋件長度/目標(biāo)長度)，其中int()為對括號里的數(shù)取整；
(六)求所需要投放的初始坯料塊數(shù)n，n＝int(訂單塊數(shù)/倍尺數(shù))，其中int()為對括號里的數(shù)取整；
(七)判斷n*m是否滿足訂單塊數(shù)，不滿足則n加1，繼續(xù)判斷，直至滿足為止；
(八)進行當(dāng)前坯料的生產(chǎn)總時間計算(坯料生產(chǎn)總時間等于坯料塊數(shù)乘以單塊生產(chǎn)總時間，單塊生產(chǎn)總時間有兩種計算方法，方法一，目前一般現(xiàn)場均有二級計算機系統(tǒng)，采用二級計算機系統(tǒng)計算的道次數(shù)，以及每個道次的軋制時時，將所有道次時間加起來即可。方法二，根據(jù)歷史記錄查詢，一般成熟的生產(chǎn)線，各種坯料均有生產(chǎn)記錄，查詢該坯料與本次生產(chǎn)相近目標(biāo)厚度的實際生產(chǎn)時間即可)；
(九)通過公式(1)計算單時產(chǎn)值標(biāo)識，
υ＝ζa1/(nt)a2(1)
公式(1)中，υ為單時產(chǎn)值標(biāo)識，υ越大，表明產(chǎn)值能力越強；t為坯料的軋制周期；a1、a2分別為正品率、軋制總時間的權(quán)重系數(shù)；ζ為正品率，定義正品率為訂單重量與生產(chǎn)重量之比，正品率越高，則意味著余材較少，有利于減少庫存及非計劃浪費；
(十)判斷當(dāng)前是否是最后一塊坯料，若不是，則坯料號i加1，跳轉(zhuǎn)至步驟㈢；
(十一)單時產(chǎn)值標(biāo)識υ的計算結(jié)果按照降序排列；
(十二)終止。
本發(fā)明目標(biāo)函數(shù)表達式：
本發(fā)明以“單時產(chǎn)值標(biāo)識”為目標(biāo)函數(shù)，它是一個衡量軋機單位時間內(nèi)的產(chǎn)值的標(biāo)識量，其定義式如式(1)所示：
υ＝ζa1/(nt)a2(1)
式中，υ為單時產(chǎn)值標(biāo)識，υ越大，表明產(chǎn)值能力越強；t為某種坯料的軋制周期，n為該坯料所需要的投料塊數(shù)。a1、a2分別為正品率、軋制總時間的權(quán)重系數(shù)，它們的默認值為1；式(1)中等號右側(cè)分子為產(chǎn)值率，分母為軋制總時間(nt)，其物理意義為：在生產(chǎn)相同重量的產(chǎn)品時，正品率越高，所用時間越短，表明該軋制單位時間內(nèi)的產(chǎn)值率越高，坯料選型越成功。
如公式(1)所示，雙定尺板的坯料選型是涉及到生產(chǎn)效率和正品率的雙變，可以根據(jù)具體的情況，選擇不同的因素及它們權(quán)重的高低。比如某個企業(yè)，訂單較少，則可以忽略生產(chǎn)效率因素，給予正品率更高的考慮權(quán)重。而另外一個企業(yè)，可能生產(chǎn)任務(wù)非常緊急，則可以給予生產(chǎn)效率更高的權(quán)重。因此，本發(fā)明的坯料選型方法應(yīng)是一個動態(tài)可調(diào)整的方法，但是無論企業(yè)如何選擇各因素的權(quán)重，其追求單位時間內(nèi)利潤最高的目的是不會變的。因此，本發(fā)明雙定尺板的坯料選型方法，也可以達到以企業(yè)單位時間內(nèi)的利潤最高的目的。
本發(fā)明計算正品率：
在此定義正品率為訂單重量與生產(chǎn)重量之比(生產(chǎn)重量減去訂單重量，等于前面所述的余材重量)，正品率越高，則意味著余材較少，有利于減少庫存及非計劃浪費等。雙定尺板需要嚴(yán)格考慮軋件的目標(biāo)長度，目標(biāo)寬度及目標(biāo)厚度，即目標(biāo)軋件的單重是固定的，對于任一坯料，首先需要考慮的是倍尺數(shù)，倍尺數(shù)的計算方法是首先根據(jù)坯料數(shù)據(jù)(長寬高)及目標(biāo)數(shù)據(jù)(長寬高)，進行軋件的長度計算，如果軋件展寬比不在1.0～1.8之間或者軋件長度超過軋機最大長度極限lmax，則此坯料不滿足生產(chǎn)要求，棄之不用。如果邊界檢索符合條件，可以使用，則以軋件長度除以定尺長度(客戶提供)，并將結(jié)果取整(舍去小數(shù)部分)，即可以得到倍尺數(shù)。