CN116611250A - 一种范围尺中厚板产品的拼板方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种范围尺中厚板产品的拼板方法，涉及自动化技术领域。本发明通过生成范围尺产品的初始拼板方案，并确定拼板模式有效性判据，根据拼板模式有效性判据生成新的拼板模式，获得候选拼板模式集合；然后从候选拼板模式中选择有效的拼板模式，生成部分拼板方案，并对候选拼板模式进行调整，生成全部拼板方案，即构成范围尺产品的最终拼板方案；将最终拼板方案下发至生产线执行，完成范围尺中厚板产品的生产和切割。本发明通过优化确定范围尺中厚板产品的长度、合同子板在大板上的组合，实现了拼板方案的高效制定，能够显著降低原料消耗，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种范围尺中厚板产品的拼板方法。
背景技术
中厚板产品是钢铁企业生产的一种重要钢铁制品，近年来客户合同的需求量一直在不断增长。中厚板不仅广泛应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等，还被广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件等。
钢铁企业中从原料到生产成品中厚板产品要经过很多复杂的工序。从最初的原料开始，经过炼铁、炼钢、连铸等工序可以得到板坯，板坯经过加热、轧制、剪切等工序就可以得到中厚板产品，即合同子板。因为合同具有小批量、多种类的特点，所以生产中厚板产品时不能直接从生产上游计算板坯到轧制成合同的过程，而是从合同需求出发反向推导合适的拼板方案。拼板计划流程就是中厚板产品生产流程的逆过程，首先把中厚板产品组合成大板，然后根据轧制质量不变原则选择合适的板坯。因此，拼板计划的制定成为了中厚板生产过程中的一个必要且重要的环节。
在实际生产过程中，中厚板产品订单分为两类，即定尺产品和范围尺产品。定尺产品是指中厚板产品的长度和宽度给定，需求量即为中厚板产品的需求个数；而范围尺产品是指单个中厚板产品的宽度固定，而长度在一个范围内，只要产品的长度满足合同要求的上下限即可，需求量为产品的总长度。与定尺产品相比，在制定范围尺产品的拼板计划时，既要决策中厚板产品的组合，还要在满足每个订单产品总需求量的前提下，决策中厚板产品的长度。此外，客户需求种类多、数量大，又进一步增加了拼板方案的制定难度，使得范围尺拼板计划制定成为中厚板生产企业的面临的主要技术难题。
目前，钢铁企业的拼板方案均为操作人员根据经验制定，大部分操作人员是参照书面报表制定拼板方案，只有个别先进的企业是基于ERP信息平台完成，但此类平台只提供数据信息，不具备自动生成方案的功能，依然是有操作人员基于经验或简单的规则进行制定。在面对大量数据和呈指数规模的拼板方案时，操作人员很难准确、快速地给出最合理的方案，无法实现全局优化，从而导致资源浪费严重。因此，钢铁企业迫切需要有效的范围尺中厚板产品拼板方法，能够实现范围尺产品拼板方案的快速、高效制定，以降低生产成本、减少资源损耗。
国内外已有一些文献和专利对类似问题进行了相关研究。在郑忠等的“面向生产订单组合优化的中厚板母板与板坯协同设计方法及系统”、黎自强等的“智能出钢材组坯方法及其装置”和“钢铁企业自适应设备的中厚板坯料设计装置与方法”专利中，都提出了适用于不同生产特征的坯料设计方法。在上述解决方案中，都是用于制定定尺产品的拼板方案，没有考虑当中厚板产品长度要求为指定范围时，应该如何确定制定拼板方案。郑忠在“考虑非定尺订单规格柔性的热轧中厚板组板及板坯设计的方法及模型系统”中给出了部分订单为范围尺订单的板坯设计方法，主要依据贪婪思想进行定尺订单的板坯设计，再利用订单的长度柔性进行改进。而本方案给出的拼板方法适用于所有订单均为范围尺，当中厚板产品的长度要求为给定的范围时，产品的需求量不再是通过数量而是通过总长度来表达，上述特征增加了拼板问题建模和优化的复杂度，使得已有解决方案不再适用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种范围尺中厚板产品的拼板方法。
