CN111551688B - 一种钢铁制造系统实时取样及判定方法 - Google Patents

一种钢铁制造系统实时取样及判定方法 Download PDF

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Abstract

一种钢铁制造系统实时取样及判定方法，属于制造业和信息技术领域。本方法主要是为了解决钢铁产品生产过程中的实时取样和系统判定问题。本方法首先在制造系统对检验项目、物料树和试样编码进行规则定义；当物料产出时，制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，通过条件查询是否存在可用试样号，如存在且满足相关约束条件则本物料不取样而匹配可用试样编码，否则将生成新的试样编码及参数匹配本物料，完成试样加工及试验后将结果传到制造系统；制造系统根据试验结果及订单要求的判定标准进行系统判定。本方法相比传统人工取样减少了取样次数和试验次数、提高了交货期。

Description

一种钢铁制造系统实时取样及判定方法
技术领域
本发明属于制造业和信息技术领域，特别是涉及一种钢铁制造系统实时取样及判定方法。
背景技术
钢铁产品在交货时一般会要求提交力学性能和工艺性能试验报告，性能试验的方法和判定标准会在订单标准中有描述，包含检验项目、取样方法、取样数量、试验方法、判定标准等等。
在实际生产过程中，生产厂会在指定工序的产品指定位置进行取样操作，取样时先取一个大样，然后将大样送到试样加工厂加工成多个可以在试验机做试验的试样，制造系统再根据试样的试验结果和订单标准要求进行系统判定工作，最后形成质量证明书的性能试验报告交付用户。
由于取样方法有炉次取样、件次取样、批次取样等，其中按批次取样还规定了每个批次的重量(不同牌号可能不同)、产品厚度(一般是同厚度、有的可以厚代薄)、炉次编码、交货状态等要求，现场人员取样操作时很难精准操作。
本文提出方法可以实时根据产品产出情况按订单标准要求的检验项目、取样方法、取样数量、试验方法、判定标准等进行精准取样和判定，相比传统人工取样减少了取样次数和试验次数、提高了交货期。
发明内容
本发明的目的在于解决钢铁产品生产过程中的实时取样和系统判定问题。
本方法首先在制造系统对检验项目、物料树和试样编码进行规则定义；当物料产出时，现场进行实时取样(制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，按牌号、检验项目、取样方法、取样位置、厚度范围、工艺交货状态、炉次编码等条件查询是否存在可用试样号，如存在且满足相关约束条件则本物料不取样而匹配可用试样编码，否则将生成新的试样编码及参数匹配本物料，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码)，完成试样加工及试验后将结果传到制造系统；系统根据试验结果及订单要求的判定标准进行系统判定。
1、检验项目定义
制造系统首先定义检验项目，然后在检验项目下自主配置对应参数，参数包括：炉次取样、件次取样、批次取样、批次吨数、牌号、取样位置、厚度下限、厚度上限、工艺交货状态、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件、第一试验参数判定标准(包含参数下限、参数上限、参数范围三部分，当参数上限为空是表示等于下限)、第二试验参数判定标准、第三试验参数判定标准。
制造系统将不同的客户需求分配不同的检验项目参数规则，实现根据不同订单客户需求获取精准的检验项目、牌号、取样方法、取样数量、试验方法、判定标准等。
2、物料树定义
将钢铁产品按物料类型进行炉次编码、钢坯编码、半成品编码、成品编码，1个炉次编码产生多个钢坯编码、1个钢坯编码产生1个半成品编码、1个半成品编码产生多个成品编码，形成一种物料的树状结构，记录每个物料的前道物料编码和后道物料编码。
3、试样编码定义
试样编码规则为取样物料的物料编码+检验项目+顺序号。
试样编码对应参数包含：试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、批次已用吨数、取样位置、厚度、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准。
4、实时取样方法
第一步：制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目、牌号、取样方法、批次吨数、物料吨数、取样位置、厚度下限、厚度上限、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准等信息。
第二步：如果取样方法为炉次取样，则根据炉次编码查找是否存在试样状态为可用的试样编码，如存在则将产出物料匹配已存在试样编码，如不存在则根据试验项目生成新的试样编码及对应参数(试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验参数判定标准等)，如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度，如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；如果取样方法是件次取样，则根据试验项目直接生成新的试样参数(试样编码、试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准等)，如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度，如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；如果取样方法是批次取样，则根据检验项目、牌号、取样位置、工艺交货状态、炉次编码等信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在厚度下限和厚度上限之间试样状态为可用的试样编码，如果存在则判断试样批次已用吨数和本物料吨数之和是否小于等于批次吨数，如果为真则将本物料匹配该试样编码、同时更新试样批次已用吨数＝试样批次已用吨数+本物料吨数，如果为假则将该试样状态更新为完成、为本物料创建新的试样编码及对应参数(试样状态<可用>、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、批次已用吨数、取样位置、厚度、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准等)，如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度，如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；
