CN102799745A - 一种余材钢板快速自动组板方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种余材钢板快速自动组板方法，适用于钢铁企业大量库存余材钢板与合同钢板的快速匹配和布局优化。该方法：(1)从钢铁企业信息系统中抽取余材钢板、合同钢板数据；(2)通过规则匹配将数据划分为隔离的分组；(3)依次选取预置合同钢板，依据布局填充规则对余材钢板进行布局填充并暂存组板方案；(4)依据布局调整规则将布局方式调整为钢材组板规范板型；(5)对分组内所有备选组板方案进行全局搜索选取分组最优组板方案；(6)将组板方案发送至钢铁企业信息系统中。本发明方法在对组板方案进行快速搜索的同时兼顾全局优化，可以大幅提高钢铁企业余材钢板组板效率，显著改善组板成材率、合同交货期等关键业务指标。

Description

一种余材钢板快速自动组板方法

技术领域

本发明属于钢铁行业组板优化设计领域，尤其涉及钢铁企业大量库存余材钢板与合同情况下的一种余材钢板快速自动组板方法。

背景技术

钢铁企业生产过程中不可避免的会产生余材钢板，它属于钢铁生产过程中的半成品。库存余材钢板的产生会造成企业资金和场地的占用，因此需要尽快消化利用。余材钢板在作为成品出厂前，需要与合同进行种类繁多的规则匹配和性能校验，并实现合同钢板在余材钢板上的装填布局，此即余材钢板组板。除少量余材钢板可以直接充当挂合同出厂外，大多数余材钢板需进行组板、性能校验并经切割处理后才能作为可交付成品。

钢铁企业现行余材钢板组板以人工组板为主，即由生产计划人员在信息系统中根据材料参数对余材钢板、合同进行筛选，根据信息系统提供的辅助功能和人工经验确定匹配的组合并进行布局设计。钢铁企业中余材钢板和合同数量大、种类多，规格不一，在对大量库存余材钢板组板时，人工组板工作强度大，效率低，更突出的问题是，人工组板难于对所有余材钢板和合同从全局角度进行匹配和组板布局优化，组板成材率、合同交货期等关键业务指标难以保证。

国内钢铁行业关于余材钢板自动板组板目前尚未提出完善的方法，余材钢板自动组板涉及的关键问题主要是多目标优化问题和矩形布局问题。出于计算性能考虑，大规模的多目标优化问题和矩形布局问题现实中的求解策略多采用各种算法获取近似最优解。相关理论研究中比较有代表性的是构建余材合同匹配多目标优化模型并采用进化算法求解，但是现实中构建满足所有组板约束条件的模型难度较大，并且现有模型一般没有考虑组板过程中的矩形布局优化，模型实用性还存在问题。矩形布局虽然是一个成熟问题并且存在较多求解方法，但是，针对余材钢板组板具体背景的矩形布局相关研究还较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种余材钢板快速自动组板方法，该方法适用于钢铁企业大量库存余材钢板和合同钢板的快速匹配以及合同钢板在余材钢板上的布局优化，使用该方法可以大幅提高钢铁企业余材钢板组板效率，并显著改善组板成材率、合同交货期等关键业务指标。

本发明所采用的技术方案是：

一种余材钢板快速自动组板方法，所述余材钢板快速自动组板方法包括以下步骤：

(1)数据抽取：从钢铁企业信息系统中抽取当前余材钢板的余材钢板号、材料尺寸、牌号、工艺参数、物理性能、化学成分、材料堆放的库区、垛位、层号数据；合同钢板的合同钢板号、材料尺寸、牌号、工艺参数要求、材料性能要求、合同欠量、合同交货期和合同客户等级数据；