一种范围尺中厚板产品的拼板方法，包括以下步骤：
步骤1：生成范围尺产品的初始拼板方案；
步骤1.1：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，计算所有子板总的需求长度Total_Demand，定义每个合同i的子板需求宽度为Wi、长度需求下限为li、长度需求上限为ui，剩余需求长度为Demandi，在所有合同中子板的最小需求长度为Lmin，k为使用的大板标号，令i＝1，k＝1；
步骤1.2：计算按照第i个合同的子板需求宽度进行轧制时，大板k的可放长度为Lk；
步骤1.3：在满足大板可放长度Lk限制的前提下，计算合同i按照长度下限进行生产时，能够生产子板的最大个数μi，将μi个子板分配给大板k，更新所有子板总的需求长度Total_Demand，合同i的剩余需求长度Demandi，大板k的可放长度Lk；
步骤1.4：若合同i的剩余需求长度Demandi小于等于0，则令i＝i+1，转到步骤1.5；若合同i的剩余需求长度Demandi大于0，直接转到步骤1.5；
步骤1.5：若所有子板总的需求长度Total_Demand小于等于0，转到步骤1.6；
若所有子板总的需求长度Total_Demand大于0，则继续判断，若Lk大于等于Lmin，转到步骤1.3；若Lk小于Lmin，大板k的拼板模式完成，令k＝k+1，转到步骤1.2；
步骤1.6：输出上述步骤中获得的所有大板k的拼板模式，即构成范围尺产品的初始拼板方案。
步骤2：确定拼板模式有效性判据；
步骤2.1：确定范围尺中厚板产品拼板问题的决策变量：令K为所有大板集合、S为候选拼板模式集合，将步骤1生成的初始拼板方案中的所有拼板模式加入到候选拼板模式集合S中；设决策变量xks表示大板k的拼板模式s是否被采用，若采用为1，否则为0；决策变量yk表示大板k是否被生产，若生产为1，否则为0；其中，拼板模式是指大板k包含的合同子板及子板长度；
步骤2.2：确定拼板优化目标，具体包括：
(1)最小化板坯使用个数：min∑k∈K yk
(2)最小化大板切损量：min∑k∈K∑s∈sδksxks
其中，δks为拼板模式s的大板切损量，δks＝Lks-∑i∈I ais，I表示所有合同集合，ais表示在第k个大板的第s个拼板模式里包含合同i的子板总长度，Lks表示第k个大板的第s个拼板模式的可放长度；
于是，拼板优化目标的目标函数为：
min∑k∈K yk+∑k∈K∑s∈Sδksxks (1)
步骤2.3：定量化描述拼板问题约束条件，具体包括：
(1)中厚板产品需求量满足约束：在所有被采用的拼板模式中，所有合同的子板需求必须被满足，将其转化为数学表达式为：
其中，di为合同i的子板需求长度；
(2)大板使用与拼板模式关联约束：如果大板被使用，就一定安排一个拼板模式，反之，若大板未被使用，则不能为该大板选择拼板模式，将其转化为数学表达式为：
(3)变量取值约束:
步骤2.4：计算每个合同和大板对应的影子价格；
设αi和βk分别为合同i和大板k的影子价格，根据对偶原理，获得拼板问题的对偶问题如下：
采用单纯性法求解上述对偶问题，获得每个合同i和大板k的合同i和大板k的影子价格；
步骤2.5：依据合同i和大板k的影子价格，获得拼板模式的有效性判据；
根据获得的合同i和大板k的影子价格αi和βk，定义第k个大板的第s个拼板模式的判定值Rks，即
Rks＝∑i∈Iαiαis-βk-δks (9)
将δks＝Lks-∑i∈I ais带入式(9)中，获得