第三步：试样加工厂根据大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、试样编码、试样数量、试样宽度、试样长度等信息将大样按检验项目加工成一定数量的试样，试验室根据试验参数要求对试样进行试验后将数据传递给制造系统。
5、检验项目判定
制造系统获取试样编码对应的实际试验结果后，触发系统判定：判断该检验项目的试验参数实际结果是否满足对应的试验参数判定标准，满足则为合格、否则为不合格。
成品物料自动继承前道物料编码对应的试样编码、检验项目、试验结果及判定结果。
本方法相比传统人工取样减少了取样次数和试验次数、提高了交货期。
具体实施方式
一种钢铁制造系统实时取样及判定方法的具体实施方式：
1、检验项目定义
制造系统首先定义检验项目，然后在检验项目下自主配置对应参数，参数包括但不限于：取样方法(炉次取样、件次取样、批次取样等)、批次吨数、牌号、取样位置(头部、尾部等)、厚度下限、厚度上限(当为空时表示厚度等于厚度下限)、工艺交货状态、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数(比如试验温度)、试验参数1判定标准(包含参数下限、参数上限、参数范围三部分，当参数上限为空是表示等于下限)、试验参数2判定标准、试验参数3判定标准等。
制造系统将不同的客户需求分配不同的检验项目参数规则，实现根据不同订单客户需求获取精准的检验项目、牌号、取样方法、取样数量、试验方法、判定标准等。
2、物料树定义
将钢铁产品按物料类型进行炉次编码、钢坯编码、半成品编码、成品编码，1个炉次编码产生多个钢坯编码、1个钢坯编码产生1个半成品编码、1个半成品编码产生多个成品编码，形成一种物料的树状结构(称之为物料树)，在制造系统记录每个物料的前道物料编码和后道物料编码。
3、试样编码定义
试样编码规则为取样物料的物料编码+检验项目+顺序号。
试样编码对应参数包含但不限于：试样状态(可用、完成)、大样编码(码规则为取样物料的物料编码+顺序号)、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法(炉次取样、件次取样、批次取样等)、批次已用吨数、取样位置(头部、尾部等)、厚度、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数(比如试验温度)、试验参数判定标准等。
4、实时取样方法
第一步：制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目、牌号、取样方法、批次吨数、物料吨数、取样位置、厚度下限、厚度上限、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准等信息。
第二步：如果取样方法为炉次取样，则根据炉次编码查找是否存在试样状态为可用的试样编码，如存在则将产出物料匹配已存在试样编码，如不存在则根据试验项目生成新的试样编码及对应参数(试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验参数判定标准等)，如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度，如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；如果取样方法是件次取样，则根据试验项目直接生成新的试样参数(试样编码、试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准等)，如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度，如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；如果取样方法是批次取样，则根据检验项目、牌号、取样位置、工艺交货状态、炉次编码等信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在厚度下限和厚度上限之间试样状态为可用的试样编码，如果存在则判断试样批次已用吨数和本物料吨数之和是否小于等于批次吨数，如果为真则将本物料匹配该试样编码、同时更新试样批次已用吨数＝试样批次已用吨数+本物料吨数，如果为假则将该试样状态更新为完成、为本物料创建新的试样编码及对应参数(试样状态<可用>、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、批次已用吨数、取样位置、厚度、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准等)，如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度，如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；
第三步：试样加工厂根据大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、试样编码、试样数量、试样宽度、试样长度等信息将大样按检验项目加工成一定数量的试样，试验室根据试验参数要求对试样进行试验后将数据传递给制造系统。
5、检验项目判定
制造系统获取试样编码对应的实际试验结果后，触发系统判定：判断该检验项目的试验参数实际结果是否满足对应的试验参数判定标准，满足则为合格、否则为不合格。
成品物料自动继承前道物料编码对应的试样编码、检验项目、试验结果及判定结果。
一种钢铁制造系统实时取样及判定方法的现场操作案例：
客户需求1：标准GB/T 3274-2007，牌号Q235B,厚*宽*长*块数为20*3000*9000*3，工艺交货状态AR，只做冲击试验；
客户需求2：标准GB/T 3274-2007，牌号Q235B,厚*宽*长*块数为19*3000*9000*3，工艺交货状态AR，只做冲击试验；
客户需求3：标准GB/T 3274-2007，牌号Q235B,厚*宽*长*块数为18*3000*9000*6，工艺交货状态AR，只做冲击试验；
标准规定的Q235B的冲击试验要求为：按批次取样，每批次不超过60吨，每批由同一牌号、同一炉次编码、同一质量等级、同一交货状态的钢板或钢带组成，同一批钢板厚度大于10mm时、厚度差应小于5mm、应在同一批最厚钢板取样，冲击试验的条件为：20摄氏度、纵向冲击吸收功判定标准为不小于27J。
1、检验项目定义
制造系统首先定义检验项目:冲击试验为IMP，然后在检验项目下自主配置对应参数：取样方法(批次取样)、批次吨数(60)、牌号(Q235B)、取样位置(头部)、厚度下限(订单厚度)、厚度上限(订单厚度+5)、工艺交货状态(AR)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)、试验温度(20)、冲击功判定标准(>＝27)。
2、制造系统物料树如下表