(2)匹配分组：通过规则匹配将数据划分为隔离的分组；

(3)组板布局：从分组内预排序合同钢板数据中依次选取预置合同钢板，依据布局填充规则对余材钢板进行布局填充并暂存组板方案；

(4)布局调整：依据布局调整规则将组板布局调整为钢材组板规范板型；

(5)全局搜索：对分组内所有备选组板方案进行全局搜索，依据组板评价方法选取最优组板方案；

(6)组板输出：将最优组板方案发送到钢铁企业信息系统中。

所述数据抽取步骤中，组板所需的当前余材钢板数据和合同钢板数据从企业信息系统中一次性抽取并按长度优先，宽度次之升序排列。

所述的规则匹配是通过预先定义好的业务规则对经过预排序处理的余材钢板数据和合同钢板数据进行尺寸、牌号、工艺参数的比较。

所述的布局填充规则是：在不超出余材钢板尺寸和合同钢板欠量的前提下，用选定预置合同钢板按从下至上、从右至左的顺序对余材钢板进行填充，填充后空余部分用比同层和同列最新填充合同钢板排序靠前的合同钢板继续填充。

所述的布局填充规则对于宽度方向有一层以上合同钢板的情形，还需满足：待填充合同钢板与长度方向同层已布局合同钢板的宽度可调范围存在交集，且与宽度方向同列已布局合同钢板的长度可调范围存在交集。

所述的组板评价方法是：对任意两个组板方案，依据一组业务指标中的第一优先级指标，对余材钢板和其上的每一件合同钢板依次计算比较，评判组板方案优劣，如无法评判优劣则转而采用次优先级指标按上述相同方法比较直至评判出结果。

所述组板布局步骤中，已？余材钢板组板暂存各种预置合同钢板条件下依据组板评价方法选取的最优可行方案作为备选组板方案，未？余材钢板组板暂存一个当前最优可行方案作为备选组板方案。

所述的布局调整规则是：对于长宽可调的合同钢板，按照从右至左，从下至上的顺序调整合同钢板的目标长宽，在满足余材钢板长度方向剖分线和宽度方向切分线一刀切前提下使合同钢板尺寸最大。

所述的组板方案的全局搜索方法是：依据组板评价方法选取分组内每个余材钢板备选组板方案中的最优可行方案，从各个余材钢板的最优可行方案中选定一个全局最优的余材钢板组板方案。

组板评价方法中的业务指标在组板开始前设定保存，业务指标优先级通过优先级序号确定和调整。

本发明所提供的方法其优点在于：所提供的余材钢板快速自动组板方法对组板方案进行快速搜索，组板过程中无人工干预动作，组板效率大幅提高；其次，所提供的方法基于一组优先级业务指标进行组板方案的全局搜索和评价，可以显著改善钢铁企业组板成材率、合同交货期等关键业务指标值；最后，本发明支持组板评价业务指标的动态设定和指标优先级的动态调整，可以更好地适应实际生产计划制定过程中变化的组板业务需求。

附图说明

图1为本发明实施例的余材钢板快速自动组板涉及的板型。

图2为本发明实施例的余材钢板快速自动组板方法的构成步骤。

图3为本发明实施例所构建的余材钢板快速自动组板模型结构图。

图4为本发明实施例所需的余材钢板数据、合同钢板数据以及组板方案输出的参考数据结构。

图5为本发明实施例的余材钢板快速自动组板方法总体流程图。

图6为由本发明实施例所衍生的余材钢板与合同钢板规则匹配分组过程的示意图。

图7为由本发明实施例所衍生的指定余材钢板的组板布局方法的流程图。

图8为由本发明实施例所衍生的在指定余材钢板上预置合同钢板的示意图。

图9为由本发明实施例所衍生的对预置合同钢板后的余材钢板进行布局填充的示意图。

图10为由本发明实施例所衍生的一层以上合同钢板布局填充规则示意图。

图11为由本发明实施例所衍生的布局调整示意图。

图12为由本发明实施例所衍生的对分组内余材钢板备选组板方案进行全局搜索的示意图。

图13为由本发明实施例所衍生的对余材钢板已有布局不能直接填充时调整布局重新填充的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。

实施例

本发明所述的钢铁企业信息系统是指钢铁企业用于生产制造执行管理的信息系统，是钢铁企业普遍使用的一种成熟信息系统，其包含的数据主要有生产设备、生产物料、生产计划、生产状况等数据，其中包含有本发明所需的余材钢板和合同钢板数据。