Rks＝∑i∈Iαiais+∑i∈Iais-βk-Lks (10)
于是，得到第k个大板的第s个拼板模式的有效性判据如下：
若Rks>0，说明第k个大板的第s个拼板模式有效，则加入到第k个大板的候选拼板模式中；
步骤3：依据拼板模式有效性判据生成新的拼板模式，获得候选拼板模式集合；
步骤3.1：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，设h表示分配给大板k的子板需求宽度最宽的合同，令h＝1，k＝1；
步骤3.2：计算将合同h的子板分配给大板k，大板k的可放长度Lk；
步骤3.3：令当前合同i＝h+1，设从第h个合同到第i个合同中选择子板放入到大板k中，且拼板模式中子板总长度为X时对应的最大判定值为f(i,X)，令放入到大板k的子板总长度为X＝0，令f(h,0)＝0；
步骤3.4：按照下述公式计算f(i,X)的值；
其中，γi为分配给大板k的合同i的子板的个数，θi为分配给大板k的合同i的子板的总长度；
步骤3.5：若X＝Lk，则令i＝i+1；否则，令X＝X+1；
步骤3.6：若i>|I|，转到步骤3.5；否则转到步骤3.4；
步骤3.7：选择最大的f(|I|,Lk)值，如果f(|I|,Lk)-βk-Lk>0，则将相应的拼板模式放入到候选拼板模式集合S中，更新S；
步骤3.8：若h<|I|,令h＝h+1，转到步骤3.2；否则令k＝k+1；
步骤3.9：若k≤|K|，令h＝1，转到步骤3.2；否则，转到步骤3.10；
步骤3.10：若候选拼板模式集合S被更新，则采用步骤2.4重新计算每个合同和大板对应的影子价格，并转到步骤3.1；否则，跳转到步骤4；
步骤4：从候选拼板模式中选择有效的拼板模式，生成部分拼板方案；
将步骤2.1中确定的决策变量xks和yk的变量取值范围松弛为[0,1]，即假设每个拼板模式被部分采用，采用单纯型法求解公式(1)、公式(2)以及公式(3)构成的范围尺中厚板产品拼板问题松弛模型，获得决策变量xks和yk的解值，即为部分拼板方案；
步骤5：对候选拼板模式进行调整，生成全部拼板方案；
步骤5.1：针对步骤4中获得的拼板模式的部分采用值进行取整操作，即对于所有大板k的拼板模式s，若xjs>φ,则使得第k个大板的第s个拼板模式是否采用值为否则，/>将所有/>取值为1的拼板模式加入到最终拼板模式结合S*中，其中φ为给定0到1之间的小数；
步骤5.2：计算每个合同i的剩余需求长度A_Demandi：
令h＝1；
步骤5.3：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，计算所有剩余合同的子板总需求长度A_Total_Demand＝∑i∈IA_Demandi，令所有合同中子板的最小需求长度为Lmin，令i＝1，k＝1；
步骤5.4：计算按照第i个合同的子板需求宽度进行轧制时，大板k的可放长度为Lk；
步骤5.5：在满足大板可放长度Lk限制的前提下，计算合同i按照长度下限进行生产时，能够生产子板的最大个数μi，将μi个子板分配给大板k，更新所有剩余合同子板的总需求长度A_Total_Demand，合同i的剩余需求长度A_Demandi，大板k的可放长度Lk；
步骤5.6：若合同i的剩余需求长度A_Demandi小于等于0，则i＝i+1，转到步骤5.7，情况补充完全，若合同i的剩余需求长度A_Demandi大于0，则直接转到步骤5.7；
步骤5.7：若所有子板总的需求长度Total_Demand小于等于0，转到步骤5.8；
若所有子板总的需求长度Total_Demand大于0，则继续判断，若Lk大于等于Lmin，跳转至步骤5.5；否则，大板k的拼板模式完成，将其加入到最终拼板模式集合S*中，令k＝k+1，转到步骤5.4。
步骤5.8：输出最终拼板模式集合S*中所有的拼板模式，即构成范围尺产品的最终拼板方案；