Figure BDA0002454465450000051
Figure BDA0002454465450000061
3、实时取样方法
假设实际生产按上表从上到下顺序产出，取样在切头剪工序进行，对应的物料是半成品编码。
当半成品物料19Q0821A01100产出时，制造工序按以下方法实时取样：
第一步：制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样方法(批次取样)、批次吨数(60)、物料吨数(12.72)、取样位置(头部)、厚度下限(20)、厚度上限(25)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)、试验温度(20)、冲击功判定标准(>＝27)等信息。
第二步：根据检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样位置(头部)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)等信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在20和25之间试样状态为可用的试样编码，假设不存在可用试样编码，则为物料19Q0821A01100创建新的试样编码(19Q0821A01100IMP01)及相关参数：试样状态(可用)、大样编码(19Q0821A0110001)、大样宽度(100)、大样长度(200)、检验项目(IMP)、批次已用吨数(12.72)、取样位置(头部)、厚度(20)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)、试验温度(20)、冲击功判定标准(>＝27)。
第三步：试样加工厂根据大样编码(19Q0821A0110001)、大样宽度(100)、大样长度(200)、检验项目(IMP)、试样编码(19Q0821A01100IMP01)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)等信息将大样按检验项目(IMP)加工成1块试样，试验室根据试验参数要求对试样进行试验后将数据(假设冲击功为32)传递给制造系统。
当半成品物料19Q0821A01200产出时，制造工序按以下方法实时取样：
第一步：制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样方法(批次取样)、批次吨数(60)、物料吨数(12.09)、取样位置(头部)、厚度下限(19)、厚度上限(24)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)、试验温度(20)、冲击功判定标准(>＝27)等信息。
第二步：根据检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样位置(头部)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)等信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在19和24之间试样状态为可用的试样编码，存在可用试样编码(19Q0821A01100IMP01)，判断试样批次已用吨数(12.72)和本物料吨数(12.09)之和是否小于等于批次吨数(60)，结果为真则将物料(19Q0821A01200)匹配该试样编码(19Q0821A01100IMP01)，并将批次已用吨数更新为(24.81)。
当半成品物料19Q0821A01300产出时，制造工序按以下方法实时取样：
第一步：制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样方法(批次取样)、批次吨数(60)、物料吨数(11.46)、取样位置(头部)、厚度下限(18)、厚度上限(23)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)、试验温度(20)、冲击功判定标准(>＝27)等信息。
第二步：根据检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样位置(头部)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)等信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在18和23之间试样状态为可用的试样编码，存在可用试样编码(19Q0821A01100IMP01)，判断试样批次已用吨数(24.81)和本物料吨数(11.46)之和是否小于等于批次吨数(60)，结果为真则将物料(19Q0821A01300)匹配该试样编码(19Q0821A01100IMP01)，并将批次已用吨数更新为(36.27)。
当半成品物料19Q0821A01400产出时，制造工序按以下方法实时取样：
第一步：制造系统根据取样工序按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样方法(批次取样)、批次吨数(60)、物料吨数(11.46)、取样位置(头部)、厚度下限(18)、厚度上限(23)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)、试样数量(1)、试样宽度(100)、试样长度(200)、试验温度(20)、冲击功判定标准(>＝27)等信息。
第二步：根据检验项目(IMP)、牌号(Q235B)、取样位置(头部)、工艺交货状态(AR)、炉次编码(19Q0821A01)等信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在18和23之间试样状态为可用的试样编码，存在可用试样编码(19Q0821A01100IMP01)，判断试样批次已用吨数(36.27)和本物料吨数(11.46)之和是否小于等于批次吨数(60)，结果为真则将物料(19Q0821A01400)匹配该试样编码(19Q0821A01100IMP01)，并将批次已用吨数更新为(47.73)。
4、检验项目判定
制造系统获取试样编码(19Q0821A01100IMP01)对应的实际结果后，触发系统判定：判断冲击试验的试验参数实际结果(冲击功为32)是否满足对应冲击试验的冲击功判定标准(>＝27)，显然满足、判定结果则为合格。
客户需求1、客户需求2和客户需求3的成品物料自动继承前道物料编码对应的试样编码(19Q0821A01100IMP01)、试验项目(IMP)、试验结果(冲击功为32)及判定结果(合格)。
实施方法示意通过一次实时取样及试验判定满足了相同牌号、不同厚度三个订单的试验要求，相比传统人工取样减少了取样次数和试验次数、提高了交货期。

