炼钢－连铸－热轧生产计划一体化仿真系统技术方案

一种炼钢－连铸－热轧一体化生产计划仿真系统，属于制造与自动化技术领域，包括炼钢区一体化生产计划仿真子系统、连铸区一体化生产计划仿真子系统和热轧区一体化生产计划仿真子系统，炼钢区仿真模块读取炼钢区生产计划方案，仿真模拟钢铁冶炼过程中炼钢区的实际生产流程，连铸区仿真模块读取连铸区生产计划方案，用于仿真展示钢铁冶炼过程中连铸区的实际生产流程，热轧区生产流程仿真模块读取热轧区生产计划方案，包括临时实体设备板坯与各个设备的隶属关系，仿真钢铁冶炼过程中热轧区的实际生产流程。本发明专利技术仿真了炼钢－连铸－热轧生产计划一体化生产过程，提高计划编制的质量，优化生产实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制造与自动化
，涉及一种钢铁生产流程的仿真系统，特别是基于仿 真平台结合可视化和人机交互技术来实现炼钢-连铸-热轧生产计划一体化动态协调怀化。
技术介绍
降低企业生产成本，提高产能，减少能耗是钢铁企业生产管理的一大难题。钢铁企业一 般采用面向定单(maketoorder)的生产模式，炼钢、连铸、热轧三区生产计划问题属于复杂的 大规模多工艺约束的组合优化问题，常用方法有人工编制方法和采用运筹学建模和智能优化 方法结合的方法。人工编制方法可以融合专家经验，但是编制周期长，科学性差。运筹学建 模和智能优化方法结合编制周期短，科学性强，但是缺乏柔性，难以保证三区生产计划的一 体化，更没有将日益丰富的专家经验结合起来。
技术实现思路
针对现有炼钢-達铸-热轧系统的不足，本专利技术提供了一种炼钢-连铸-热轧生产可视化仿真 系统，对炼钢-连铸-热轧过程进行仿真。 ■本专利技术采用的技术方案是该系统包括炼钢区一体化生产计划仿真子系统、连铸区一体 化生产计划仿真子系统和热轧区一体化生产计划仿真子系统，其中炼钢区一体化生产计划仿真子系统包括炼钢区仿真模块，炼钢区仿真模块包括炼钢区生产 合同管理、炼钢区仿真对象库、炼钢区仿真时钟管理、炼钢区仿真动画管理、炼钢区仿真辅 助决策和炼钢区仿真通信管理几个部分，其中炼钢区合同管理用于生产合同的收池和管理， 炼钢区仿真时钟管理用于仿真的时间管理，对象库中仿真实体包括转炉、精炼炉、钢包、天 车、运输车和运输轨道，对象库动画管理用于生产流程中对象库中设备的连接关系和动画的 管理，通信管理功能用于炼钢区与其他两区通信；炼钢区仿真模块读取炼钢区生产计划方案， 包括板坯与炼钢区各个设备的隶属关系，仿真模拟钢,冶炼过程中炼钢区的实际生产流程， 其中炼钢区仿真辅助决策包括如下子模块1) 炉次信息可视化优化子模块用于动态展示炉次的相关信息，包括炉次号、钢级、炉重、 炉次最大宽度和炉次最小宽度；对调宽炉进行标记，如调宽次数大于设定的次数，则通 过交换炉次中板坯来调整；2) 平均炉重实时显示子模块用于显示转炉的标准炉重，实时动态统计已经进入转炉进行 冶炼的炉次的平均炉重；3) 转炉信息实时显示子模块用于动态显示正在冶炼的炉次的相关信息，包括炉次号、炉 重、钢级和满炉率；4) 板坯宽度可视化优化子模块用于可视化显示板坯宽度，如有可调宽度的调宽炉，通过 修改板坯所在的炉次号对板坯进行调整；5) 炉重统计子模块用于以柱状图的形式统计炉次批量计划的炉重信息；6) 板坯信息显示子模块用于显示板坯的相关信息，包括板坯号、宽度和厚度；7) 物流跟踪子模块 对选中的板坯或炉次进行实时跟踪； 连铸区一体化生产计划仿真子系统包括连铸区仿真模块，其中连铸区仿真模块包括连铸区生产合同管理、连铸区仿真对象库、连铸区仿真时钟管理、连铸区仿真动画管理、连铸区 