步骤6：将最终拼板方案下发至生产线执行，完成范围尺中厚板产品的生产和切割。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明提供一种范围尺中厚板产品的拼板方法。针对钢铁企业中存在的范围尺中厚板产品生产过程材料利用率低的问题，通过优化确定范围尺中厚板产品的长度、合同子板在大板上的组合，实现了拼板方案的高效制定，能够显著降低原料消耗，降低生产成本，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例中中厚板生产过程和拼板过程示意图；
图2为本发明实施例中拼板方法流程图；
图3为本发明实施例的结果对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种范围尺中厚板产品的拼板方法，如图1、图2所示，本实施方式的实施需要如下硬件系统：至少一台PC机；至少一个光缆或者电缆接口；至少一台路由器。由这些设备组成一个小型的局域网后连接到企业ERP系统(ERP系统是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台)中。在PC机中安装Microsoft SQL Server 2008数据库系统，设置硬件系统的服务器地址、服务器端口、数据库名称、用户名及密码。
对合同数据和板坯数据进行下载：下载的合同信息字段包括：合同子板需求宽度、合同需求厚度、合同子板需求长度上限、合同子板需求长度下限、合同子板长度需求量、钢制代码；板坯信息包括：板坯长度上限、板坯厚度、板坯宽度。这些数据是企业ERP系统自动生成的，利用SQL语句将企业ERP的数据下载到本地SQL Server 2008数据库的数据表中；数据下载完成之后，根据合同子板需求厚度和钢制代码将合同进行分组，每组内只包含同厚度、同钢制代码的合同，针对每组合同采用本发明提供的拼板方法进行拼板方案的自动生成。本方法具体包括以下步骤：
步骤1：生成范围尺产品的初始拼板方案；
步骤1.1：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，计算所有子板总的需求长度Total_Demand，定义每个合同i的子板需求宽度为Wi、长度需求下限为li、长度需求上限为ui，剩余需求长度为Demandi，在所有合同中子板的最小需求长度为Lmin，k为使用的大板标号，令i＝1，k＝1；
步骤1.2：计算按照第i个合同的子板需求宽度进行轧制时，大板k的可放长度为Lk；
本实施例中，Lk＝DWT/witi，其中，D为用于轧制大板k的板坯的长度，W为用于轧制大板k的板坯的宽度，T为用于轧制大板k的板坯的厚度，wi为合同i的需求子板宽度，ti为合同i的需求子板厚度。
步骤1.3：在满足大板可放长度Lk限制的前提下，计算合同i按照长度下限进行生产时，能够生产子板的最大个数μi，将μi个子板分配给大板k，更新所有子板总的需求长度Total_Demand，合同i的剩余需求长度Demandi，大板k的可放长度Lk；
步骤1.4：若合同i的剩余需求长度Demandi小于等于0，则令i＝i+1，转到步骤1.5；若合同i的剩余需求长度Demandi大于0，直接转到步骤1.5；
步骤1.5：若所有子板总的需求长度Total_Demand小于等于0，转到步骤1.6；
若所有子板总的需求长度Total_Demand大于0，则继续判断，若Lk大于等于Lmin，转到步骤1.3；若Lk小于Lmin，大板k的拼板模式完成，令k＝k+1，转到步骤1.2；
步骤1.6：输出上述步骤中获得的所有大板k的拼板模式，即构成范围尺产品的初始拼板方案。
步骤2：确定拼板模式有效性判据；