Claims (2)

1.一种钢铁制造系统实时取样及判定方法，其特征在于：
步骤一、对检验项目、物料树和试样编码进行规则定义；
步骤二、当物料产出时，现场进行实时取样，完成试样加工及试验后将结果传到制造系统；
步骤三、根据试验结果及订单要求的判定标准进行系统判定；
所述检验项目配置参数包括炉次取样、件次取样、批次取样、批次吨数、牌号、取样位置、厚度下限、厚度上限、工艺交货状态、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件、第一试验参数判定标准、第二试验参数判定标准、第三试验参数判定标准；
所述的物料树编码是按物料类型进行炉次编码、钢坯编码、半成品编码、成品编码，其中1个炉次编码产生多个钢坯编码、1个钢坯编码产生1个半成品编码、1个半成品编码产生多个成品编码，形成一种物料的树状结构，记录每个物料的前道物料编码和后道物料编码；
所述的试样编码为取样物料的物料编码+检验项目+顺序号；试样编码包含试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、炉次取样、件次取样、批次取样、批次已用吨数、取样位置、厚度、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验温度、试验参数判定标准；
所述的现场进行实时取样的步骤为：
第一步：所述的现场进行实时取样按计划产出的物料编码对应的订单信息获取检验项目及相关试验要求，根据物料树获取钢坯炉次信息，形成检验项目、牌号、取样方法、批次吨数、物料吨数、取样位置、厚度下限、厚度上限、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准；
第二步：如果取样方法为炉次取样，则根据炉次编码查找是否存在试样状态为可用的试样编码，如存在则将产出物料匹配已存在试样编码，如不存在则根据试验项目生成新的试样编码及对应参数，所述的根据试验项目生成新的试样编码及对应参数为试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验参数判定标准；如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度；如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；如果取样方法是件次取样，则根据试验项目直接生成新的试样参数，所述的新的试样参数包括试样编码、试样状态、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、取样方法、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准；如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度；如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；如果取样方法是批次取样，则根据检验项目、牌号、取样位置、工艺交货状态、炉次编码信息查找是否存在与本信息相匹配的试样厚度在厚度下限和厚度上限之间试样状态为可用的试样编码，如果存在，则判断试样批次已用吨数和本物料吨数之和是否小于等于批次吨数，如果小于等于批次吨数，则将本物料匹配该试样编码、同时更新试样批次已用吨数＝试样批次已用吨数+本物料吨数；如果大于批次吨数，则将该试样状态更新为完成、为本物料创建新的试样编码及对应参数包括试样状态为可用、大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、批次已用吨数、取样位置、厚度、工艺交货状态、炉次编码、试样数量、试样宽度、试样长度、试验条件参数、试验参数判定标准；如果试样编码为1个、则取试样宽度为大样宽度、试样长度为大样长度；如果试样编码为多个、则取试样最大宽度为大样宽度、试样长度之和为大样长度，现场根据大样尺寸取样并标记大样编码；
第三步：试样加工厂根据大样编码、大样宽度、大样长度、检验项目、试样编码、试样数量、试样宽度、试样长度，将大样按检验项目加工成一定数量的试样，试验室根据试验参数要求对试样进行试验后将数据传递给制造系统。
2.如权利要求1所述的钢铁制造系统实时取样及判定方法，其特征在于：所述的判定标准进行系统判定是当制造系统获取试样编码对应的实际试验结果后，触发系统判定：判断检验项目的试验参数实际结果是否满足对应的试验参数判定标准，满足则为合格，否则为不合格；成品物料自动继承前道物料编码对应的试样编码、检验项目、试验结果及判定结果。
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