浅谈热轧工艺计划排程系统.docx

          浅谈热轧工艺计划排程系统                    摘要：热轧轧制计划排程是热轧生产管理的核心内容和关键技术热轧轧制计划排程质量的好坏，将直接影响热轧前后工序物流的畅通、轧线产能的提高，轧辊的工作寿命本文阐述热轧工艺计划排程系统的设计与实现，主要包括后台业务逻辑和前端应用程序的设计与实现首先介绍了轧制计划的编制方法，分析了热轧工艺计划排程系统的功能模块，最后提出了热轧工艺计划排程系统的关键技术与实现路径关键词：热轧调度；轧制计划排程；计划管理信息技术正在大力推动工业自动化和管理现代化的革命钢铁行业历来重视生产过程的自动化控制，在管理信息化方面，以ERP为代表的管理信息系统近年来在钢铁企业也开始了大规模的应用然而，在过程自动化与管理信息化之间存在数字鸿沟，导致无法将管理同生产紧密结合，ERP等管理自动化系统的应用效果大打折扣，甚至导致ERP系统实施失败九十年代中期发展起来的生产制造执行系统（MES），正是打通这一瓶颈不可或缺的手段随着经营管理的扁平化，MES正在成为企业实现生产活动与经营活动的有效集成、进行优化运行、优化控制与优化管理的桥梁和纽带，是提高企业竞争力的重要的技术之一。

制造执行系统（MES）是面向车间层的管理信息系统，强调计划的执行和生产过程的动态控制MESA国际联合会给出的MES功能包括产品跟踪与产品数据管理、生产质量管理与监控、工序级详细生产计划及生产调度管理等[1]其中计划管理是MES中十分重要的一个组成部分，作为MES系统中的核心模块，与其他各个模块如物料、仓库、合同、质量模块都密切相关，根据生产合同中热轧工序制定的生产控制、质量控制及投料要求及热轧工序前库的板坯信息，以板坯为单位来组织热轧各机组的生产计划1 轧制计划的编制方法在热轧过程中，由于轧制工艺及板型等特殊需要，对轧制的板坯规格属性及其轧制顺序有着严格的要求在轧制序列中，摆邻的板坯必须满足一系列的轧制规范，对轧制顺中前后板坯的宽度变化范围、厚度变化范围、硬度变化范围等，都有着严格的规定，存在所谓的岛龟壳型状约束：组成一个轧制单元的轧制顺中，板坯宽度变化的要求须满足：窄一宽一窄其中，“窄一宽”倒梯形部分数量相对较少，称之为“烫棍材”部分宽一窄”梯形部分是轧制计划序列的主体，在热轧工艺上称为“主体材”轧制计划编制的好坏，将直接影响扎线产能的提高和轧辊的工作寿命面对小批量、多规格的合同订单，如何在保证产品质量的前提下，尽可能地提高轧辊的单位轧制量，减步因换辊造成的生产停顿，以及磨辊造成的损失，提高企业的综合经济效益，是企业必需解决的难题。

热轧轧制计划排程系统的设计目标是：在满足热轧轧制规范约束条件下，依照用户订单的交货期等生产工艺的需求，编裁出投坯的轧轧制序列，使相邻的板坯之间满足工艺需求的若干约束条件；同时，确保轧制计划单元的总轧制数尽可能地大，以满足轧机的实际生产需求轧制计划排程与优化的难点在于：对轧制批计划序列中，每一轧制单元中的板坯约束条件的满足上常烧的轧制规范约束条件包括：（1）相邻板坯宽度跳跃不大于工艺约束值；（2）相邻厚度跳跃不大于工艺约束值；（3）相邻硬度跳跃不大于工艺约束至；通常，一个轧制计划由若干满足上述轧制规范约束条件的板坯序列组成评价一个轧制计划的优劣标准有多种方法，不同的方法侧重点不同一般地，可归结到一个总体评价指标上：相邻板坯满足约束条件的程度上，即相邻板坯宽度、厚度、硬度等跳跃值的总和作为惩罚值在工业生产中，大多使用手工模式，其优点是简单、易行，其缺点是越往后计划编制越难为了克服手工计划编制的弊端，使计划编更加合理，需要实现全局的计划优化与编制2 热轧工艺计划排程系统的功能模块一个模块化系统是指该系统由一系列松散耦合的模块组成模块是一个适当尺寸能独立执行一个特定功能的子程序模块应该具备的三个性质是：模块的有界性、可插拔性和可互换性。