如图1所示，为本发明实施例的余材钢板快速自动组板涉及的板型，即合同钢板在余材钢板上的布局拼装方式。板型主要采用钢铁企业现行组板常用的布局拼装方式，以便于自动化切割和提高切割效率为基本原则。图1中a)所示是不带剖分的A1板型，其特点为母板上的所有子板都是同厚、同宽、但可以异长；b)所示是不带剖分的A2板型，其特点是母板上的子板是同厚、异宽、可异长；c)所示是带剖分的S1板型，其特点是母板上的所有子板是同厚同宽同长；d)所示是带剖分的S2板型，其特点为母板上的所有子板是同厚、同宽、异长、宽度方向二块同宽，101所示为宽度方向的切分线，102所示为长度方向剖分线；e)所示是带剖分的S7板型，其特点为同厚、上下小板异宽、同长(宽度方向二块不等宽但等长)、固定侧(第1层)钢板较移动侧(第2层)宽，固定侧、移动侧所有小板同宽，即长度和宽度方向都可以进行调整；f)所示是一种最灵活的板型，其特点是可以进行合同板的任意组合，实际生产中因其切割线不能满足一刀切要求需采用离线火切而较少采用，本发明方法暂不考虑该种板型。

如图2所示，为本发明实施例的余材钢板快速自动组板方法的构成步骤。图2中201所示数据抽取步骤从钢铁企业信息系统中抽取余材钢板的余材钢板号、材料尺寸、牌号、工艺参数、物理性能和化学成分数据；合同钢板的合同钢板号、材料尺寸、牌号、工艺参数、材料性能、合同欠量、合同交货期和合同客户等级数据；202所示匹配分组步骤通过规则匹配将数据划分为隔离的分组；203所示组板布局步骤依次选取预置合同钢板，依据布局填充规则对余材钢板进行布局填充；204所示布局调整步骤依据布局调整规则将布局方式调整为钢材组板规范板型；205所示全局搜索步骤对分组内所有备选组板方案进行全局搜索选取最优组板方案；206所示组板输出步骤将最优组板方案发送到钢铁企业信息系统。步骤203、204、205之间循环迭代以实现余材钢板组板方案全局搜索。

如图3所示，为本发明实施例所构建的余材钢板快速自动组板模型结构图。由图3可知，基于本发明方法所构建的余材钢板快速自动组板模型，首先需要数据抽取单元301从企业信息系统中加载余材钢板、合同钢板数据，然后通过匹配分组单元302将满足规则匹配的余材钢板、合同钢板划分到一个分组中，组板布局单元303使用分组数据中的合同钢板在各个余材钢板上进行布局填充，搜索备选组板方案，布局调整单元304将备选组板方案调整为便于切割的规范板型。全局搜索单元305对分组内余材钢板备选组板方案中进行全局搜索，寻找最优组板方案，组板输出单元306将组板结果发送到钢铁企业信息系统。307所示为预先设定的用于组板评价的业务指标参数库，303单元需读取其中数据进行组板备选方案的初步筛选，305单元需读取其中数据进行组板方案的全局评价。由301单元至306单元及307所示业务指标参数库一起构成308所示的余材钢板自动组板原型系统。

如图4所示，为本发明实施例所需的余材钢板数据、合同钢板数据以及组板方案输出的参考数据结构。图4中a)所示为余材钢板数据基本结构，b)所示为合同钢板数据基本结构，余材钢板、合同钢板数据中用于业务规则匹配的工艺参数、用于质量校验的物理性能、化学成分数据非常复杂却与本发明方法的主旨关联不大，因此不在此一一列出。c)所示自动组板输出主表结构中，小板块数为一个余材钢板组板方案所包含的合同钢板件数，成材率的计算方法为：交货合同钢板实际体积之和除以余材钢板体积；d)所示组板输出从表结构中，长度方向小板序号为按从右往左顺序合同在余材钢板板上出现的列序号，宽度方向小板序号为按从下往上顺序合同在余材钢板板上出现的行序号，推荐长度和宽度为经过长宽调整后的合同钢板最终目标长宽。