步骤2.1：确定范围尺中厚板产品拼板问题的决策变量：令K为所有大板集合、S为候选拼板模式集合，将步骤1生成的初始拼板方案中的所有拼板模式加入到候选拼板模式集合S中；设决策变量xks表示大板k的拼板模式s是否被采用，若采用为1，否则为0；决策变量yk表示大板k是否被生产，若生产为1，否则为0；其中，拼板模式是指大板k包含的合同子板及子板长度；
步骤2.2：确定拼板优化目标，具体包括：
(1)最小化板坯使用个数，因为一块板坯对应一个大板，因此，最小化板坯使用个数，也就是最小化大板使用个数，即：min∑k∈K yk
(2)最小化大板切损量，即：min∑k∈K∑s∈Sδksxks
其中，δks为拼板模式s的大板切损量，δks＝Lks-∑i∈Iais，I表示所有合同集合，ais表示在第k个大板的第s个拼板模式里包含合同i的子板总长度，Lks表示第k个大板的第s个拼板模式的可放长度；
于是，拼板优化目标的目标函数为：
min∑k∈K yk+∑k∈K∑s∈Sδksxks (1)
步骤2.3：定量化描述拼板问题约束条件，具体包括：
(1)中厚板产品需求量满足约束：在所有被采用的拼板模式中，所有合同的子板需求必须被满足，将其转化为数学表达式为：
其中，di为合同i的子板需求长度；
(2)大板使用与拼板模式关联约束：如果大板被使用，就一定安排一个拼板模式，反之，若大板未被使用，则不能为该大板选择拼板模式，将其转化为数学表达式为：
(3)变量取值约束:
步骤2.4：计算每个合同和大板对应的影子价格；
设αi和βk分别为合同i和大板k的影子价格，根据对偶原理，获得拼板问题的对偶问题如下：
采用单纯性法求解上述对偶问题，获得每个合同i和大板k的合同i和大板k的影子价格；
步骤2.5：依据合同i和大板k的影子价格，获得拼板模式的有效性判据；
根据获得的合同i和大板k的影子价格αi和βk，定义第k个大板的第s个拼板模式的判定值Rks，即
Rks＝∑i∈Iαiαis-βk-δks (9)
将δks＝Lks-∑i∈Iais带入式(9)中，获得
Rks＝∑i∈Iαiαis+∑i∈Iais-βk-Lks (10)
于是，得到第k个大板的第s个拼板模式的有效性判据如下：
若Rks>0，说明第k个大板的第s个拼板模式有效，则加入到第k个大板的候选拼板模式中；
步骤3：依据拼板模式有效性判据生成新的拼板模式，获得候选拼板模式集合；
步骤3.1：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，设h表示分配给大板k的子板需求宽度最宽的合同，令h＝1，k＝1；
步骤3.2：计算将合同h的子板分配给大板k，大板k的可放长度Lk；
步骤3.3：令当前合同i＝h+1，设从第h个合同到第i个合同中选择子板放入到大板k中，且拼板模式中子板总长度为X时对应的最大判定值为f(i,X)，令放入到大板k的子板总长度为X＝0，令f(h,0)＝0；
步骤3.4：按照下述公式计算f(i,X)的值；
其中，γi为分配给大板k的合同i的子板的个数，θi为分配给大板k的合同i的子板的总长度；
步骤3.5：若X＝Lk，则令i＝i+1；否则，令X＝X+1；
步骤3.6：若i>|I|，转到步骤3.5；否则转到步骤3.4；
步骤3.7：选择最大的f(|I|,Lk)值，如果f(|I|,Lk)-βk-Lk>0，则将相应的拼板模式放入到候选拼板模式集合S中，更新S；
步骤3.8：若h<|I|,令h＝h+1，转到步骤3.2；否则令k＝k+1；
步骤3.9：若k≤|K|，令h＝1，转到步骤3.2；否则，转到步骤3.10；
步骤3.10：若候选拼板模式集合S被更新，则采用步骤2.4重新计算每个合同和大板对应的影子价格，并转到步骤3.1；否则，跳转到步骤4；
步骤4：从候选拼板模式中选择有效的拼板模式，生成部分拼板方案；
