探讨分布式炼钢—连铸过程监视与生产调度辅助系统的研究与应用

朱卫军

摘 要：目前调度工作效率低下是因为当前依靠人工来制定动态计划和完成调度工作是我国钢厂所采取的主要的方式。工作存在一定的局限性，企业的相关资源难以得到有效的利用，机器之间的冲突，无法确保准时交货。在各个工序之间能量消耗、物力消耗都无法达到精细化生产和管理的要求。文章通过精细化每个环节的参数，确保炉次间等待耗时短，交货及时。在炼钢—连铸生产的过程中能够采用网络监视生产过程、把调度的每个生产细节都得以优化，及时根据情况调整调度，有效保障生产效率，以达到节约生产成本的目标。

关键词：炼钢-连铸；过程监视；生产调度

市场的千变万化以及顾客的需求日趋多样等新的市场特征要求生产调度越来越灵活，灵活的生产调度系统其一可以及时的对生产系统发生的不可预见的事件采取迅速的措施；其二可以整体的把握企业的生产资源。在分布式炼钢—连铸过程中进行监视，对生产调度及时辅助系统有效优化资源配置，把握生产的成本。

1 炼钢—连铸过程监视与生产调度辅助系统的模式和意义

制造钢铁的过程是一个依靠高温多维物流管制运行的过程，其中还有许多其他工序，由凝固、物理冶金等多方面构成。其在生产管理的过程中有着多种因素影响，如：工序繁杂，原料品种诸多，对成分、温度、时间等因素有着严格的要求。在炼钢—连铸的过程进行监视能够在生产的过程之中把握能量消耗及物力消耗，能够掌握消耗的数据从而控制浪费资源，优化资源配置。炼钢一连铸是钢铁生产必不可少的过程之一，把铁水进行简单的处理之后将其送到转炉冶炼，冶炼成为钢水之后进行相关的精炼处理，然后再按照要求浇铸成不同的型号和规格的产品。炼钢一连铸是集生产管理与控制多种功能于一体的，根据原有基础及时调整调度计划，在掌握不变量数据的基础上将变量数据的影响减到最低，能够监视所有的生产过程，及时根据情况调整调度计划，能最低程度减少设备损耗，有效统计相关的数据并制成报表等。

要制定工作调度计划首先排出连铸机上浇次的顺序，然后自动生成子调度，然后再根据子调度生成粗调度，最后生产炼钢一连铸调度计划方案。粗调度是一个大致的计划，也许存在浇次冲突，解决铸机之间存在的冲突，可以获得全面的调度计划。解决铸机冲突问题可以建模型来科学消除机器冲突。

从当前实际情况来看，工厂在炼钢-连铸生产的过程中，主要的监控系统框架有两种，即C/S结构（Client/Server）和B/S结构（Brower/Server）。这两种系统结构的基础就是原厂的基础自动化的、计算机的进程控制和MIS网络，主要的作用就是对生产的过程进行监控。在这种分布式的系统中，原厂基础的自动化网络框架的主要结构组成有两部分，其一是低层传感设备，其二是负责对执行控制进行调节的设备。这两种设备的具体作用就是利用PLC和DCS技术为单元设备的监控提供技術支持，同时收集不同生产环节的相关数据。换句话说，就是以生产过程的控制系统为基础，建立自动化的调控平台，为工作站对生产过程的有效监控提供便利。由上述分析可知，在数据库技术的前提之下，C/S结构和B/S结构可以为企业提供计算机支持，让调度室和不同生产环节之间保持良好的通信，实现信息和生产数据的实时传递，最终实现对整个生产过程的动态监控。

2 炼钢—连铸过程辅助系统的模型和相关的数据库设计

炼钢—连铸的生产过程是半连续型制造业，具有连续性和离散性等特点，生产过程对环境有着严格的要求。

（1）炼钢—连铸的生产的流程简单分为铁水的初步处理，然后炼钢再进行精炼最后进行连铸，这当中的工序需要诸多生产设备的支持。这种多阶段的混合流程式的生产方式是兼有连续跟间歇相工作的，当中以间歇的工作方式存在的是转炉和精炼设备，为降低企业的生产成本，连续作业是连铸机在其中的主要工作方式。

（2）生产管理是集多项功能和多种信息于一体的。实时掌握各个工序之间的物流的状态、监控各设备的作业状态是炼钢一连铸生产过程调度辅助系统管理要求，基于这个原则在线编制和及时调整调度的计划，这样来把控整个生产过程。把所有的信息借助系统集合起来，以达到生产过程中的监管、有效的调度、管理所有设备、用数据说明各功能之间的需求导向。

（3）准时性的高要求让物流衔接更为紧密。在持续生产周期内，保障钢水的成分以及温度达到相应的工艺条件，为了保证生产企业采取连续式的作业和间歇式的作业相结合，确保工序与工序之间的物流传递达到相关的要求才能保证生产过程的持续性。

炼钢—连铸过程辅助系统依靠计算机的过程监视与生产调度管理能快速处理诸多因素，提高生产效率。想要对炼钢—连铸生产过程进行完全的掌握，把握所有的生产的细节，控制生产中的突发情况，能够在生产过程中进行及时的调度，在确保及时交货的前提下确保耗时短，必须建立一个完整的数据管理系统，虽然目前随着科技的进步，我国钢铁厂的的生产相关的数据能够被及时的采集和存储，但是这些生产数据没有得到有效充分的利用，企业管理者只能看到其中部分数据，而少数的技术人员也只能参考到部分实时数据。建立完成的数据管理系统，依靠数据库来完成生产上的所有数据的收集整理工作，包括能够自动更新所有的数据，及时统计相关的数据，数据存储之后能够被相关技术人员检索等操作，这样对炼钢计算机的性能各方面要求得更为高。

3 结束语

在炼钢—连铸过程中，对各个生产环节进行调度：考虑企业的条件、工序的特点、调度数据等条件，保证炉次之间耗时短、能够准时交货、全连铸等目标确定目标函数，建立非线性规划数学模型，求解各工序机器的最佳开始加工时间，最终得到相应的生产计划，以实现分布式炼钢—连铸过程监视与生产调度辅助系统的最优化。

参考文献：

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[2]庞新富，俞胜平，罗小川等.混合Jobshop炼钢-连铸重调度方法及其应用[J].系统工程理论与实践，2012，32（04）.

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