CN104408283A - 一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，按以下步骤进行：㈠计算成材率：在坯料选型中必须考虑成材率以保证成品尺寸的轧制，保证一定的正品率；㈡计算正品率：将正品率定为100%或定为轧件的总重减去非正品重量再除以轧件总重；㈢建立目标函数表达式：坯料选型的目标函数是“单时产值标识”，其是一种轧机单位时间内的产值的标识量；㈣根据目标函数表达式计算单时产值标识，并将计算结果按照单时产值标识量υ的降序排列，υ越大，表明产值能力越强。本发明通过对正品率及成材率的综合考虑，建立了目标函数，可以动态的进行坯料选型，从而满足企业的生产需求，使其效益最大化。

Description

一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法

技术领域

本发明属于中厚板轧制技术领域，具体的说是一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法。

背景技术

中厚板产品规格可达数千种，而由于受坯料生产条件限制及管理条件限制，大部分中厚板生产线，尤其是对于没有配套连铸生产线的中厚板生产线来说，其坯料规格较为有限，而在中国大量存在着这种生产线。因此，在厂家固有的坯料中，如何选择最优坯料进行目标板材的轧制，对于提高企业的成材率、利润率以及减少其坯料库存及简化物流安排，均具有现实意义。

现有技术中的坯料选型方法，基本以手工或者简单的EXCEL计算为主，这些计算基本不考虑或者无法全面考虑轧制节奏、正品率、成材率等，因此，其选择的坯料往往不是最优的，从而造成了不应该有的余材、时间浪费等。没有一种针对单定尺板的以轧机单位时间内的最高产值为目标的坯料选型技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，综合考虑了成材率和正品率，可以实现轧机单位时间内的产值最高。

本发明解决以的技术问题的技术方案是：

一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，按以下步骤进行：

㈠计算成材率：

在坯料选型中必须考虑成材率，提前进行相关尺寸裕量的预留，以保证成品尺寸的轧制，保证一定的正品率，其成材率表达式如下式(1)所示：

$\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{hbl}}{(h+\mathrm{\Δh})(b+\mathrm{\Δb})(l+\mathrm{\Δl}+l_{\mathrm{TP}})\÷(1-S)}---\left(1\right)$

式中，h、b及l分别为成品的厚度、宽度及总长度；Δb、Δl分别相应宽度、长度尺寸的裕量，实际生产中为相应的切损量；Δh为厚度裕量，即成品厚度与公称厚度的差，目前虽然普遍采用负公差轧制，但是由于通常都是按照公称厚度交货，Δh取0；S为氧化铁皮烧损率；l_TP为实际生产中剪去的试样长度；上述各种尺寸变量单位为m；

㈡计算正品率：按以下步骤进行：

⑴判断轧件长度是否过长而需要切割成子块，若否，则将正品率定为100％；若是，则进入步骤⑵；⑵判断生产重量与订单重量的差值除以成材率是否大于坯料重量的1/2，若否，则将正品率定为100％；若是，则将正品率定为轧件的总重减去非正品重量再除以轧件总重；

㈢建立目标函数表达式：

坯料选型的目标函数是“单时产值标识”，其是一种轧机单位时间内的产值的标识量，其定义式如下式(2)所示：

$\mathrm{\υ}=\frac{{\mathrm{\ξ}}^{a_1}{\mathrm{\γ}}^{a_2}}{{\left(\mathrm{mt}\right)}^{a_3}}---\left(2\right)$

式中，υ为单时产值标识；t为坯料的轧制周期；ζ为正品率；γ为成材率；m为该坯料所需要的投料块数；a₁、a₂和a₃别为正品率、成材率以及轧制总时间的权重系数，a₁和a₂默认值为1；

㈣根据目标函数表达式计算单时产值标识，并将计算结果按照单时产值标识量υ的降序排列，υ越大，表明产值能力越强。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其中a₃默认值为1。

前述的中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其中如果企业订单不足或者不紧急，生产任务不重，轧制完成订单后停机，则将a₃置0。