将步骤2.1中确定的决策变量xks和yk的变量取值范围松弛为[0,1]，即假设每个拼板模式被部分采用，采用单纯型法求解公式(1)、公式(2)以及公式(3)构成的范围尺中厚板产品拼板问题松弛模型，获得决策变量xks和yk的解值，即为部分拼板方案；
步骤5：对候选拼板模式进行调整，生成全部拼板方案；
步骤5.1：针对步骤4中获得的拼板模式的部分采用值进行取整操作，即对于所有大板k的拼板模式s，若xjd>φ,则使得第k个大板的第s个拼板模式是否采用值为否则，/>将所有/>取值为1的拼板模式加入到最终拼板模式结合S*中，其中φ为给定0到1之间的小数；
本实施例中φ取值为0.5；
步骤5.2：计算每个合同i的剩余需求长度A_Demandi：
令h＝1；
步骤5.3：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，计算所有剩余合同的子板总需求长度A_Total_Demand＝∑i∈IA_Demandi，令所有合同中子板的最小需求长度为Lmin，令i＝1，k＝1；
步骤5.4：计算按照第i个合同的子板需求宽度进行轧制时，大板k的可放长度为Lk；
步骤5.5：在满足大板可放长度Lk限制的前提下，计算合同i按照长度下限进行生产时，能够生产子板的最大个数μi，将μi个子板分配给大板k，更新所有剩余合同子板的总需求长度A_Total_Demand，合同i的剩余需求长度A_Demandi，大板k的可放长度Lk；
步骤5.6：若合同i的剩余需求长度A_Demandi小于等于0，则i＝i+1，转到步骤5.7，情况补充完全，若合同i的剩余需求长度A_Demandi大于0，则直接转到步骤5.7；
步骤5.7：若所有子板总的需求长度Total_Demand小于等于0，转到步骤5.8；
若所有子板总的需求长度Total_Demand大于0，则继续判断，若Lk大于等于Lmin，跳转至步骤5.5；否则，大板k的拼板模式完成，将其加入到最终拼板模式集合S*中，令k＝k+1，转到步骤5.4。
步骤5.8：输出最终拼板模式集合S*中所有的拼板模式，即构成范围尺产品的最终拼板方案；
步骤6：将最终拼板方案下发至生产线执行，完成范围尺中厚板产品的生产和切割。
以国内某大型钢厂中厚板产线连续3个月的实际生产数据为例，如图3所示，将本发明方法得到的拼板方案与人工得到的方案进行对比，采用板坯成材率作为评价标准，板坯成材率是指由板坯生产得到的合同子板重量与该板坯的原始总量的比值。显然，切损量越小，板坯成材率越高，由结果图可以看出，采用本发明方法能够明显降低切损量、从而提高板坯成材率。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (8)
1.一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：生成范围尺产品的初始拼板方案；
步骤2：确定拼板模式有效性判据；
步骤3：依据拼板模式有效性判据生成新的拼板模式，获得候选拼板模式集合；
步骤4：从候选拼板模式中选择有效的拼板模式，生成部分拼板方案；
步骤5：对候选拼板模式进行调整，生成全部拼板方案；
步骤6：将最终拼板方案下发至生产线执行，完成范围尺中厚板产品的生产和切割。
2.根据权利要求1所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1.1：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，计算所有子板总的需求长度Total_Demand，定义每个合同i的子板需求宽度为Wi、长度需求下限为li、长度需求上限为ui，剩余需求长度为Demandi，在所有合同中子板的最小需求长度为Lmin，k为使用的大板标号，令i＝1，k＝1；
步骤1.2：计算按照第i个合同的子板需求宽度进行轧制时，大板k的可放长度为Lk；