如图5所示，为本发明实施例的余材钢板快速自动组板方法总体流程图。首先，由步骤501从企业信息系统中抽取当前余材钢板、合同钢板数据，并按长度升序优先，宽度(合同钢板取最小宽度)升序次之排序；接着由步骤502对数据进行规则匹配以生成数据分组，步骤502的具体实现方法在图6中详细说明。如果找到分组，则执行步骤503对分组数据重新排序，排序规则与步骤501一致。对分组内余材钢板数据，选取其中的第K块余材钢板(初始K为1)，步骤504判断能否找到与余材钢板工艺参数、材料性能、规格尺寸完全匹配的合同钢板，如找到则当前余材钢板直接挂合同充当，如无法找到则由步骤505对余材钢板进行布局搜索，寻找可行备选组板方案，步骤505中详细流程如图7所示。步骤505搜索完毕后由步骤506判断是否找到任何备选组板方案，如无则表明当前余材钢板无法组板，执行步骤507在分组数据内去除当前余材钢板，并选取下一块余材钢板从步骤504起重复执行上述过程进行组板搜索。如果找到可行组板方案，则转至步骤508判断分组内是否还有空闲的未组板余材钢板，如无则通过步骤509对分组内所有余材钢板的所有备选组板方案全局搜索，具体搜索策略由图12详细说明。步骤509的搜索结果为本轮组板的最优组板方案，由步骤510发送到企业信息系统中保存，同时通过步骤511去除已输出余材钢板，并更新，因已输出余材钢板上合同钢板占用而导致未输出余材钢板的备选组板方案失效的，须去除失效组板方案。步骤512判断去除余材钢板后分组内是否还存在余材钢板，如存在则重新转至步骤508判断是否有空闲未组板余材钢板，如不存在则跳转至步骤502查找新的数据分组进行组板。步骤502中，如果无法找到新分组，则表明已完成余材钢板组板，自动组板过程结束。

如图6所示，为由本发明实施例所衍生的余材钢板与合同钢板规则匹配分组过程的示意图。其中，601为所有余材钢板数据集合，602为所有合同钢板数据集合，603所示为规则匹配分组过程中首块未加入分组的余材钢板索引。余材钢板和合同钢板的规则匹配是对根据业务规则对尺寸、工艺参数等进行核对比较，具体核对比较与本发明方法主旨无直接关联，不在此赘述。需要说明的是，本发明的规则匹配分组方法得到的分组内余材钢板与合同钢板数据之间并非完全匹配，具体能否匹配需要查询哈希字典607中关键字，此种做法的原因在于一些规则的存在(例如质量等级的以优充次)使得某些余材钢板可以适应多种合同钢板的要求，而某些余材钢板只能适应部分合同钢板要求，这样的情况下如果要实现分组内余材钢板、合同钢板的完全匹配则会导致相同余材钢板或合同钢板被划分至不同分组，提高组板优化复杂性。

承上述，规则匹配分组的具体方法为：从603余材钢板索引所指向的位置开始，对合同集合602中的合同从上至下进行正向匹配，如果找到可以匹配组合，则将匹配的余材钢板和合同钢板分别加入分组数据子集，并将匹配余材钢板和合同钢板的唯一编号组合作为关键字加入哈希字典607。例如，余材钢板A第一次找到匹配的合同钢板a，将余材钢板A和合同钢板a分别加入到605和606所示分组内余材钢板、合同钢板数据。从匹配过程中新加入的合同钢板a开始，对602中的余材钢板进行逆向匹配，匹配从索引603所指向余材钢板的下一块余材钢板开始，找到新匹配后从新余材钢板位置重新开始正向匹配。正向匹配的终止条件是：扫描到最后一个合同钢板或合同钢板最小长度大于余材钢板长度，逆向匹配的终止条件是：扫描到最后一个余材钢板或合同钢板长度大于余材钢板长度。正、逆向匹配过程采用递归方式反复进行，直至找不到新的匹配则一次分组结束。本发明实施例中完成一次匹配分组的具体步骤如604表表格所示。608所示为一次匹配分组后新的余材钢板索引位置，具体指向为当前余材钢板索引后首块未加入分组的余材钢板。