前述的中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其中如果企业生产任务繁重，多个订单要求都很紧急，则将a₃置2或3。

本发明的有益效果是：本发明通过对正品率及成材率的综合考虑，建立了目标函数，通过调节相关权重，可以根据企业的具体情况，动态的进行坯料选型，从而满足企业的生产需求，使其效益最大化。总之，本发明是一种针对单定尺板的以轧机单位时间内的最高产值为目标的坯料选型方法。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，按以下步骤进行：

㈠计算成材率：

在坯料选型中，必须考虑成材率，提前进行相关尺寸裕量的预留，以保证成品尺寸的轧制，保证一定的正品率，其成材率表达式为：

$\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{hbl}}{(h+\mathrm{\Δh})(b+\mathrm{\Δb})(l+\mathrm{\Δl}+l_{\mathrm{TP}})\÷(1-S)}---\left(2\right)$

式中，h、b及l分别为成品的厚度、宽度及总长度；Δb、Δl分别相应宽度、长度尺寸的裕量，实际生产中为相应的切损量；Δh为厚度裕量，即成品厚度与公称厚度的差，目前虽然普遍采用负公差轧制，但是由于通常都是按照公称厚度交货，Δh取0；上述各种尺寸变量单位为m；S为氧化铁皮烧损率；l_TP为实际生产中剪去的试样长度。

㈡计算正品率：

正品率的大小会直接影响单时产值标识，也因此会对坯料选型的结果造成直接的影响。在此首先规定正品率为某批次产品中，订单重量与生产重量之比，则正品率越高，库存量将会越少，故产值越高。本发明单定尺板的正品率的确定如下：

由于规格板交货为按块称重交货，即按实际重量交货，所以除非实际生产中多生产出一块(比如15块可以达到订单重量，而生产出了16块)，否则一般不会造成非正品，也即正品率为百分之百。而由于坯料设计是循环迭代运算，计算一般比较严密，所以出现这种情况一般只能是坯料较大，轧件较长，在轧件1切2或者1切3的情况下，多出了一个或几个“子块”，所以非正品的产生必须满足两个条件：一是轧件长度过长，切割成子块，二是当生产重量与订单重量的差值，除以成材率，大于坯料重量的1/2时(上述为1切2的情况下，在1切3的情况下，大于1/3时，多一个子块，大于2/3时，多两个子块)，才会出现多余“子块”，此时才会出现非正品，非正品量为多余“子块”的重量，所以此时正品率为轧件的总重减去非正品重量，除以轧件总重。具体为：⑴判断轧件长度是否过长而需要切割成子块，若否，则将正品率定为100％；若是，则进入步骤⑵；⑵判断生产重量与订单重量的差值除以成材率是否大于坯料重量的1/2，若否，则将正品率定为100％；若是，则将正品率定为轧件的总重减去非正品重量再除以轧件总重；

㈢建立目标函数表达式：

坯料选型中，除了需要尽可能获得较高的成材率外，还需要兼顾正品率(交货重量/生产重量)，以减小库存压力，同时还应该兼顾投料块数，以免造成生产时间过长，影响生产效率。坯料选型的目标函数是“单时产值标识”，其意义是一种轧机单位时间内的产值的标识量，其定义式如式(1)所示：

$\mathrm{\υ}=\frac{{\mathrm{\ξ}}^{a_1}{\mathrm{\γ}}^{a_2}}{{\left(\mathrm{mt}\right)}^{a_3}}$

(1)

式中，υ为单时产值标识，υ越大，表明产值能力越强；t为坯料的轧制周期；ζ为正品率；γ为成材率；m为该坯料所需要的投料块数；a₁、a₂和a₃别为正品率、成材率以及轧制总时间的权重系数，这里的a₁、a₂和a₃分别表示了企业对正品率、成材率和完成订单所需要总时间的重视程度，它们默认值为1；上述各种尺寸变量单位为m。