隨后，以訂單塊數(shù)除以倍尺數(shù)，并取整，即可以得到初始坯料塊數(shù)n，如果初始坯料塊數(shù)n乘以倍尺數(shù)小于目標(biāo)塊數(shù)，則n自加1，循環(huán)迭代計算，則可以計算出所需投料塊數(shù)。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明綜合考慮了正品率、生產(chǎn)效率，可以達到軋機單位時間內(nèi)的產(chǎn)值最高的目的。本發(fā)明相對于人工選型，其具體優(yōu)勢有：(1)由于將坯料選型所需要考慮的各種因素通過“單時產(chǎn)值標(biāo)識”進行了量化，因此，企業(yè)完全可以根據(jù)單位時間內(nèi)產(chǎn)值最大的這樣一個思想，自己行根據(jù)市場情況和生產(chǎn)情況，增減因素及修正其權(quán)重；比如，如果企業(yè)訂單不多，企業(yè)即使軋制完成，軋機也是停機，則企業(yè)此時可以將生產(chǎn)時間的因素的權(quán)重置為0，即完全不用考慮軋制時間是否浪費，只需要考慮正品率和成材率，甚至將展寬比的因素納入進去，爭取用最少的成材率損失得到最高的正品率，而不在乎犧牲一些軋制時間，因為軋機閑著也是閑著；反之，如果市場銷售火爆又或者訂單緊急，違約交付要罰款，由于市場火爆，余材可能也比較好出售，則此時軋制節(jié)奏是重中之重，軋制時間越少越好，此時應(yīng)該重點提高式(1)中分母的權(quán)重，其意義是，完成訂單的時間越少越好。(2)本發(fā)明為計算機編程提供了數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)，使得坯料選型變的輕松簡單，企業(yè)工作的人員應(yīng)該都了解，企業(yè)里的計劃員是比較勞累和辛苦的，他們每天都在進行著繁重的計算和勞動，這樣一方面效率低，另一個方面，過度勞累則容易出錯，無形之中增加了企業(yè)的生產(chǎn)損失和成本。采用本模型進行計算機編程，可以將坯料選型所需要的各種因素以復(fù)選框的形式放在界面上，操作人員直接選取各個因素并輸入它們的權(quán)重系數(shù)，即可進行坯料選型，還可以根據(jù)選型結(jié)果再次修正權(quán)重，直到認為比較合適，這樣基本相當(dāng)于半自動化選型，既解放了勞動力、減少失誤、提高效率和精度，還可以充分利用人的主導(dǎo)作用，使計算機模型真正成為人的工具，更好的為生產(chǎn)服務(wù)。
本申請與已經(jīng)公開的專利號為201410562548.5，專利名稱為“一種中厚板軋制中單定尺板的坯料選型方法”的專利主要區(qū)別為：
⑴目標(biāo)函數(shù)不同：“一種中厚板軋制中單定尺板的坯料選型方法”所應(yīng)用的軋機上，由于mas軋制技術(shù)條件不成熟，因此，不同坯料成材率波動較大，所以其目標(biāo)函數(shù)，也即“單時產(chǎn)值標(biāo)識”函數(shù)中，含有成材率因素，而本申請主要應(yīng)用是新建寬厚板軋機，故mas軋制功能比較完善，所以鋼板的矩形化程度較高，因此切頭尾切邊損失較小，故不同坯料的成材率波動不大，所以本申請中的目標(biāo)函數(shù)“單時產(chǎn)值標(biāo)識”函數(shù)中，沒有納入成材率因素。
⑵坯料選型本質(zhì)原理不同：
單定尺板(一種中厚板軋制中單定尺板的坯料選型方法)：在生產(chǎn)中，“單定尺板”的含義是客戶只要求寬度，不要求長度，按照重量來訂貨，比如客戶需要100噸2800mm寬的中厚板，則只要寬度為2800mm，重量總重達到100噸即可，對于單塊交付的子板的長度不做要求，比如可以交付長度10米一塊的子板，也可以交付8米一塊的子板。它唯一存在庫存積壓的可能是總訂單可能剩余1塊或者2塊“余材”，比如采用某種坯料，需要15塊坯料，即可滿足訂單需求。假設(shè)15塊坯料，共計可以生產(chǎn)45塊子板，但是44塊子板是100噸，所以可能會剩余1塊子板。