如图7所示，为由本发明实施例所衍生的指定余材钢板的组板布局方法的流程图。首先，初始化起始填充合同钢板序号J为1，开始用已排序合同钢板数据循环搜索布局方案。步骤701判断是否搜索到最末合同钢板。步骤702选定J号合同钢板，并初始化J号合同钢板所用件数COUNT为0。承前所述，组内合同钢板已经按最小长度升序和最小宽度升序排列，步骤703判断如果选定的J号合同钢板尺寸小于余材钢板尺寸，循环搜索结束，否则转至步骤704判断所选合同钢板是否满足组板约束条件，是否满足通过哈希字典查找取得。如果不满足组板约束则跳转至步骤707，J值加1，继续尝试用下一个合同钢板进行布局填充；如果满足组板约束条件，则通过步骤705尝试将所选J号合同钢板在不超出欠量前提下选择1件预置到余材钢板中，步骤706判断放置是否成功，成功则并将合同钢板选用件数COUNT加1，并转至步骤705继续放置相同合同钢板。步骤708判断余材钢板上是否预置成功1件合同钢板，未成功则转到步骤707令J加1，从第J号合同钢板重新开始搜索，已存在预置合同钢板则通过步骤709进行填充布局，具体的填充布局方法如图9所示，填充完毕后由步骤710判断是否满足组板阀值，如最低成材率等，如无法满足则转步骤707重新选择预置合同钢板搜索组板方案，如满足阀值则步骤711将搜索到的布局方案调整为便于切割的规范板型，具体调整方法如图11所示。布局调整完毕后，通过步骤712判断余材钢板是否已综判，如已综判则通过步骤713暂存当前布局方案，作为备选方案之一，如未综判，则材料物理性能、化学成分未知，此时仅选择当前业务指标最优的组板方案暂存，也即未综判余材钢板只暂存一个备选组板方案，当前组板方案是否优于之前暂存的方案通过步骤714判断，如果当前组板方案优于之前的暂存方案则替换之，否则直接转到步骤707继续搜索。步骤713和步骤715暂存或替换备选方案后同样转入步骤707继续搜索组板方案。

为更清晰的阐明本发明实施例，以下结合附图和表1、表2所示的一组已排序分组数据样例对后续各个步骤进行说明，与后续步骤执行非直接相关的数据不在此一一列出。考虑相邻合同钢板间切割损耗，设定为切缝量为30mm。

表格1分组合同钢板数据

表格2分组余材钢板数据

余材钢板号	宽度(mm)	长度(mm)	厚度(mm)
				2418031201	2800	10000	80
2418031202	2900	11500	80
				2418031203	3600	12900	80

如图8所示，为由本发明实施例所衍生的在指定余材钢板上预置合同钢板的示意图。图8中，801所示为预置前的空闲余材钢板。预置合同钢板5212165131按照右侧优先，下层优先的原则贴边放置，以缩短切割路径，预置成功得到布局802；如果余材钢板尚未综判则性能未知，需根据合同钢板要求的试样添加方式在头部或尾部添加用于材料性能检测的填充试样，如布局803所示，具体的填充试样尺寸和填充位置由已放置合同的取样要求确定。如合同钢板仍有欠量，在预置位置上方继续放置第二件合同钢板，并调整填充试样，放置成功得到布局804。如预置合同钢板仍有欠量，同列无法继续放置合同钢板，则从右侧第二列开始放置，得到布局805，如仍有欠量，依上所述继续布局。未综判余材的填充试样在后续组板过程中随着合同钢板的选取会不断调整，填充方式与前述过程类似，添加试样不改变已有板型，为更清晰的说明本发明方法的核心思想，后述附图及其说明中略去填充试样。

承前所述，如图9所示，为由本发明实施例所衍生的对预置合同钢板后的余材钢板进行布局填充的示意图。901所示为预置合同钢板5212165131后的布局，在不超出余材钢板尺寸和合同钢板欠量的前提下，按照从右往左，从下往上的顺序，用比当前预置或填充合同钢板排序靠前的合同钢板进行填充，首先找到的填充合同钢板为5212165132，填充后得到布局902。下层填充完毕后，上层空余位置找到合同钢板5212165133，填充后布局如903所示，剩下空余位置用合同钢板5212165132继续填充，最后得到如904所示布局。