式(1)中等号右侧分子为产值率，分母为轧制总时间(m*t)，其物理意义为：在生产相同重量的产品时，正品率及成材率越高，所用时间越短，表明该轧制单位时间内的产值率越高，坯料选型越成功。

如果企业订单不足或者不紧急，生产任务不重，轧制完成订单后，也是停机，则此时应更加重视坯料选型的正品率和成材率，而直接无视轧制所需要花的时间，此时可以将a₃置0，其意义为，无论轧制需要多少时间，企业都不在乎，只比较不同坯料的正品率和成材率。

反过来如果企业生产任务繁重，多个订单要求都很紧急，违约要付出很大的代价，因此此时轧制时间就迫切重要。则此时可以加大a₃为2，甚至3，其意义是，单位轧制时间多1秒或者所需要投入的坯料块数每多一块，由于a₃指数变大，都会造成该坯料的单时产值标识υ变的更小，从而将其排序的名次往后排，其意义也即成材率或者正品率可以低一点，但是轧制时间一定要更小，这样才能获得更大的υ，从而被选中。

㈣根据目标函数表达式计算单时产值标识，并将计算结果按照单时产值标识量υ的降序排列，υ越大，表明产值能力越强，本实施例按照单时产值标识量υ的降序排列，计算结果如下表1所示：

表1：

上述表格所示的选型结果表明，采用以单时产值标识为目标值的坯料选型，可以兼顾正品率、成材率以及轧制周期等因素，实现坯料选型的量化比较。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其特征在于：按以下步骤进行：

㈠计算成材率：

在坯料选型中必须考虑成材率，提前进行相关尺寸裕量的预留，以保证成品尺寸的轧制，保证一定的正品率，其成材率表达式如下式(1)所示：

$\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{hbl}}{(h+\mathrm{\Δh})(b+\mathrm{\Δb})(l+\mathrm{\Δl}+l_{\mathrm{TP}})\÷(1-S)}---\left(1\right)$

式中，h、b及l分别为成品的厚度、宽度及总长度；Δb、Δl分别相应宽度、长度尺寸的裕量，实际生产中为相应的切损量；Δh为厚度裕量，即成品厚度与公称厚度的差，目前虽然普遍采用负公差轧制，但是由于通常都是按照公称厚度交货，Δh取0；S为氧化铁皮烧损率；l_TP为实际生产中剪去的试样长度；上述各种尺寸变量单位为m；

㈡计算正品率：按以下步骤进行：

⑴判断轧件长度是否过长而需要切割成子块，若否，则将正品率定为100％；若是，则进入步骤⑵；⑵判断生产重量与订单重量的差值除以成材率是否大于坯料重量的1/2，若否，则将正品率定为100％；若是，则将正品率定为轧件的总重减去非正品重量再除以轧件总重；

㈢建立目标函数表达式：

坯料选型的目标函数是“单时产值标识”，其是一种轧机单位时间内的产值的标识量，其定义式如下式(2)所示：

$\mathrm{\υ}=\frac{{\mathrm{\ξ}}^{a_1}{\mathrm{\γ}}^{a_2}}{{\left(\mathrm{mt}\right)}^{a_3}}---\left(2\right)$

式中，υ为单时产值标识；t为坯料的轧制周期；ζ为正品率；γ为成材率；m为该坯料所需要的投料块数；a₁、a₂和a₃别为正品率、成材率以及轧制总时间的权重系数，a₁和a₂默认值为1；

㈣根据目标函数表达式计算单时产值标识，并将计算结果按照单时产值标识量υ的降序排列，υ越大，表明产值能力越强。

2.如权利要求1所述的中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其特征在于：a₃默认值为1。

3.如权利要求1所述的中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其特征在于：如果企业订单不足或者不紧急，生产任务不重，轧制完成订单后停机，则将a₃置0。

4.如权利要求1所述的中厚板轧制中单定尺板的坯料选型方法，其特征在于：如果企业生产任务繁重，多个订单要求都很紧急，则将a₃置2或3。