废钢堆场供料菜单自动配料方法及系统与流程

本发明涉及智能装备，具体地，涉及废钢堆场供料菜单自动配料方法及系统。

背景技术：

1、在现代废钢回收和处理行业中，随着自动化技术的不断发展，自动配料系统逐渐成为提升工作效率和降低人力成本的重要手段。传统的人工供料方式虽然灵活性高，但基于人工供料方式的自动配料在效率和准确性方面存在一定的局限性。为此，基于算法的自动配料解决方案应运而生，旨在实现废钢堆场供料的精准化、高效化和资源利用的最优化。

2、常规配料算法大体上遵循就近原则，就是在大车吊运距离这个维度上进行效率计算，计算出供料菜单中每个废钢对应的物料距离装料车位最近的料格作为效率最优的料格。

3、手动供料自由度高和受行车安全距离影响小，常规配料算法完全可以满足需求。

4、对于自动配料，常规配料算法基本可以满足单车自动配料的效率需求，但是不一定满足准确性需求，分配到库存不足的料格会导致单关取料量变少从而影响自动供料效率，分配到暂不出料或者存在人员作业等无法自动供料的料格时料管就必须手动修改配料或者行车人工取料，反而会造成人工干预增多，达不到降低人力成本的目的。

5、对于自动配料，常规配料算法计算出来的料格大部分是装料车位附近的相邻料格，由于行车自动作业时相邻行车之间需要保持一定的安全距离（一般是二十多米），自动配料过程中或多或少地会出现吊运干涉现象，大大影响自动配料效率，供料节奏快时就需要料管手动修改配料来避开吊运干涉，或者行车人工取料来减少吊运干涉导致的等待时间，这样是无法满足自动配料的效率需求和准确性需求的。

6、专利文献cn116503002a（申请号：202310441898.5）公开了一种废钢配料方法、系统、电子设备及可读存储介质，所述方法包括如下步骤：获取废钢需求端的炼钢配料订单需求信息，并与废钢料场各配料工位的废钢库存信息比对，基于比对结果确定待配料工位，并发送配料指令；基于配料指令将废钢装运容器移动至待配料工位；根据配料指令和炼钢配料订单需求信息将废钢从料堆转运至废钢装运容器中获取废钢实际重量数据，并与炼钢配料订单需求信息比对，基于比对结果对配料指令进行修正，直至满足炼钢配料订单需求信息；将配料完成的废钢装运容器运输至废钢需求端目的地。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种废钢堆场供料菜单自动配料方法及系统。

2、根据本发明提供的一种废钢堆场供料菜单自动配料方法，包括：

3、步骤s1：获取废钢堆场信息及废钢供料菜单信息，所述废钢堆场信息包括：废钢堆场料格的物料及其库存信息；所述废钢供料菜单信息包括废钢类别和相应类别废钢需求的重量；

4、步骤s2：对获取的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息进行预处理，得到预处理后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息；

5、步骤s3：根据预处理后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息，利用配料模型计算最优配料方案；

6、步骤s4：根据得到的最优配料方案生成相应的吊运指令，控制废钢堆场中的行车按照吊运指令进行自动配料；

7、所述配料模型包括：根据行车调度模型模拟计算两车自动配料的全过程，包括取放料、走行和等待的过程，计算行车等待时间、行车走行时间以及行车取放料时间，并基于行车等待时间、行车走行时间以及行车取放料时间计算配料时间，并基于最优配料时间选择最优配料方案。

8、优选地，所述步骤s2包括：

9、步骤s2.1：对获取的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息进行清洗处理，得到清洗后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息；

10、步骤s2.2：对清洗后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息进行标准化处理，得到标准化处理后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息；

11、步骤s2.3：将标准化处理后的废钢供料菜单信息的重量和成分转化为配料比例。

12、优选地，所述步骤s3包括：

13、步骤s3.1：解析供料菜单，根据行车每种物料的平均单关取料量，计算每种物料的吊运次数；

14、步骤s3.2：基于预处理后的废钢堆场信息，剔除不满足预设要求的料格，获取供料菜单所有配料方案；

15、步骤s3.3：基于每种物料的吊运次数以及供料菜单所有配料方案，计算每种配料方案的最优配料时间，基于最优配料时间选择相应的配料方案作为最优配料方案。

16、优选地，所述步骤s3.3包括：

17、按照吊运次数均分的原则，将分配给两台行车的吊运次数尽可能接近n/2；

18、基于吊运顺序计算每种配料方案的配料时间，其中，所述吊运顺序包括：按照两车同向并距离装车位置越来越近的吊运顺序、按照两车同向并距离装车位置越来越远的吊运顺序、两车反向相对运行且距离装车位置从远到近的吊运顺序或两车反向背对运行，且距离装车位置从近到远的吊运顺序；

