一种热轧工作辊上机选择方法及轧辊上机专家系统技术方案

本发明专利技术提供了一种热轧工作辊上机选择方法及上机选择专家系统，属于轧制控制领域。所述上机选择方法得到现场轧制产品的五种品规属性的类别；预设参考轧制计划及对应的轧辊需求，并分析参考轧制计划中五个品规属性类别相对于全部品规属性类别的存在状态；根据自适应系数计算各类别对参考轧制计划特性的贡献度，再计算目标轧制计划与参考轧制计划之间的特性差异度，确定目标轧辊需求，选出所有符合目标轧制计划的轧辊，并进行优先级排序；对优先级最低的轧辊状态进行评价，计算目标轧制计划与轧辊的匹配度并与阈值比较；若不匹配，则修正自适应系数，重新计算贡献度；否则获得上机选择结果。本发明专利技术实现了轧辊资源的合理分配及自动推送，省去了人工挑选轧辊的过程，减小了轧辊消耗。轧辊消耗。轧辊消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种热轧工作辊上机选择方法及轧辊上机专家系统


[0001]本专利技术属于轧制控制领域，具体涉及一种热轧工作辊上机选择方法及轧辊上机专家系统。

技术介绍

[0002]在轧制工艺中，为了确定生产的安全，需要对在役工作辊进行及时更换，一般从在役轧辊中选择一对热轧工作辊进行更换。传统的选辊方式是现场操作人员根据工作经验随机选择轧辊。但是，这种轧辊更换方式依赖于操作人员的工作经验，不具备数据上的准确性，无法从轧辊具备上机条件这一弹性范围中精准挑选出合适的轧辊，这样会造成生产资源的分配不合理，难以满足钢铁企业增效、降耗与转型升级的需求；另外，这种方式需要人工参与，在增加人力资源消耗的同时还会增加人工误操作的几率，影响生产节奏，降低生产效率。
[0003]公开号为CN110665974A的中国专利公开了一种用于轧线精轧工作辊因材备辊的实施方法，利用不同轧制品种对精轧工作辊的需求，编制精轧工作辊因材备辊规则，但其在判定轧辊需求时，总是以最高要求的钢种备辊需求作为轧制计划的备辊需求，不利于整个轧制计划中其他钢种品规的定性分析，容易忽视掉大量有参考价值的信息，尚不能为轧线提供足够准确的备辊结论。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种热轧工作辊上机选择方法及轧辊上机专家系统，以实现轧辊资源的合理分配及自动推送，提高轧制效率。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种热轧工作辊上机选择方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1，对待轧制钢材所有产品的品规进行分析，得到当前所能生产的钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性的类别，其中，设定钢种、用途、强度根据自身标签单独成类，目标宽度和目标厚度通过判别式分为三类；
[0008]步骤S2，预设v个参考轧制计划及对应的轧辊需求，并分析每一个参考轧制计划中钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五个品规属性类别分别相对于全部品规属性类别的存在状态；
[0009]步骤S3，根据自适应系数计算钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性各类别对参考轧制计划特性的贡献度；
[0010]步骤S4，从轧制生产线制造执行系统MES中获取目标轧制计划的品规属性类别，依据步骤S3中已计算出的品规属性类别的贡献度计算目标轧制计划特性；
[0011]步骤S5，计算目标轧制计划与每一个参考轧制计划之间的特性差异度，确定与目标轧制计划特性差异最小的参考轧制计划，将该参考轧制计划的轧辊需求设定为目标轧制计划的轧辊需求；所述轧辊需求包括上机次数、氧化膜评价、硬度评价、磨削精度评价、轧辊
综合评价五个指标；
[0012]步骤S6，获取所有待上机轧辊的状态评价信息，根据五个指标设计轧辊状态评价特征向量，选出所有符合目标轧制计划的轧辊需求的轧辊，并通过轧辊状态评价特征向量计算所选出的轧辊的上机优先度，根据上机优先度进行上机轧辊优先级排序；
