宝信软件(安徽)股份有限公司;清华大学梁越永获国家专利权
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龙图腾网获悉宝信软件(安徽)股份有限公司;清华大学申请的专利冶金库区无人天车智能调度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118966708B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411144072.3,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权冶金库区无人天车智能调度方法是由梁越永;周道付;杨耕;熊智华设计研发完成,并于2024-08-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本冶金库区无人天车智能调度方法在说明书摘要公布了:本发明公开冶金库区无人天车智能调度方法,涉及无人天车调度技术领域,本发明建立多任务多天车集群全域优化调度模型,并提出高效的并行求解方法,同时针对设备异常、订单变化扰动情况,建立天车调度局部优化模型,提出基于调度规则的求解方法,天车全域与局部优化模型均能在秒级别实现最优求解,其中Gurobi和CPLEX工具箱求解效率最高,此外决策树算法相比单一的调度规则算法在天车利用率和任务处理量上有着显著提高,而为针对动态扰动所提出的DQN算法更加能确定在某种状态下选择某个最优的天车,其天车利用率和任务处理量相比于决策树和单一调度规则更优,解决现有技术中存在的面对协同工作时工作效率较低的问题。
本发明授权冶金库区无人天车智能调度方法在权利要求书中公布了:1.冶金库区无人天车智能调度方法,其特征在于,包括: 将天车作业分为运输作业和倒垛作业两种吊运状态,并建立模型设置约束条件,并设定天车作业任务类型优先级; 建立全域优化模型和局部优化模型,将天车调度问题分为全域调度和局部优化调度两类: 全域优化模型是已知所有入库板坯集合的入库和出库顺序,求得每块板坯对应的起吊时间和执行吊运操作的天车; 局部优化模型是为实现动态扰动下天车的实时分配,在全域优化调度的基础上,根据库区当前状态选择最优的天车分配规则,完成吊运任务的快速实时分配; 选用Gurobi、CPLEX、SCIP、CBC求解器对构建的天车调度模型进行对比测试; 进行天车局部优化模型与求解; 进行天车局部优化模型参数与规则定义,根据库区实际情况,对天车的指派规则进行选取,根据以往调度规则经验设置三种基本调度规则,建立天车间避让规则; 基于DQN算法实施天车局部优化算法,通过卷积神经网络对状态动作属性进行拟合来对Q值进行逼近,并采用经验回放策略来训练神经网络参数,用ε-greedy策略对动作进行选择,采用两个独立并且相同的神经网络对其进行训练,一个神经网络用来获取最新的参数称为训练网络,另一个神经网络参数在间隔一段时间后通过将前一个神经网络参数传递给该神经网络进行参数更新称为目标网络; 所述模型约束条件包括: 天车执行作业任务时,每次只执行一块板坯的移动; 每个板坯的移动到最终目标位置仅由一台天车执行一次; 目标板坯被移动前,它的阻碍板坯数为零; 阻碍板坯必须由天车移动到一个位置,不能到其他板坯处; 只有所有垛位都有板坯时,才能将阻碍板坯堆放在其他板坯处; 将另一块阻碍板坯倒垛作业时,必须优先将其放在之前已吊运完成的阻碍板坯上; 前后两次的运输或倒垛作业之间保证有足够的时间进行空转作业; 为避免相邻天车碰撞,设置天车的安全距离,且不能交叉运行; 确保库区前后工序的加工顺序一致,避免发生前后作业出现交叉; 所述天车作业任务类型的优先级具体为: 入库优先级最高,连铸机工序生产出的板坯要及时入库储存; 出库优先级次之,后续热轧工序生产所需的板坯供应要及时跟进; 倒垛、运输、空转优先级最低,根据具体吊运计划排序; 所述天车全域优化调度模型建立步骤具体包括: 设作业跨共有K台天车,天车在同一跨只能沿着轨道运转执行作业任务; 跨的区域划分是沿作业跨的方向均分为J行,相邻行间距为L; 每行会视跨区宽度均的划分多个板坯堆垛; 天车在作业过程中,既能够沿着作业跨水平方向做平行运动,也能够沿着作业跨垂直方向做垂直运动; 冶金库区的天车调度模型简化为跨内作业,具体为: 给定一个生产订单计划,包含有N个作业任务,通过K台天车实现吊运,并且N会随生产的进行不断增加,形成与生产计划相衔接的静态调度; 定义模型参数和决策变量; 模型构建:在板坯入库过程中,为使天车调度目标追求天车重载行驶距离最短,目标函数定义为: 所述具体模型参数定义包括: I表示待入库板坯集合,i=1,2,…,I,其中,1号和2号连铸机对应板坯集合分别为I1和I2,I=I1+I2, J表示板坯库区域集合,j=1,2,…,J; K表示天车的集合,依次编号为k=1,2,…,K,K为跨内天车数,天车运输板坯的速度v; T表示调度时段集合,t=1,2,…,T; Si表示板坯i的目标区域集合; Hj表示区域j最大板坯容量; 和分别表示天车k从1号和2号连铸机行驶至区域j的距离; r1和r2分别表示1号和2号连铸机辊道所在的区域; δ表示相邻天车之间的安全距离,最小安全距离含义是确保作业过程中相邻天车不产生碰撞危险,M表示约束表达式的系数,设为10000,吊运时默认天车上小车会自动随着天车沿着跨区轨道运行而同步运行,即将小车的运行时间并入天车的运行时间。
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