(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210968418.6 (22)申请日 2022.08.12 (71)申请人 中冶南方工程 技术有限公司 地址 430223 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区大学园路33号 (72)发明人 熊文羽　姜炎城　路万林　赵菁　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 张宇 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/08(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于模型预测和局部穷举的混匀料仓自动 供料的调度方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模型预测和局部穷 举的混匀料仓自动供料的调度方法， 包括： 获取 系统的参数信息和状态信息， 并根据实际设备状 态和参数建立对应的数学模型， 根据料仓内原料 重量和剩余下料时间将料仓划分为四类， 将最近 时刻需要加仓的料仓 限制在I类， 然后根据建立 的数学模型穷举加料小车和取料机的组合并预 测一定时间段内各个不同组合带来的料仓状态， 使用滚动优化的思想选取符合约束条件中运行 成本最低的组合即得到了下一任务需要调度加 料小车和取料机。 本发明提供的混匀料仓自动供 料的方法可以解决原料场混匀配料工艺中料仓 自动供料的调度问题， 降低加料小车和取料机运 行成本的同时， 可以避免混匀料仓空仓的情况发 生。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 115392664 A 2022.11.25 CN 115392664 A 1.一种基于模型 预测和局部穷举的混匀料仓自动供 料的调度方法， 其特 征在于， 包括： 获取混匀料仓系统 的参数信 息和状态信 息， 并根据实际设备状态和参数建立对应的混 匀料仓系统的数 学模型； 根据料仓内原料重量和剩余下料时间将料仓划分为若干类， 将最近时刻需要加仓的料 仓限制在目标类； 根据建立的数学模型穷举加料小车和取料机的组合并预测预设时间段内各个不同组 合带来的料仓状态； 使用滚动优化的思想选取符合约束条件中运行成本最低的组合得到下一任务需要调 度加料小车和取 料机。 2.根据权利要求1所述的调度方法， 其特征在于， 所述混匀料仓系统的参数信息包括： 混匀料仓数量， 混匀料仓内原料重量的上限Wmax， 料仓原料重量的下限Wmin， 相邻料仓 之间的 距离d， 加料小车的数量nc， 每个加料小车对 应的取料机的数量mr， 料仓和对 应品种料堆之间 的皮带长度。 3.根据权利要求2所述的调度方法， 其特征在于， 所述混匀料仓系统的状态信息包括： 料仓内原料品种， 料仓 内的原料重量W， 料仓的下料流量f‑， 加料小车的移动速度vc， 加料小 车的加料流 量f+， 取料机的移动速度vr， 加料小车的位置pc， 取料机的位置pr。 4.根据权利要求3所述的调度方法， 其特征在于， 根据实际设备状态和参数建立对应的 混匀料仓的数 学模型， 包括： 设x(i,j)表示第i个任务第j个料仓是否加料， 0表示不加料， 1表示加料， ts(i)表示第i 个任务加料的起始时刻， te(i)表示加料的结束时刻， 第j个料仓的初始重量 为W(0,j)； 由Wts(k,j)＝Wte(k‑1,j)‑f_(ts(k)‑te(k‑1))得到第k个任务加料起始时刻， 第j个料仓 内原料重量Wts(k,j)， 其中， Wte(k‑1,j)表示第k ‑1个任务加料结束时刻， 第j个料仓内原料 重量， f_(ts(k)‑te(k‑1))表示第k‑1个任务加料的结束时刻和第k个任务加料的起始时刻这 段时间内料仓的下 料量； 由Wte(k,j)＝Wts(k,j)‑f_(te(k)‑ts(k))+f+(te(k)‑ts(k))·x(k,j)得到第k个任务加料 结束时刻， 