仿真辅助决策和连铸区仿真通信管理几个部分，连铸区仿真时钟管理用于仿真的时间管理； 连铸区合同管理用于生产合同的收池和管理，对象库中仿真实体包括连铸机、天车、钢包、 火焰切割机、运输轨道，对象库动画管理用于生产流程中对象库中设备的连接关系和动画的 管理，通信管理功能用于连铸区与其他两区通信；连铸区仿真模块读取连铸区生产计划方案， 包括炉次与各个连铸区设备的隶属关系，用于仿真展示钢铁冶炼过程中连铸区的实际生产流 程，连铸区仿真辅助决策包括如下子模块1) 连铸批量计划可视化优化子模块用不同颜色标记不同的中包，显示炉次的宽度，可视 化展现连铸区生产计划中炉次宽度违规的炉次信息，包括连浇族码、浇次号和中包号实 现炉次信息的动态修改；2) 炉次信息显示子模块用于显示炉次的相关信息，包括连浇族码、浇次号和中包号；3) 物流跟踪模块对选中的炉次进行实时跟踪；热轧区一体化生产计划仿真子系统包括热轧区生产流程仿真模块块，其中热轧区生产流 程仿真模块包括热轧区生产合同管理、热轧区仿真对象库、热轧区仿真时钟管理、热轧区仿 真动画管理、热轧区仿真辅助决策和热轧区仿真通信管理几个部分，热轧区仿真时钟管理用 于仿真的时间管理；热轧区合同管理用于生产合同的收池和管理，对象库中仿真实体包括加 热炉、二辊粗轧机、四辊精轧机、巻取机，对象库动画管理用于生产流程中对象库中设备的 连接关系和动画的管理，热轧区通信管理功能用于热轧区与其他两区通信；热轧区生产流程 仿真模块读取热轧区生产计划方案，包括临时实体设备板坯与各个设备的隶属关系，模拟钢 铁冶炼过程中热轧区的实际生产流程，热轧区仿真辅助决策包括如下子模块-1)热轧批量计划可视化优化子模块用于在仿真过程中，用不同颜色标记不同的计划类 型板坯，显示板坯的宽度，可视化展现热轧区生产计划中板坯宽度、厚度、硬度差异；实现板坯信息的动态修改;'2) 轧制过程的统计子模块用于统计需要轧制的板坯总数、板坯总跳跃惩罚、板坯轧制 公里数以及当前轧制的板坯的计划类型、计划号和宽度跳跃惩罚；3) 板坯信息显示子模块显示热轧过程中板坯的相关参数，包括板坯宽度、厚度、硬度；4) 物流跟踪子模块对选中的炉次进行实时跟踪。 炼钢区的炉次信息可视化优化子模块，根据专家经验对炉次进行优化，炉次信息的动态修改歩骤如下2丰A炉次^的满炉率^="^7—，^={0,1}，1表示板坯组到炉次/中，否则为0; 表示板坯『7^质量，炉次容量『T;如果满炉率^小于0.933,进行收池(包括炉次间板坯调整)； 如果^大于1，移除板坯到其他炉次。将该炉次的板坯移除到有空缺板坯的炉次。连祷批量计划可视化优化子模块，根据专家经验对炉次优化，实现炉次信息的动态修改 过程如下进入连铸机的实体为炉次，经过连铸机出来的实体为板坯，炉次需要按照中间包 工艺需求，进行组合，中包内炉次附小于3，合并中包；3Sm^6，调整炉次；附大于6，分解中包。热轧批量计划可视化优化子模块，根据专家经验对板坯优化，实现板坯信息的动态修改步骤如下热轧区板坯^不同的表面等级，每个表面等级用不同的尺寸来表达，每个表面等级 也有不同的轧制要求，不同计划类型板坯之间的组合规则如下表，来进一步优化计划，规则 表中0不可组合；1随意组合；2可组合，但不可以颠倒次序；<table>table see original document page 7</column></row><table>Ol表示低碳钢，02超低碳，03管线钢，04集装箱板，05中低牌、无取向硅钢，06镀锡板，07高强钢，08中碳钢。