19、所述配料时间包括：行车等待时间、行车走行时间以及行车取放料时间；

20、比较每种配料方案每种吊运顺序的配料时间，选择时间最小的方案作为最优配料时间，将对应的配料方案作为最优配料方案，对应的吊运顺序作为配料方案的最优吊运顺序。

21、优选地，设取料位置为物料所在料格的中心位置，落料位置为装料车位的中心位置；构建行车调度模型，所述行车调度模型，用于调度行车取放料、避让、跟车和等待，从而模拟两车自动配料的全过程，包括取放料、走行和等待过程，计算行车等待的时间；

22、构建路径走行模型，所述路径走行模型，用于规划行车走行的路径，从而计算出行车走行的时间；

23、构建电控取放料模型，所述电控取放料模型，用于模拟行车取放料过程，从而计算出行车取放料的时间。

24、优选地，所述方法还包括：在配料过程中，对实际配料情况进行监测和记录；当最优配料方案中的某个物料剩余数量不满足预设要求时，则在当前废钢堆场的料格中寻找替代物料，并重复触发配料模型计算最优配料方案；根据得到的最优配料方案生成相应的吊运指令，控制废钢堆场中的行车按照吊运指令进行自动配料。

25、根据本发明提供的一种废钢堆场供料菜单自动配料系统，包括：

26、模块m1：获取废钢堆场信息及废钢供料菜单信息，所述废钢堆场信息包括：废钢堆场料格的物料及其库存信息；所述废钢供料菜单信息包括废钢类别和相应类别废钢需求的重量；

27、模块m2：对获取的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息进行预处理，得到预处理后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息；

28、模块m3：根据预处理后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息，利用配料模型计算最优配料方案；

29、模块m4：根据得到的最优配料方案生成相应的吊运指令，控制废钢堆场中的行车按照吊运指令进行自动配料；

30、所述配料模型包括：根据行车调度模型模拟计算两车自动配料的全过程，包括取放料、走行和等待的过程，计算行车等待时间、行车走行时间以及行车取放料时间，并基于行车等待时间、行车走行时间以及行车取放料时间计算配料时间，并基于最优配料时间选择最优配料方案。

31、优选地，所述模块m2包括：

32、模块m2.1：对获取的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息进行清洗处理，得到清洗后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息；

33、模块m2.2：对清洗后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息进行标准化处理，得到标准化处理后的废钢堆场信息及废钢供料菜单信息；

34、模块m2.3：将标准化处理后的废钢供料菜单信息的重量和成分转化为配料比例。

35、优选地，所述模块m3包括：

36、模块m3.1：解析供料菜单，根据行车每种物料的平均单关取料量，计算每种物料的吊运次数；

37、模块m3.2：基于预处理后的废钢堆场信息，剔除不满足预设要求的料格，获取供料菜单所有配料方案；

38、模块m3.3：基于每种物料的吊运次数以及供料菜单所有配料方案，计算每种配料方案的最优配料时间，基于最优配料时间选择相应的配料方案作为最优配料方案；

39、所述模块m3.3包括：

40、按照吊运次数均分的原则，将分配给两台行车的吊运次数尽可能接近n/2；

41、基于吊运顺序计算每种配料方案的配料时间，其中，所述吊运顺序包括：按照两车同向并距离装车位置越来越近的吊运顺序、按照两车同向并距离装车位置越来越远的吊运顺序、两车反向相对运行且距离装车位置从远到近的吊运顺序或两车反向背对运行，且距离装车位置从近到远的吊运顺序；

42、所述配料时间包括：行车等待时间、行车走行时间以及行车取放料时间；

43、比较每种配料方案每种吊运顺序的配料时间，选择时间最小的方案作为最优配料时间，将对应的配料方案作为最优配料方案，对应的吊运顺序作为配料方案的最优吊运顺序。

44、优选地，设取料位置为物料所在料格的中心位置，落料位置为装料车位的中心位置；构建行车调度模型，所述行车调度模型，用于调度行车取放料、避让、跟车和等待，从而模拟两车自动配料的全过程，包括取放料、走行和等待过程，计算行车等待的时间；

45、构建路径走行模型，所述路径走行模型，用于规划行车走行的路径，从而计算出行车走行的时间；

46、构建电控取放料模型，所述电控取放料模型，用于模拟行车取放料过程，从而计算出行车取放料的时间。

47、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

48、1、废钢堆场供料菜单自动配料方法及系统是一种通过自动化技术和数据处理手段，能够实现废钢堆场中废钢的精确配料，提高自动配料的效率和准确性，降低了人工干预和人力成本；

49、2、本发明中配料模型是基于物料分布、行车调度模型、路径走行模型和电控取放料模型来提高配料效率，根据现场具体情况结合行车调度模型、路径走行模型和电控取放料模型获取适配现场的最优配料结果，具有可适应性和延展性，故而配料效率会受到废钢堆场中的物料分布、行车调度、路径走行和行车设备性能的影响；

50、3、本发明配料监控策略把控供料菜单的整个行车自动配料过程，及时发现配料异常，调度行车更加效率地完成自动配料，把控供料菜单中每个物料的需求量和吊运量以及整条供料菜单的需求量和吊运量，更加精准地完成自动配料。