[0013]步骤S7，对上机轧辊优先级排序中上机优先级最低的轧辊状态进行评价，计算目标轧制计划与最低优先级轧辊的匹配度并将匹配度与匹配度阈值进行比较，根据阈值比较结果判定选出的所有轧辊的合理性；若判定选出的轧辊合理，则将上机轧辊优先级排序作为轧辊上机选择结果，若判定选出的轧辊不合理，则根据最低优先级轧辊的匹配度修正自适应系数，返回步骤S3。
[0014]作为本专利技术的一个优选实施例，步骤S1中目标宽度和目标厚度的分类判别式为：
[0015][0016]式(1)中，d代表钢卷的目标宽度，d1代表窄幅类别，d2代表中间宽度类别，d3代表宽幅类别，h代表钢卷的目标厚度，e1代表薄料类别，e2代表中间厚度类别，e3代表厚料类别，单位均为mm。
[0017]作为本专利技术的一个优选实施例，步骤S2包括：
[0018]步骤S21，将钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性的类别分别用数学符号表示为：
[0019][0020]式(2)中，β1,β2,β3分别代表将钢种、用途、强度的属性类别参数化后形成的向量，x为钢种类型的总数量，y为用途类型的总数量，z为强度类型的总数量，β4代表三种宽度类别组成的向量，β5代表三种厚度类别组成的向量；
[0021]步骤S22，统计所有参考轧制计划包含的钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性的类别至集合Q
v
中，判断参考轧制计划k中是否存在β1至β5向量中每一个元素所代表的品规属性，根据判断结果对β1至β5向量中的元素赋值，具体赋值方式如下：
[0022][0023]式(3)中，β
ij
代表钢卷的第i个品规属性的第j个类别，是赋值后的β
i
，表示第k个参考轧制计划中各个品规的存在状态向量。
[0024]作为本专利技术的一个优选实施例，步骤S3贡献度α
i
表示方法与计算公式为：
[0025][0026][0027]式(4)中，S＝[S1,S2,
…
,S
k
…
,S
v
]，v代表专家系统中参考轧制计划的数量，S
k
代表第k个参考轧制计划的特性值，α
i
向量中的元素α
ij
代表品规属性类别β
ij
对参考轧制计划特性的贡献度，ω
i
为品规属性i的自适应系数。
[0028]作为本专利技术的一个优选实施例，步骤S4具体包括：
[0029]获取目标轧制计划信息，统计目标轧制计划中的品规属性类别，更新β
i
,i＝1,2,
…
,5向量，更新完毕后赋值为使其表示目标轧制计划中每一种品规属性类别的存在状态，基于品规属性各类别对参考轧制计划特性的贡献度，计算目标轧制计划特性S
′
，计算公式如下：
[0030][0031]式(5)中，代表目标轧制计划中各个品规属性类别的存在状态向量。
[0032]作为本专利技术的一个优选实施例，步骤S5差异度计算公式如下：
[0033]D
k
＝|S
′‑
S
k
|
k＝1,2,
…
,v
(6)
[0034]式(6)中，S
′
为目标轧制计划的特性值，S
k
代表第k个参考轧制计划的特性值，D
k
代表目标轧制计划与第k个参考轧制计划的特性差异度。
[0035]作为本专利技术的一个优选实施例，步骤S6中将五个指标分别由好至差分为0，1，2，3，4五个等级，设计轧辊状态评价特征向量γ＝(γ1,γ2,
…
,γ5)，向量中的五个元素依次对应五个指标，元素的数值等于评价值；差异度最小的第T个参考轧制计划的轧辊需求对应的轧辊状态评价特征向量为
[0036]所述轧辊需求为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热轧工作辊上机选择方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，对待轧制钢材所有产品的品规进行分析，得到当前所能生产的钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性的类别，其中，设定钢种、用途、强度根据自身标签单独成类，目标宽度和目标厚度通过判别式分为三类；步骤S2，预设v个参考轧制计划及对