[发明专利]一种提高钢铁企业板坯利用率的板坯与合同转用匹配方法

权利要求书

1.一种提高钢铁企业板坯利用率的板坯与合同转用匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：下载板坯信息与合同信息；

步骤二：根据步骤一的信息建立数学模型，定量化描述板坯与合同转用匹配问题；

步骤三：根据实际工艺运行参数，对步骤二的数学模型中的参数进行设置；

步骤四：将板坯和合同分组，使不同组的板坯与合同不具有匹配关系；

步骤五：对步骤四每组合同和板坯数据，采用基于多邻域的禁忌搜索算法重新获得板坯与合同的匹配关系；

步骤六：对步骤五的结果进行检查，如果对结果不满意，则对结果进行修改；如果对结果满意，则送交执行。

2.根据权利要求1所述的一种提高钢铁企业板坯利用率的板坯与合同转用匹配方法，其特征在于：步骤二所述的根据步骤一信息建立数学模型，定量化描述板坯与合同转用匹配问题的步骤如下：

Step1.1：选择决策变量；

Step1.2：确定优化目标；

Step1.3：定量化描述板坯与合同转用匹配约束条件。

3.根据权利要求2所述的一种提高钢铁企业板坯利用率的板坯与合同转用匹配方法，其特征在于，所述Step1.1-Step1.3的各个步骤如下：

Step1.1：选择决策变量

设决策变量x_ij表示板坯i与合同j的匹配关系，当板坯i分配给合同j时，x_ij取值为1；否则，为0；

Step1.2：确定优化目标，包括

最小化板坯以优充次：

MinΣj=1mΣi=1nc1ijxij]]>

(1)

其中，m为所有可配合同的个数，n为所有可配板坯的个数，c1_ij为将可配板坯i分配给可配合同j时，由于钢级差异所导致的费用；

最小化板坯的切损量：

MinΣj=1mΣi=1nc2ijxij]]>

(2)

其中，c2_ij为将板坯i匹配给合同j时，由于重量、宽度、长度等规格差异所导致的切损费用；

最小化合同余材量：

Minu1max(0,Σi=1naixij-Ajmax)]]>

(3)

其中，u₁表示由合同余材量而引起的惩罚费用，a_i为板坯i的重量，为合同j的需求量上限；

最小化合同欠量：

Minu2min{max(0,Ajmin-Σi=1naixij),UW}]]>

(4)

其中，u₂表示由合同欠量而引起的惩罚费用，为合同j的需求量

下限，UW为最大欠量惩罚值；

最大化合同按时交货奖励：

MaxΣj=1mΣi=1nRjxij]]>

(5)

其中，R_j表示合同j的交货期优先级奖励，合同的交货期距离当前计划时刻越近，其交货期优先级奖励值越大；

最小化未完成合同惩罚：

MinΣj=1mPjv(Aj-ALj-Σi=1naixij)]]>

(6)

其中，P_j表示未完成合同j的惩罚，A_j为合同j的板坯欠量，AL_j表示合同j允许的最大欠量，函数v(x)表示，当x＞0是，v(x)取值为1；否则为0；

最小化各个热轧后续机组的超量惩罚：

MinΣj∈Hkmax{Σi=1najxij-Tk,0}]]>

(7)

其中，H_k表示需要经过机组k的合同集合，T_k表示机组k的最大机组产能；

则板坯与合同转用匹配问题的数学模型为：

MinΣj=1mΣi=1n(c1ij+c2ij)xij+u1max(0,Σi=1naixij-Ajmax)+u2min{max(0,Ajmin-Σi=1naixij),UW}]]>

-Σj=1mΣi=1nRjxij+Σj=1mPjv(Aj-ALj-Σi=1naixij)+Σj∈Hkmax{Σi=1naixij-Tk,0}---(8)]]>

Step1.3：定量化描述板坯与合同转用匹配约束条件

匹配规格约束：当板坯的钢级与合同要求的钢级相同或相似，且板坯的宽度、长度、重量在合同的要求范围之内时，板坯可以匹配给合同，将其转化为数学表达式为：

x_ij≤M_ij    i＝1，2，...，n；j＝1，2，...，m          (9)

其中M_ij为剩余板坯i与合同j的匹配标志，当匹配规格都满足时，该标志位为1，否则为0；

匹配模式约束：每块板坯必须且仅能分配给一个合同，将其转化为数学表达式为：

Σj=1mxij=1,i=1,...,n]]>

(10)

合同余材量约束：若合同匹配有新的板坯，则匹配给合同的板坯总量不超过最大允许匹配限制，但当没有匹配新的板坯时，不需要满足该约束，将其转化为数学表达式为：

Σi=1naixij+(AjT-Aj)≤Ajmin+mini∈{1,...,n}{ai|xij=1}+L·mini∈{1,...,n}{1-xij|j≠O(i)}j=1,2,...,]]>

其中，为合同j的最小需求板坯重量，为合同j的订货量，L为正整数；

机组平衡约束：转用匹配后要求，通过各个机组的板坯总重量满足机组的能力的下限要求，防止机组断料，以保证生产平衡；将其转化为数学表达式为：

Σj∈HkΣi=1naixij≥Bkk=1,...,K]]>

(12)

其中，B_k表示机组k的机组能力下限；

决策变量取值约束：

x_ij∈{0，1}        i＝1，2，...，n；j＝1，2，...，m       (13)。