步骤1.3：在满足大板可放长度Lk限制的前提下，计算合同i按照长度下限进行生产时，能够生产子板的最大个数μi，将μi个子板分配给大板k，更新所有子板总的需求长度Total_Demand，合同i的剩余需求长度Demandi，大板k的可放长度Lk；
步骤1.4：若合同i的剩余需求长度Demandi小于等于0，则令i＝i+1，转到步骤1.5；若合同i的剩余需求长度Demandi大于0，直接转到步骤1.5；
步骤1.5：若所有子板总的需求长度Total_Demand小于等于0，转到步骤1.6；
若所有子板总的需求长度Total_Demand大于0，则继续判断，若Lk大于等于Lmin，转到步骤1.3；若Lk小于Lmin，大板k的拼板模式完成，令k＝k+1，转到步骤1.2；
步骤1.6：输出上述步骤中获得的所有大板k的拼板模式，即构成范围尺产品的初始拼板方案。
3.根据权利要求1所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤2.1：确定范围尺中厚板产品拼板问题的决策变量：令K为所有大板集合、S为候选拼板模式集合，将步骤1生成的初始拼板方案中的所有拼板模式加入到候选拼板模式集合S中；设决策变量xks表示大板k的拼板模式s是否被采用，若采用为1，否则为0；决策变量yk表示大板k是否被生产，若生产为1，否则为0；其中，拼板模式是指大板k包含的合同子板及子板长度；
步骤2.2：确定拼板优化目标；
步骤2.3：定量化描述拼板问题约束条件，具体包括：
(1)中厚板产品需求量满足约束：在所有被采用的拼板模式中，所有合同的子板需求必须被满足，将其转化为数学表达式为：
其中，di为合同i的子板需求长度；
(2)大板使用与拼板模式关联约束：如果大板被使用，就一定安排一个拼板模式，反之，若大板未被使用，则不能为该大板选择拼板模式，将其转化为数学表达式为：
(3)变量取值约束:
步骤2.4：计算每个合同和大板对应的影子价格；
设αi和βk分别为合同i和大板k的影子价格，根据对偶原理，获得拼板问题的对偶问题如下：
采用单纯性法求解上述对偶问题，获得每个合同i和大板k的合同i和大板k的影子价格；
步骤2.5：依据合同i和大板k的影子价格，获得拼板模式的有效性判据；
根据获得的合同i和大板k的影子价格αi和βk，定义第k个大板的第s个拼板模式的判定值Rks，即
Rks＝∑i∈Iαiais-βk-δks (9)
将δks＝Lks-∑i∈Iais带入式(9)中，获得
Rks＝∑i∈Iαiais+∑i∈Iais-βk-Lks (10)
于是，得到第k个大板的第s个拼板模式的有效性判据如下：
若Rks>0，说明第k个大板的第s个拼板模式有效，则加入到第k个大板的候选拼板模式中。
4.根据权利要求3所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，步骤2.2中所述拼板优化目标具体包括：
(1)最小化板坯使用个数：min∑k∈Kyk
(2)最小化大板切损量：min∑k∈K∑s∈Sδksxks
其中，δks为拼板模式s的大板切损量，δks＝Lks-∑i∈Iais，I表示所有合同集合，ais表示在第k个大板的第s个拼板模式里包含合同i的子板总长度，Lks表示第k个大板的第s个拼板模式的可放长度；
于是，拼板优化目标的目标函数为：
min∑k∈Kyk+∑k∈K∑s∈Sδksxks。 (1)
5.根据权利要求3所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，步骤2.3中所述拼板问题约束条件具体包括：
(1)中厚板产品需求量满足约束：在所有被采用的拼板模式中，所有合同的子板需求必须被满足，将其转化为数学表达式为：
其中，di为合同i的子板需求长度；
(2)大板使用与拼板模式关联约束：如果大板被使用，就一定安排一个拼板模式，反之，若大板未被使用，则不能为该大板选择拼板模式，将其转化为数学表达式为：