炼钢区一体化生产计划仿真子系统、连铸区一体化生产计划仿真子系统和热轧区一体化生 产计划仿真子系统还包括评价模块，对仿真结果进行评价，其中炼钢区评价模块对炼钢区的 仿真结果与设定指标或者原有指标比较，包括满炉率、调宽次数和无委材量；连铸区评价模块对连铸区的仿真结果与设定指标或者原有指标比较，包括中包利用率；热轧区评价模块对热轧区的仿真结果与设定指标或者原有指标比较，包括板坯跳跃惩罚， 平均轧制。 '本专利技术的有益效果本系统仿真了炼钢-连铸-热轧生产计划一体化生产过程，可以直观 地将专家经验融合到系统来显著提高计划编制效率，降低计划编制人员的工作强度，提高计 划编制的质量，优化生产实施。也可以用来验证计划本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼钢－连铸－热轧一体化生产计划仿真系统，其特征是该系统包括炼钢区一体化生产计划仿真子系统、连铸区一体化生产计划仿真子系统和热轧区一体化生产计划仿真子系统，其中：　炼钢区一体化生产计划仿真子系统包括炼钢区仿真模块，炼钢区仿真模块包括炼钢区生产合同管理、炼钢区仿真对象库、炼钢区仿真时钟管理、炼钢区仿真动画管理、炼钢区仿真辅助决策和炼钢区仿真通信管理几个部分，其中炼钢区合同管理用于生产合同的收池和管理，炼钢区仿真时钟管理用于仿真的时间管理，对象库中仿真实体包括转炉、精炼炉统包括热轧区生产流程仿真模块，其中热轧区生产流程仿真模块包括热轧区生产合同管理、热轧区仿真对象库、热轧区仿真时钟管理、热轧区仿真动画管理、热轧区仿真辅助决策和热轧区仿真通信管理几个部分，热轧区合同管理用于生产合同的收池和管理，对象库中仿真实体包括加热炉、二辊粗轧机、四辊精轧机、卷取机，对象库动画管理用于生产流程中对象库中设备的连接关系和动画的管理，热轧区通信管理功能用于热轧区与其他两区通信；热轧区生产流程仿真模块读取热轧区生产计划方案，包括临时实体设备板坯与各个设备的隶属关系，模拟钢铁冶炼过程中热轧区的实际生产流程，热轧区仿真辅助决策包括如下子模块：　１）热轧批量计划可视化优化子模块：用于在仿真过程中，用不同颜色标记不同的计划类型板坯，显示板坯的宽度，可视化展现热轧区生产计划中板坯宽度、厚度、硬度差异；实现板坯信息的动态修改；　２）轧制过程的统计子模块：用于统计需要轧制的板坯总数、板坯总跳跃惩罚、板坯轧制公里数以及当前轧制的板坯的计划类型、计划号和宽度跳跃惩罚；　３）板坯信息显示子模块：显示热轧过程中板坯的相关参数，包括板坯宽度、厚度、硬度；　４）物流跟踪子模块：对选中的炉次进行实时跟踪。、钢包、天车、运输车和运输轨道，对象库动画管理用于生产流程中对象库中设备的连接关系和动画的管理，通信管理功能用于炼钢区与其他两区通信；炼钢区仿真模块读取炼钢区生产计划方案，包括板坯与炼钢区各个设备的隶属关系，仿真钢铁冶炼过程中炼钢区的实际生产流程，其中炼钢区仿真辅助决策包括如下子模块：　１）炉次信息可视化优化子模块：用于动态展示炉次的相关信息，包括炉次号、钢级、炉重、炉次最大宽度和炉次最小宽度；对调宽炉进行标记，如调宽次数大于设定的次数，则通过交换炉次中板坯来调整；２）平均炉重实时显示子模块：用于显示转炉的标准炉重，实时动态统计已经进入转炉进行冶炼的炉次的平均炉...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，董红宇，郑秉霖，袁雷，马红斌，韩志星，刘佳，任艳丽，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]