[發明專利]一種高速工具鋼熱連軋工序智能排產與報料系統

在審

• 申請號: 202011367008.3
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112508375A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 陳金香;王高邁;孫彥廣
• 申請（專利權）人: 冶金自動化研究設計院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/06;G06F30/20;G06F16/215;G06Q50/04
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種高速工具鋼熱連軋工序智能排產與報料系統，屬于特鋼生產熱連軋工序排產與報料的技術領域。包括訂單解析與處理模塊、原料匹配與報料模塊和換輥優化與智能排產模塊三大模塊。模塊之間的關系呈現串聯關系，即訂單解析與處理模塊以銷售訂單作為輸入，并將分析與計算的結果傳遞給原料匹配與報料模塊，作為其輸入；原料匹配與報料模塊通過篩選和分析，輸出原料充足或來料及時的訂單數據，傳遞給換輥優化與排產模塊，作為其輸入；換輥優化與智能排產模塊，采用智能優化算法，優化換輥次數，并將最終結果輸出，作為最終的熱連軋工序的排產計劃。優點在于，替代了傳統的手動編排訂單的方式，算出的排產表更加精確無誤，提高了排產的效率，節省了時間和成本。

技術領域

本發明屬于特鋼生產熱連軋工序排產與報料的技術領域，特別是提供了一種高速工具鋼熱連軋工序智能排產與報料系統，適用于高速工具鋼生產過程中的熱連軋工序的排產，對于其它種類特鋼或普鋼的熱連軋工序排產也有借鑒作用。

背景技術

熱軋是一種鋼鐵企業中最常用的生產方式，一塊鋼材想要成型，往往需要經歷煉鋼、鍛造、熱軋等多道工序，環環相扣，熱軋常肩負起最終成材的重要角色。鋼廠為了合理安排生產，下達生產指令，需要滿足復雜的生產工藝條件限制，同時還要滿足客戶的產品需求及交期，對于本文所指的高速工具鋼來說，還要解決鋼鐵種類眾多、成品形狀多樣化、中間產品規格多變、生產批次多批量小等諸多問題。傳統排產方法都是由人工來完成，需要工人反復地校對與核驗訂單，計算產量和產能，翻閱大量的工藝路線資料，匹配各個工序的原料，時刻考慮是否產生交貨逾期現象，對工人的細致與耐心無疑是一個巨大的挑戰，需要消耗大量的時間和精力，且排產結果粗糙、不精確、容易出錯。因此迫切需要開發高速工具鋼生產的智能排產系統，為鋼廠解決復雜靈活的排產問題。

高速工具鋼的實際生產計劃，常以一個月作為大的生產周期時間單位，這一個月中常遍布兩到四次生產批次，按規格有“大圓”批次和“小圓”批次之分。每一批次需要嚴格確定生產訂單的規格種類和決定規格順序的軋機換輥順序，由于不同規格之前的換輥消耗成本不一，因此需要尋找最佳換輥模式，保證一個批次能換完一輪相對完整的軋輥。每個生產周期內需要平衡各機器的生產能力，周轉好坯料與成品的庫存，盡量減小生產和坯料的成本，最大程度滿足交貨日期，以企業生產利潤最大化和客戶滿意程度最大化兩者作為終極目標，通過優化批量生產策略，得到一個完整生產周期的最為合理的生產計劃。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高速工具鋼熱連軋工序智能排產與報料系統，解決現有排產方法的應用效果差和人工排產方法的耗時長、交貨期滯后等問題。替代了傳統的手動編排訂單的方式，算出的排產表更加精確無誤，提高了排產的效率，節省了時間和成本，降低了訂單交貨期推遲的概率，為高速工具鋼鐵企業熱連軋排產提供了一個有效的科學方法。

本發明在綜合考慮訂單結構、生產參數、工藝路徑和原料匹配、軋機換輥、交貨期和插單、減單等因素的前提下，提出了一種高速工具鋼熱連軋工序智能排產與報料系統，系統主要包括訂單解析與處理模塊、原料匹配與報料模塊和換輥優化與智能排產模塊三大模塊。該三大模塊之間的關系為如圖1所示，呈現串聯關系，即訂單解析與處理模塊以銷售訂單作為輸入，并將分析與計算的結果傳遞給原料匹配與報料模塊，作為其輸入；原料匹配與報料模塊通過篩選和分析，輸出原料充足或來料及時的訂單數據，傳遞給換輥優化與排產模塊，作為其輸入；換輥優化與智能排產模塊，采用智能優化算法，優化換輥次數，并將最終結果輸出，作為最終的熱連軋工序的排產計劃。該系統的硬件部分主要包括高性能和高存儲容量的工業控制用計算機1臺和服務器1臺，計算機需內存2G以上，采用Win10操作系統且具備Python開發環境。訂單解析與處理模塊、原料匹配與報料模塊和換輥優化與智能排產模塊三大模塊裝在高性能和高存儲容量的工業控制用計算機上。

本發明的上述三大模塊的主要功能和內容分別為：

(1)訂單解析與處理模塊

訂單解析與處理模塊的主要功能是采集訂單與庫存信息、清洗數據，并對訂單進行初步解析與分類，并將訂單中的成品規格換算為生產規格參數。