(3)变量取值约束:
6.根据权利要求1所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，设h表示分配给大板k的子板需求宽度最宽的合同，令h＝1，k＝1；
步骤3.2：计算将合同h的子板分配给大板k，大板k的可放长度Lk；
步骤3.3：令当前合同i＝h+1，设从第h个合同到第i个合同中选择子板放入到大板k中，且拼板模式中子板总长度为X时对应的最大判定值为f(i,X)，令放入到大板k的子板总长度为X＝0，令f(h,0)＝0；
步骤3.4：按照下述公式计算f(i,X)的值；
其中，γi为分配给大板k的合同i的子板的个数，θi为分配给大板k的合同i的子板的总长度；
步骤3.5：若X＝Lk，则令i＝i+1；否则，令X＝X+1；
步骤3.6：若i>|I|，转到步骤3.5；否则转到步骤3.4；
步骤3.7：选择最大的f(|I|,Lk)值，如果f(|I|,Lk)-βk-Lk>0，则将相应的拼板模式放入到候选拼板模式集合S中，更新S；
步骤3.8：若h<|I|,令h＝h+1，转到步骤3.2；否则令k＝k+1；
步骤3.9：若k≤|K|，令h＝1，转到步骤3.2；否则，转到步骤3.10；
步骤3.10：若候选拼板模式集合S被更新，则采用步骤2.4重新计算每个合同和大板对应的影子价格，并转到步骤3.1；否则，跳转到步骤4。
7.根据权利要求1所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，所述步骤4具体为；将步骤2.1中确定的决策变量xks和yk的变量取值范围松弛为[0,1]，即假设每个拼板模式被部分采用，采用单纯型法求解公式(1)、公式(2)以及公式(3)构成的范围尺中厚板产品拼板问题松弛模型，获得决策变量xks和yk的解值，即为部分拼板方案。
8.根据权利要求1所述的一种范围尺中厚板产品的拼板方法，其特征在于，所述步骤5具体包括以下步骤：
步骤5.1：针对步骤4中获得的拼板模式的部分采用值进行取整操作，即对于所有大板k的拼板模式s，若xjs>φ,则使得第k个大板的第s个拼板模式是否采用值为否则，将所有/>取值为1的拼板模式加入到最终拼板模式结合S*中，其中φ为给定0到1之间的小数；
步骤5.2：计算每个合同i的剩余需求长度A_Demandi：
令h＝1；
步骤5.3：将合同按照子板宽度需求从大到小进行排序，计算所有剩余合同的子板总需求长度A_Total_Demand＝∑i∈IA_Demandi，令所有合同中子板的最小需求长度为Lmin，令i＝1，k＝1；
步骤5.4：计算按照第i个合同的子板需求宽度进行轧制时，大板k的可放长度为Lk；
步骤5.5：在满足大板可放长度Lk限制的前提下，计算合同i按照长度下限进行生产时，能够生产子板的最大个数μi，将μi个子板分配给大板k，更新所有剩余合同子板的总需求长度A_Total_Demand，合同i的剩余需求长度A_Demandi，大板k的可放长度Lk；
步骤5.6：若合同i的剩余需求长度A_Demandi小于等于0，则i＝i+1，转到步骤5.7，情况补充完全，若合同i的剩余需求长度A_Demandi大于0，则直接转到步骤5.7；
步骤5.7：若所有子板总的需求长度Total_Demand小于等于0，转到步骤5.8；
若所有子板总的需求长度Total_Demand大于0，则继续判断，若Lk大于等于Lmin，跳转至步骤5.5；否则，大板k的拼板模式完成，将其加入到最终拼板模式集合S*中，令k＝k+1，转到步骤5.4；
步骤5.8：输出最终拼板模式集合S*中所有的拼板模式，即构成范围尺产品的最终拼板方案。
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