图10所示为由本发明实施例所衍生的一层以上合同钢板布局填充规则示意图。为更清晰的说明这一规则，将合同钢板5212165132暂移至边侧。在布局1001中，合同钢板5212165133能填充到其所在位置的条件是同层合同的宽度范围和同列合同的长度范围存在交集，具体判定方法是同时满足以下两个条件：

1.min(最大长度1，最大长度2)≥max(最小长度1，最小长度2)；

2.min(最大宽度1，最大宽度2)≥max(最小宽度1，最小宽度2)。

其中，min是取得两个数值中的较小值，max是取得两个数据中的较大值。满足以上条件的填充布局可以保证能通过后续布局调整步骤得到规范板型。

如图11所示，为由本发明实施例所衍生的布局调整示意图。钢铁企业经常存在交货尺寸可以在一定范围内进行调整的合同，布局完成后可以进行布局调整，调整合同目标长宽，调长调宽原则是满足长度方向剖分线和宽度方向切分线一刀切要求，同时使得合同尺寸尽可能大，以提高余材利用率和板材自动化剪切率。图11中1101为调整前的组板布局。调整时首先进行长度调整，右侧合同优先开始放大，相同合同尺寸尽量采用相同尺寸，所有合同尽可能放大至填充满整个余材钢板长度，如1103所示。调长完成后进行宽度调整，下层优先开始放大，所有合同尽量放大至填满整个余材钢板宽度。经过合同钢板长宽调整后的最终布局方案如1104所示。

如图12所示，为由本发明实施例所衍生的对分组内余材钢板备选组板方案进行全局搜索的示意图。图12中1201为分组内组板前的余材钢板。由图可知，当完成分组内各个余材钢板组板布局后得到1202所示的各个余材钢板的备选组板方案。对每个余材钢板备选组板方案，依据组板评价优先级指标，如按成材率、交货期、合同欠量、合同客户等级、余材堆放垛位及层号等指标，进行组板方案评价，对余材钢板和其上的每一件合同钢板依次计算比较，评判组板方案优劣，如无法评判优劣则转而采用次优先级指标按上述相同方法比较直至评判出结果，组板评价后得到1203所示排序结果。选定每块余材钢板的最优组板方案得到1204所示方案选择，最优方案选定时需进行物理性能、化学成分校验，其中，余材钢板2418031203的最优方案31未予采用表示校验未通过，备选方案33被选定。对1204中各个余材钢板的最优组板方案，采用组板评价方法进行排序，方案31成材率最高，所以作为经过搜索选定的组内全局最优组板方案，得到1205所示的一轮全局搜索后的分组内最优组板方案。需要说明的是，图12表示的是一个已综判余材钢板的组板方案全局搜索过程，对于未综判余材钢板，由图7及其说明可知每个余材钢板仅保存一个当前最优的组板方案，所以，未综判余材钢板的最优组板方案搜索直接从图12中1204所示阶段开始。

基于前述余材钢板、合同钢板数据样例实施一个分组的余材钢板组板，依据图4的中c)、d)所示的余材钢板自动组板结果输出主表、从表结构，组板结果数据如表3、表4所示。

表格3组板结果输出主表

余材钢板号	板型	小板块数	成材率
				2418031201	A2	2	0.9587
2418031202	A2	2	0.9614
				2418031203	S2	6	0.9870

表格4组板结果输出从表

如图13所示，为由本发明实施例所衍生的对余材钢板已有布局不能直接填充时调整布局重新填充的示意图。常规布局填充以外，如果当前选定合同钢板不能直接在余材钢板已有布局上进行填充，但已有布局通过合理调整能获得新布局时，则可以尝试在新布局上进行填充。如图13中1301所示，合同钢板2不能直接填充到已有布局中(无法调整满足长度方向一刀切要求)，但合同钢板2与合同钢板1的长度可调范围存在交集使得两合同钢板可以调整满足宽度方向一刀切，且已有布局中宽度方向叠放的合同钢板，也可以调整为长度方向填充得到如1302所示的新布局，并可在布局1302基础上布局填充得到1303所示的新布局。另一种特殊的布局填充情况如1304所示，当已存在多层布局且合同钢板2不能直接填充时，可以尝试对已有布局中上层未填充满的合同钢板进行替换得到如1305所示的新布局，在此基础上继续填充并最终得到布局1306。