雙定尺板(本申請)：雙定尺板是客戶要求產(chǎn)品“定長定寬”，比如可能要求100噸寬度2800，但是長度必須10米一塊的子板。那么假設(shè)某種坯料生產(chǎn)出來是29米，則只能切割成2塊10米的，一塊9米的，那這塊9米的子板客戶必定不要，肯定是庫存“余材”。所以雙定尺坯料選型，必須盡可能尋找那些余材較少的坯料，比如上例中，要尋找產(chǎn)品總長度剛好是10米的整數(shù)倍的坯料，或者與10米的整數(shù)倍偏差不大的坯料。當(dāng)然，實際選型中，還必須考慮生產(chǎn)效率因素，或者根據(jù)企業(yè)需求，將其他因素考慮進去。
因此，雙定尺與單定尺有著本質(zhì)的不同，其坯料選型的模型也存在本質(zhì)的區(qū)別。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的坯料選型方法的流程圖。
具體實施方式
實施例1
本實施例是一種寬厚板軋制中雙定尺板的坯料選型方法，流程如圖1所示，圖中，倍尺數(shù)意義為一塊坯料能夠生產(chǎn)的子板數(shù)，比如前述的36米鋼板能截出4塊8米的鋼板，則倍尺數(shù)為4。訂單塊數(shù)為客戶需要的定的子板的數(shù)量。流程圖中int()為對括號里的數(shù)取整的意思，坯料選型方法具體包括以下步驟：
(一)讀取客戶訂單的尺寸規(guī)格；
(二)讀取坯料庫所有坯料的信息，從第1塊坯料開始，挨個搜索，設(shè)坯料標(biāo)號變量為i，初始值為1；
(三)搜索第i塊坯料；
(四)設(shè)置軋件展寬比(展寬比就是目標(biāo)產(chǎn)品的寬度除以坯料的初始寬度)或軋制長度為限制條件，如果軋件展寬比不在1.0～1.8之間或者軋件長度超過軋機最大長度極限lmax，則直接進入步驟㈩，否則進入下一步驟；
(五)求軋件倍尺數(shù)m，倍尺數(shù)m＝int(軋件長度/目標(biāo)長度)，其中int()為對括號里的數(shù)取整；
(六)求所需要投放的初始坯料塊數(shù)n，n＝int(訂單塊數(shù)/倍尺數(shù))，其中int()為對括號里的數(shù)取整；
(七)判斷n*m是否滿足訂單塊數(shù)，不滿足則n加1，繼續(xù)判斷，直至滿足為止；
(八)進行當(dāng)前坯料的生產(chǎn)總時間計算(坯料生產(chǎn)總時間等于坯料塊數(shù)乘以單塊生產(chǎn)總時間，單塊生產(chǎn)總時間有兩種計算方法，方法一，目前一般現(xiàn)場均有二級計算機系統(tǒng)，采用二級計算機系統(tǒng)計算的道次數(shù)，以及每個道次的軋制時時，將所有道次時間加起來即可。方法二，根據(jù)歷史記錄查詢，一般成熟的生產(chǎn)線，各種坯料均有生產(chǎn)記錄，查詢該坯料與本次生產(chǎn)相近目標(biāo)厚度的實際生產(chǎn)時間即可)；
(九)通過公式(1)計算單時產(chǎn)值標(biāo)識，
υ＝ζa1/(nt)a2(1)
公式(1)中，υ為單時產(chǎn)值標(biāo)識，υ越大，表明產(chǎn)值能力越強；t為坯料的軋制周期；n為坯料所需要的投料塊數(shù)；a1、a2分別為正品率、軋制總時間的權(quán)重系數(shù)；ζ為正品率，定義正品率為訂單重量與生產(chǎn)重量之比，正品率越高，則意味著余材較少，有利于減少庫存及非計劃浪費；
(十)判斷當(dāng)前是否是最后一塊坯料，若不是，則坯料號i加1，跳轉(zhuǎn)至步驟㈢；
(十一)計算結(jié)果(計算結(jié)果的內(nèi)容如表3各列所示)按照單時產(chǎn)值標(biāo)識量υ的降序排列；
(十二)終止。
例如：已知企業(yè)具有的坯料規(guī)格及單重如表1所示，單重單位為噸，軋件切邊量如表2所示。設(shè)有50塊目標(biāo)尺寸為14mm×2200mm×9000mm的雙定尺船板訂單，采用表1所示模型對數(shù)據(jù)庫中的90種坯料進行選型，其選型結(jié)果按照單時產(chǎn)值標(biāo)識進行排序，結(jié)果如表3所示。根據(jù)表3直接選擇第1或者第2種坯料。
表1坯料規(guī)格及單重表
表2軋件切變量數(shù)據(jù)
表3雙定尺板坯料選型結(jié)果
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。