应的轧辊需求，并分析每一个参考轧制计划中钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五个品规属性类别分别相对于全部品规属性类别的存在状态；步骤S3，根据自适应系数计算钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性各类别对参考轧制计划特性的贡献度；步骤S4，从轧制生产线制造执行系统MES中获取目标轧制计划的品规属性类别，依据步骤S3已计算出的品规属性类别贡献度计算目标轧制计划特性；步骤S5，计算目标轧制计划与每一个参考轧制计划之间的特性差异度，确定与目标轧制计划特性差异最小的参考轧制计划，将该参考轧制计划的轧辊需求设定为目标轧制计划的轧辊需求；步骤S6，获取所有待上机轧辊的状态评价信息，设计轧辊状态评价特征向量，选出所有符合目标轧制计划的轧辊需求的轧辊，并通过轧辊状态评价特征向量计算所选出的轧辊的上机优先度，根据上机优先度进行上机轧辊优先级排序；步骤S7，对上机轧辊优先级排序中上机优先级最低的轧辊状态进行评价，计算目标轧制计划与最低优先级轧辊的匹配度并将匹配度与匹配度阈值进行比较，根据阈值比较结果判定选出的所有轧辊的合理性；若判定选出的轧辊合理，则将上机轧辊优先级排序作为轧辊上机选择结果，若判定选出的轧辊不合理，则根据最低优先级轧辊的匹配度修正自适应系数，返回步骤S3。2.根据权利要求1所述的热轧工作辊上机选择方法，其特征在于，步骤S1中目标宽度和目标厚度的分类判别式为：式(1)中，d代表钢卷的目标宽度，d1代表窄幅类别，d2代表中间宽度类别，d3代表宽幅类别，h代表钢卷的目标厚度，e1代表薄料类别，e2代表中间厚度类别，e3代表厚料类别，单位均为mm。3.根据权利要求1所述的热轧工作辊上机选择方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S21，将钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性的类别分别用数学符号表示为：
式(2)中，β1,β2,β3分别代表将钢种、用途、强度的属性类别参数化后形成的向量，x为钢种类型的总数量，y为用途类型的总数量，z为强度类型的总数量，β4代表三种宽度类别组成的向量，β5代表三种厚度类别组成的向量；步骤S22，统计所有参考轧制计划包含的钢种、用途、强度、目标宽度、目标厚度五种品规属性的类别至集合Q
v
中，判断参考轧制计划k中是否存在β1至β5向量中每一个元素所代表的品规属性，根据判断结果对β1至β5向量中的元素赋值，具体赋值方式如下：式(3)中，β
ij
代表钢卷的第i个品规属性的第j个类别，是赋值后的β
i
，表示第k个参考轧制计划中各个品规属性的存在状态向量。4.根据权利要求3所述的热轧工作辊上机选择方法，其特征在于，步骤S3贡献度α
i
表示方法与计算公式为：方法与计算公式为：式(4)中，S＝[S1,S2,
…
,S
k
…
,S
v
]，v代表专家系统中参考轧制计划的数量，S
k
代表第k个参考轧制计划的特性值，α
i
向量中的元素α
ij
代表这种品规属性类别β
ij
对参考轧制计划特性的贡献度，ω
i
为品规属性i的自适应系数。5.根据权利要求4所述的热轧工作辊上机选择方法，其特征在于，步骤S4具体包括：获取目标轧制计划信息，，统计目标轧制计划中的品规属性类别，更新β
i
向量,i＝1,2,
…
,5，更新完毕后赋值为使其表示目标轧制计划中每一种品规属性类别的存在状态，基于品规属性各类别对参考轧制计划特性的贡献度，计算目标轧制计划特性S
′
，计算公式如下：式(5)中，代表目标轧制计划中各个品规属性类别的存在状态向量。6.根据权利要求5所述的热轧工作辊上机选择方法，其特征在于，步骤S5差异度计算公式如下：D
k
＝|S
′‑
S
k
|
k＝1,2,

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文权，陈传阳，何安瑞，刘超，张喜榜，荆丰伟，陈思萌，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：