综上所述，本发明提供的方法从钢铁企业信息系统一次性抽取余材钢板、合同钢板数据，通过双向递归搜索将满足规则匹配的数据快速分组；对分组数据，通过选取预置合同钢板，依据一布局填充规则和一组板评价方法进行余材钢板备选组板方案搜索；通过一布局调整计算合同钢板目标长宽，将组板布局调整为便于切割的钢材组板规范板型；对分组内余材钢板备案组板方案进行全局搜索并通过组板评价方法选取最优组板方案；将最优组板方案发送到钢铁企业信息系统中。本发明的实施可以大幅提高钢铁企业余材钢板组板效率，并显著改善余材钢板组板成材率、合同交货期等关键业务指标。

Claims (10)

1.一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于，所述余材钢板快速自动组板方法包括以下步骤：

(1)数据抽取：从钢铁企业信息系统中抽取当前余材钢板的余材钢板号、材料尺寸、牌号、工艺参数、物理性能、化学成分、材料堆放的库区、垛位、层号数据；合同钢板的合同钢板号、材料尺寸、牌号、工艺参数要求、材料性能要求、合同欠量、合同交货期和合同客户等级数据；

(2)匹配分组：通过规则匹配将数据划分为隔离的分组；

(3)组板布局：从分组内预排序合同钢板数据中依次选取预置合同钢板，依据布局填充规则对余材钢板进行布局填充并暂存组板方案；

(4)布局调整：依据布局调整规则将组板布局调整为钢材组板规范板型；

(5)全局搜索：对分组内所有备选组板方案进行全局搜索，依据组板评价方法选取最优组板方案；

(6)组板输出：将最优组板方案发送到钢铁企业信息系统中。

2.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述数据抽取步骤中，组板所需的当前余材钢板数据和合同钢板数据从企业信息系统中一次性抽取并按长度优先，宽度次之升序排列。

3.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述的规则匹配是通过预先定义好的业务规则对经过预排序处理的余材钢板数据和合同钢板数据进行尺寸、牌号、工艺参数的比较。

4.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述的布局填充规则是：在不超出余材钢板尺寸和合同钢板欠量的前提下，用选定的预置合同钢板按照从下至上、从右至左的顺序对余材钢板进行填充，填充后的空余部分用比同层和同列最新填充合同钢板排序靠前的合同钢板继续填充。

5.如权利要求1或4所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述的布局填充规则对于宽度方向有一层以上合同钢板的情形，还需满足：待填充合同钢板与长度方向同层已布局合同钢板的宽度可调范围存在交集，且与宽度方向同列已布局合同钢板的长度可调范围存在交集。

6.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述的组板评价方法是：对任意两个组板方案，依据一组业务指标中的第一优先级指标，对余材钢板和其上的每一件合同钢板依次计算比较，评判组板方案优劣，如无法评判优劣则转而采用次优先级指标按上述相同方法比较直至评判出结果。

7.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述组板布局步骤中，已综判余材钢板组板暂存各种预置合同钢板条件下依据组板评价方法选取的最优可行方案作为备选组板方案，未综判余材钢板组板暂存一个当前最优可行方案作为备选组板方案。

8.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述的布局调整规则是：对于长宽可调的合同钢板，按照从右至左，从下至上的顺序调整合同钢板的目标长宽，在满足余材钢板长度方向剖分线和宽度方向切分线一刀切前提下使合同钢板尺寸最大。

9.如权利要求1所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：所述的组板方案的全局搜索方法是：依据组板评价方法选取分组内每个余材钢板备选组板方案中的最优可行方案，从各个余材钢板的最优可行方案中选定一个全局最优的余材钢板组板方案。

10.如权利要求6所述的一种余材钢板快速自动组板方法，其特征在于：组板评价方法中的业务指标在组板开始前设定保存，业务指标优先级通过优先级序号确定和调整。

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