第j个料仓内原料重量Wte(k,j)， 其中， f_(te(k)‑ts(k))表示第k个任务加料的结 束时刻与第k个任务加料的起始时刻这段时间内料仓的下料量， f+(te(k)‑ts(k))表示第k个 任务加料的结束时刻与第k个任务加料的起始时刻这段时间内料仓的加料量， x(k,j)表示 第k个任务第j个料仓是否加料， 0表示 不加料， 1表示加料； 由 得到tk时刻， 第i个加料小车的位置pc(i,tk)， 其中， pc(i, 0)表示第i个加料小车的初始位置， vc表示加料小车的移动速度； 由 得到tk时刻， 第i个取料机的位置pr(i,tk)， 其中， pr(i,0) 表示第i个取 料机的初始位置， vr表示取料机的移动速度； 根据每个料仓的品种、 品种 对应料堆位置以及 皮带速度计算原料从料堆运输到料仓所 需要的时间。 5.根据权利要求4所述的调度方法， 其特征在于， 为了混匀过程中料仓不出现空仓的情权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115392664 A 2况， 设置对应的约束条件如下： n表示任务数量， l表示料仓数量。 6.根据权利要求5所述的调度方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 以取料机和加料小车移动成本的加权和最小为优化目标， 建立性能指标函数： 其中sr(i,j)和sc(i,j)分别表示第j号刮板取料机 第i个任务移动成本， ω1和ω2分别代表两种不同的设备运行成本的权 重。 7.根据权利要求6所述的调度方法， 其特征在于， 根据料仓内原料重量和剩余下料时间 将料仓划分为若干类， 包括： 根据各料仓 内原料重量和料仓下料速度计算原料剩余 时间， 由原料剩余 时间设置料仓 原料重量的分割线WL和剩余时间的分割 线tL， 将料仓分为 四类， 第I类表示低重量和低剩余 时间， 即料仓原料重量小于WL且原料剩余 时间小于tL； 第II类表示高重量和低剩余 时间， 即 料仓原料重量不小于WL且原料剩余 时间小于tL； 第III类表示低重量和高剩余 时间， 即料仓 原料重量小于WL且原料剩余时间不小于tL； 第IV类表示高重 量和高剩余时间， 即料仓原料重 量不小于WL且原料剩余时间不小于tL。 8.根据权利要求7所述的调度方法， 其特征在于， 将最近时刻需要加仓的料仓限制在目 标类， 包括： 设置调度周期 为Ts， 每隔时间Ts更新系统状态， 并查询是否存在第I类料仓， 即料仓内原 料重量少， 且剩余下料时间短的料仓， 如果不存在， 则等待下一次调度， 如果存在则进入下 一步。 9.根据权利要求8所述的调度方法， 其特征在于， 根据建立的数学模型穷举加料小车和 取料机的组合并预测预设时间段内各个不同组合带来的料仓状态， 包括： 设置预测任务周期为m， 根据当前状态预测m个任务周期的状态， 使用穷举法选加料小 车和取料机， 对当前I类料仓进 行加料， 并根据建立的数学模 型， 预测所有仓在 任务周期m内 的状态， 如果出现不满足约束条件的情况， 则排除不满足约束条件的加料小车和取料机的 组合， 如果满足约束条件， 则根据性能指标函数计算并存储满足约束条件的加料小车和取 料机的性能指标。 10.根据权利要求9所述的调度方法， 其特征在于， 使用滚动优化的思想选取符合约束 条件中运行成本最低的组合得到下一任务需要调度加料小车和取 料机， 包括： 如果所有的穷举组合都不满足约束条件， 则修改料仓原料重量的分割线WL和剩余时间 的分割线tL后， 重新执行根据建立的数学模型穷举加料小车和取料机的组合并预测预设时 间段内各个不同组合带来的料仓状态的步骤； 如果出现满足约束条件的加料小车和取料机的组合， 则比较所有满足约束条件的组合 的性能指标函数， 取加料小车和取料机移动 成本的加权和 最小的组合作为当前m周期 内的 最优解； 引入滚动优化的思想， 在得到了一组m个任务周期内的最优解后， 为了减少模型误差以权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115392664 A 3