[發(fā)明專利]用于優(yōu)化工業(yè)過程的產(chǎn)品特性和生產(chǎn)成本的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380035562.3
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN104487990A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·福如;O·R·邁爾
• 申請（專利權(quán)）人: 諾爾斯海德公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鄭宗玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在包括過程鏈的數(shù)個(gè)操作中制造產(chǎn)品的工業(yè)過程的產(chǎn)品屬性和生產(chǎn)成本的優(yōu)化的方法。

背景技術(shù)

從商業(yè)視點(diǎn)來看，最佳的產(chǎn)品是以最低可能的成本滿足客戶需求的產(chǎn)品。這通常意味著多種因素之間的折衷。這不同于沿著過程鏈優(yōu)化某個(gè)過程或中間產(chǎn)品、或甚至針對屬性優(yōu)化最終產(chǎn)品。根據(jù)上述定義，執(zhí)行“真實(shí)的”優(yōu)化的唯一可能性是考慮涉及所有主要過程的完整的生產(chǎn)鏈并且同時(shí)考慮影響成本的所有可能的參數(shù)。然而，這要求所有這種模型都是可用的，這嚴(yán)重制約了該原理的應(yīng)用，這是因?yàn)閮H僅少數(shù)公司擁有能夠開發(fā)這種技術(shù)所需要的所有能力。

與優(yōu)化工業(yè)制造過程或工業(yè)產(chǎn)品相關(guān)的最常見的方法是如上面所指出的以有限的規(guī)模或步驟對生產(chǎn)過程進(jìn)行改進(jìn)、或者基于物料的重新設(shè)計(jì)或重新選擇對產(chǎn)品進(jìn)行修改，即所謂的局部優(yōu)化解決方案?，F(xiàn)有技術(shù)示出了與這種優(yōu)化解決方案相關(guān)的許多示例。因此，WO?2012/048808A1示出了用于基于預(yù)定的成本函數(shù)和預(yù)定的生產(chǎn)過程模型來確定最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃表的方法，該方法使得能夠確定總成本變量并由此能夠選擇總成本變量最低的最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃表。該已知的方法除了生產(chǎn)過程模型之外還包括諸如能量和物料成本的成本因素，但是沒有包括諸如產(chǎn)品的物理特性和與產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計(jì)模型等其它參數(shù)和模型。

此外，US?2003/0050765?A1涉及用于通過使用計(jì)算機(jī)來輔助優(yōu)化管芯裝配形狀以制造預(yù)定的塑料工件的系統(tǒng)。此外，這是用于局部優(yōu)化的過程，這是因?yàn)樗P(guān)注對設(shè)計(jì)或形狀的改進(jìn)本身，而沒有遇到對所有物理參數(shù)或成本的優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

利用本發(fā)明，提供了一種新的并且新穎的用于優(yōu)化工業(yè)過程的產(chǎn)品特性和生產(chǎn)成本的方法，其中產(chǎn)品是在包括總的“過程鏈”的數(shù)個(gè)操作中制造的。本發(fā)明的主要特征可以概括如下：

-通過預(yù)測模型來表示完整的過程鏈、或過程鏈的被認(rèn)為是最重要的部分。

-通過具體的專用模型來預(yù)測物料和處理成本。

-使用優(yōu)化工具來尋找原料源和處理參數(shù)的最佳組合，從而以最低可能的成本根據(jù)客戶需求滿足用戶定義的關(guān)于特性的驗(yàn)收等級。

本發(fā)明是通用的，通常可適用于不同的過程和產(chǎn)品。例如，在鋁部件的生產(chǎn)中，許多模型以及求解算法對于不同產(chǎn)品(例如，基于擠壓、軋制或成型鑄造的產(chǎn)品)將是一樣的。因此，如果具體過程相關(guān)的子例程或模型在其需要的地方被替換的話，基本的軟件工具對于所有這些過程可以是相同的。

以前并不知道使用本申請中描述的特征的組合，即，與上述的優(yōu)化例程和成本模型相結(jié)合的“完全過程建模(Through?Processing?Modeling)”。因此，本原理背后的主要思想是避免“局部優(yōu)化”，如果嘗試優(yōu)化過程或產(chǎn)品而不考慮完整的過程鏈以及包括物流和物料流的處理和物料的成本的話，則局部優(yōu)化是很常見的結(jié)果。

本發(fā)明的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求1中限定的特征。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于從屬權(quán)利要求2-10中限定的特征。

附圖說明

下面將通過示例并且參照附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中：

圖1示出了圖示如何集成不同的過程和操作的過程鏈；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法步驟的流程圖；

圖3示出了在擠壓鋁型材的生產(chǎn)中的不同的過程步驟或操作的仿真中使用的“特性模型”的示例；

圖4圖示了針對所選擇的物料的成本模型的示例，例如由申請人開發(fā)的軟件HalOpt^TM模型；

圖5是示出了關(guān)于擠壓的6×××鋁合金的生產(chǎn)的完整流程圖的示例的圖；

圖6示出了與圖5中所示的微量元素相關(guān)的圖的部分；

圖7是示出了關(guān)于不可熱處理的鋁合金的薄壁擠壓型材的生產(chǎn)的完整且詳細(xì)的流程圖的另一示例的圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的起點(diǎn)是如圖1所示的圖示如何集成不同的過程和操作以便制造某些產(chǎn)品的過程鏈。該圖中所示的過程鏈圖示了通常如何制造鋁基產(chǎn)品。

該過程鏈?zhǔn)菆D2所示的流程圖的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，其中本發(fā)明的第一“步驟”是通過模型表示過程和生產(chǎn)操作，如圖中由標(biāo)記“模型”(即，模型1.1、1.2、…n.m)所指示的那樣。

本發(fā)明的第二“步驟”是定義輸入和輸出，如圖中分別由“模型輸入”和“輸出”標(biāo)記的框中指示的那樣。