用于协调生产过程的两个相继的制造级的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于协调生产过程的两个相继的制造级(11,13)的方法。所述方法包含以下步骤：a)基于一个或者多个第一优化参数、根据第一优化目标来创建(S1)第一制造级(11)的生产流程计划，以便获得第一优化结果；b)基于一个或者多个第二优化参数、根据第二优化目标来创建(S1)第二制造级(13)的生产流程计划，以便获得第二优化结果；c)鉴于总优化目标评估(S2)这些优化结果；d)修改(S4)第一优化参数和第二优化参数；e)基于已修改第一优化参数和/或已修改第二优化参数、根据相应的优化目标来重复(S5)第一制造级和第二制造级(11,13)的生产流程计划的创建。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及用于协调和/或实施或者用于运行生产过程、尤其是由原材料制造金属的生产过程的方法。此外，本专利技术涉及用于优化生产过程的两个相继的制造级的流程和/或工作步骤的优化方法。
技术介绍
为制造钢和其它金属，应用了昂贵并且高能耗的制造方法，该制造方法通常具有多个相继的制造级。在第一制造级中，原材料被提供到熔炉中，原材料在所述熔炉中熔化，去除杂质并且铸造成半成品，如板坯或者钢坯。所述第一制造级在冶炼厂进行。在第二制造级中，半成品在轧钢机中被再加工，以便制造特定尺寸和特定大小的金属卷(MetalIrolIe)或者金属盘卷(MetalIspule)。在最后的制造级中，卷或者盘卷在冷轧钢机中经受末级处理。原材料被分批次处理，每个批次具有有限的批次尺寸，经常为几吨。这些批次中的多个批次可以同时在并行的単元中处理，其中在ー个制造级内的批次不细分，使得ー个批次统一通过所述制造级。在冶炼厂，例如各个钢种的批次在不同种类的设备中处理，所述钢种由废铁和其它原材料制造。每个批次在冶炼厂在最后的方法步骤中铸造并被切割为板坯。在制造板坯时这些方法步骤的顺序基本上通过各个钢种的兼容性和待切割的板坯的宽度和厚度来确定。接下来在热辊轧设备中的制造级一般包含具有用于串行再处理的设备的生产线。在冶炼厂中制造的板坯在热辊轧设备中辊轧成具有特定厚度、宽度和长度的板材卷或者盘卷。所确定的用来处理数个被提供到热辊轧设备的板坯或者相应的盘卷组成的组的方法顺序称作热辊轧程序。板坯在热辊轧程序内部的顺序很大程度取决于用板坯来制造的卷或者盘卷的钢丝或者钢板的厚度和质量。冶炼厂中的生产过程通常遵循冶金规则，而在热辊轧设备中生产过程基本上受物理限制。冶炼厂中的生产规则中任ー项涉及根据相互兼容的钢铁质量生产熔融物质(Schmelzen)。在冶炼厂的最后方法步骤中，多种熔融物质被连续铸造成板坯并且然后被传输到热辊轧设备，在所述热辊轧设备中所述板坯被辊轧成钢板或者盘卷。板坯在所谓的热状态下在大约1100摄氏度的温度离开冶炼厂。然而，板坯在轧钢机中只能根据热辊轧程序以很确定的顺序处理。通常制造级、冶炼厂和热辊轧设备不具有协调的制造流程计划，使得在冶炼厂制造的板坯通常在板坯库中间存储，直到为热辊轧程序准备好所有必需的板坯。不协调的制造流程计划不仅导致需要更大的存储容量，而且因为板坯在被提供到热辊轧级之前在板坯炉中被再加热导致更高的能源消耗。所述能源消耗巨大，这是因为板坯在被提供到热辊轧设备之前必须被加热到大约1000摄氏度的温度。在没有中间存储而只有短暂的中间存储的情况下，仅当冶炼厂中的流程计划和热辊轧设备中的流程计划有效地相互协调时，热板坯从冶炼厂到热辊轧设备的运输才有可能。到现在为止，在冶炼厂和热辊轧设备中的制造级的方法流程相互独立地以两个独立的模型计划。板坯库被用作中间存储器，以便补偿两个制造级的方法流程的缺乏协调。这导致在再加热板坯时高的仓储开销和巨大的能源消耗。为优化生产过程，在所述两个制造级中任ー个的分布式的方式下，或者冶炼厂的制造级或者热辊轧设备的制造级决定相应另ー个制造级的方法流程。这意味着，首先所述两个过程中任一个过程的方法流程被优化，以便满足其生产条件。紧接着，优化相应另ー个制造级的方法流程，以便满足所有生产条件并且满足另ー制造级的要求。这种做法的缺点在于:所述方法流程相当大程度上取决于各个工作步骤。在ー种情况下，首先根据卷的实际订货、也即额定产量来产生热辊轧设备的所述方法流程。由此获得输入侧对板坯的需求。根据对板坯的需求产生和/或实现或者实施用于冶炼厂的流程计划，以便冶炼厂产生或者完成由所述需求预先给定的数量的板坯。虽然在这种做法下，板坯库的库存没有大大增加，然而冶炼厂中的流程计划相对复杂，这导致短期计划。由此优化的潜在可能性仍未被利用。假如在另ー种情况下冶炼厂的流程计划决定了热辊轧设备的流程计划，那么可以更有效地设计冶炼厂的运行，然而板坯库的管理和热辊轧设备的流程计划变得更复杂。此外，这种分布式的方式不提供最大化热装比的可能性。所述热装比对应于没有经过中间存储可以直接从连续的熔炉到热辊轧设备处理的板坯数量与待加工的板坯总数的比例。当所述直接热装受限时，这还意味着，热板坯在板坯库中的仓储时间没有超过确定的阈值持续时间。两个流程计划在热装比方面的缺乏匹配通过板坯库解决，在板坯库内板坯被中间存储，其缺点是，热板坯在存储期间冷却并且高能耗的再加热变得必需。如果应该提高热装比或者最小化用于再加热的能耗，存在以集中的方式一起计划所有制造级的可能性。