1）通用数据接口按照模型的数据需求，对每一模型定义标准的数据表项，如：模型输入、输出数据表、模型基础数据表等由于数据源存放格式不同，各种数据源都有自己的访问格式，必须针对这些数据源编写专用的数据接口根据模型需求的标准数据表项，利用模块化编程方法，将与数据对象访问有关的函数集中于一个模块中，即将所有有关接口的函数“封装”在此模块中，把该模块作为数据访问的“中间件”，提供对通用接口函数的支持这样的“中间件”中包含了全部模型需求的标准数据表项在模型核心计算模块中访问数据库时，只调用这些通用接口函数即可，避免了直接调用数据库系统提供的数据库访问函数时接口不一致的问题2）合同订单选择按照各工序所需加工件数量、交货期、加工等级等条件进行合同收池，确保参加排程的合同订单符合生产的条件，为计划编制、优化提供候选对象集通过对整个合同规格结构的分析对合同板坯的特征值进行组群，组群粒度可依操作者事先设定该功能模块对均衡轧制计划编制、提高整体轧制计划水平，提供有益的帮助3）轧制计划编制与优化对在合同收池中收集到的全部合同，按用户事先设定的计划时间、合同设定加工量，由系统的轧制计划编制与优化模块自动计算给出符合轧制规范的多个轧制计划，并对给出的轧制计划进行总体优化，使单位轧制数达到最大，并在板坯相邻间硬度差、厚度差、宽度差等总评价指标达到最优化。

4）辅助计划编制辅助计划编制人员编制特定的轧制计划操作人员可指定若干合同订单类型，辅助模块提供特定数据过滤与选择功能对由计划操作员给出的手工轧制计划，该功能模块自动给出在轧制计划中违规的板坯标记以及违规的类型，以便于计划编制人员的调整5）轧制计划的动态调整通过人机交互，以直观的图块方式实现轧制计划的动态调整，包括计划之间、计划内部在调整过程中，对不满足轧制规范的操作，系统实时特别提示；同时，对指定位置，系统可辅助给出符合轧制规范要求的候选板坯集，以便操作人员选择3 关键技术生产管理的最终目的，就是提升生产管理水平，提高计划管理精度，缩短生产周期，降低在制品库存，按时完成合同，满足用户需求，提高企业效益计划管理作为MES系统的核心模块，为编制出热轧工序可执行的、符合热轧工序作业规程的、有利物流平衡以及确保合同交货期等的轧制计划提供有利的管理平台，为确保现场生产的合理、顺畅、高效提供有效保障在计划管理过程中，关键是对计划人员编制后的计划进行优化以及计划释放时根据材料的生产合同中的取样要求形成试验委托信息4 系统实现系统的E-R模型是在数据库设计中的概念设计中得出的,先要对系统分析得到的数据字典中的数据存储进行分析,分析数据存储之间的关系,最终的得出系统的关系模式,即系统的E-R模型。

E-R模型设计是在数据库设计中相当重要的阶段，只有设计出好的E-R模型，才能在数据库表的设计时设计出复合要求的数据库表，避免在数据库表中出现过多的冗余，造成资源的浪费5 结束语热轧工艺计划排程系统实施的关键，是实现与MES 其他模块的信息共享和底层控制的有效集成，通过信息流集成和控制集成，对生产全过程中的轧制作业计划和轧制作业命令进行集中管理、实时跟踪，从而实现实时、准确的计划跟踪通过分析热轧工艺计划排程系统的功能模型和关键技术，对这些问题的探索与实践，进一步提高热轧工艺计划管理的整体水平，为生产组织的顺利进行提供有效的计划保证参考文献[1]王大号,王震,赵晓辉,杨博,白鹏鹏.国际EPC热轧工程项目进度计划管理[J].中国金属通报,2021(03):162-163.[2]郑忠,王永周,卢义,高小强.考虑铸轧协调的炼钢-连铸-热轧一体化生产计划[J].钢铁,2020,55(12):107-113.  -全文完-。