在这种集中的方式下，这些制造级的所有生产规则被同时考虑并且根据最优目标创建流程计划。然而，这两个制造级中的生产规则的复杂性以及计算开销根据各个生产规则和优化目标呈指数增长使流程计划变得困难。因而，实际上以这种集中的方式创建可行的流程计划是昂贵的。集中的计划系统的另一缺点是扩大的分布式系统的改装费用高。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供改善的流程计划，尤其是用于改善地处置和/或改善地运行生产过程的两个制造级，其中优化涉及中间仓储的变量作为附加的优化目标。所述附加的优化目标尤其可以是最小化半成品在两个制造级之间的中间仓储份额或者最小化用于在板坯库中再加热的能耗。所述任务通过根据权利要求1的用于协调和/或运行生产过程的两个相继的制造级的方法以及通过根据相应并列权利要求的装置和计算机程序产品解決。其它有利的扩展方案和改进方案在从属权利要求和接下来的描述中说明。根据第一方面提供用于协调和/或运行或者处置生产过程的两个相继的制造级的方法。所述方法包含以下步骤: a)基于ー个或者多个第一优化參数、根据第一优化目标创建所述制造级中的第一制造级的生产流程计划，以便获得第一优化结果； b)基于ー个或者多个第二优化參数、根据第二优化目标创建所述制造级中的第二制造级的生产流程计划，以便获得第二优化结果； C)鉴于总优化目标来评估这些优化结果； d)修改第一优化參数和第二优化參数； e)基于已修改第一优化參数和/或已修改第二优化參数、根据相应的优化目标来重复第一制造级和第二制造级的生产流程计划的创建。尤其是步骤c)到e)可以被一直执行直到满足中断标准。上述方法的思想在干:为所述制造级创建各个生产流程计划，其中，设置协调，通过修改一个或者多个相应的优化參数并且执行生产流程计划的重新创建的方式，所述协调一次性地或者以迭代的方式干预ー个或者两个生产流程。还可以规定:修改或者扩展各个制造级的生产流程计划，以便能够引入其它优化參数或者以便能够更好地考虑总优化目标。在本方法的另ー扩展方案中，所述已创建的、已优化的用于实现和/或实施的流程计划被转交到相关制造级的相应过程控制装置或者过程控制器和/或被实现和实施。上述方法的优点在于:它可以建立在已经存在的具有两个分开的流程计划(创建生产流程计划)用于制造级的分布式方式的基础上并且可以仅仅通过规定协调过程来执行改善的流程计划。此外，因为上述分布式的方式可以用作回退解决方案，所以，所述协调级对于在协调级失败时的错误是健壮的。上述方法相对于分布式方式的另ー优点在于:这两个流程计划可以具有相同的优先级。此外，采用协调级可以实现，作为优化目标，板坯在板坯库中的热装比或者仓储时间可以减小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.23 DE 102010032185.01.用于协调和/或运行生产过程的两个相继的制造级(11，13)的方法，所述方法包含以下步骤: a)基于ー个或者多个第一优化參数、根据第一优化目标来创建(SI)所述制造级中的第一制造级(11)的生产流程计划，以便获得第一优化结果； b)基于ー个或者多个第二优化參数、根据第二优化目标来创建(SI)所述制造级中的第二制造级(13)的生产流程计划，以便获得第二优化結果； c)鉴于总优化目标来评估(S2)优化结果； d)修改(S4)第一优化參数和第二优化參数；以及 e)基于已修改第一优化參数和/或已修改第二优化參数、根据相应的优化目标来重复(S5)第一制造级和第二制造级(11，13)的生产流程计划的创建。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤c)到e)可以被一直执行直到满足中断标准。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述中断标准对应于所述生产流程计划的创建的最大重复次数或者通过实现预先给定的总优化标准来确定。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中在这些制造级(11，13)之间设置用于容纳第一制造级(11)的中间产品的中间存储器(12)，以及其中第二制造级(13)从所述中间存储器(12)中提取所述中间产品用于再加工。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述总优化目标涉及所述中间存储器(12)内所述中间产品的数量、所述中间产品在其间在所述中间存储器(12)内中间存储的平均时间间隔的降低和/或给出未经所述中间存储器(12)中的中间存储可以输送到所述第二制造级(13)的中间产品的数量与所制造中间产品的总数的比例的比例的最大化和/或用于准备好所述中间产品的能耗的最小化。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述优化參数包含以下參数中的一个或者多个: -由所述第二制造级的ー个或者多个成品组成的批次的最晚完成日期； -批次的最早可用日期； -批次优先级； -一个或者多个所述优化目标的权重； -批次处理的优选次序...

【专利技术属性】
技术研发人员：G桑德，徐超骏，I哈尊科斯基，S萨利巴，
申请(专利权)人：ABB股份公司，
类型：
国别省市：