CN112654934A - 用于监控金属产品的生产的方法和电子装置、相关的计算机程序和设备 - Google Patents

Abstract

用于监控金属产品的生产的本方法通过电子监控装置实现，该金属产品根据生产工艺来生产。该方法包括以下步骤：‑获取(100)至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与金属产品有关的参数或与生产工艺有关的参数，‑根据至少一个获取值和至少一个目标来确定(130)金属产品在合规状态和分析状态中的状态，以及‑当确定的状态是分析状态时，在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算(150)要应用于产品的修正措施，修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。

Description

用于监控金属产品的生产的方法和电子装置、相关的计算机 程序和设备

技术领域

本发明涉及用于监控金属产品的生产的方法，该金属产品根据生产工艺来生产，该监控方法通过电子监控装置实现。

本发明还涉及包括软件指令的计算机程序，该软件指令在由处理器执行时实现这样的监控方法。

本发明还涉及用于监控金属产品的生产的电子监控装置。

本发明还涉及用于输送金属产品的设备，该设备包括用于根据生产工艺来生产金属产品的生产线以及这样的电子监控装置。

背景技术

在许多行业中，尤其是在生产金属产品的行业、例如钢铁行业中，使用包含一个或更多个阶段的连续或半连续工艺来生产产品，必须监控所述连续或半连续工艺的正确执行，以确保所获得的产品符合预定的所需特性。生产阶段中的每个生产阶段都通过对工艺参数应用设定值来执行，这些设定值以使得在生产工艺结束时获得所需的产品特性的方式来选择。

为了监控这样的金属产品的生产，记录与设定值相关的工艺参数并不断地对这些工艺参数是否符合设定值——即，每个参数没有从对应的设定值偏离太大的值——进行检查。另外，测量所获得的产品的特性并将所获得的产品的特性与性能规范进行比较。

当注意到偏差时，发出警报，并且操作员基于所发出的警报执行特定的措施。

例如，US 2014/0005981 A1描述了一种在检验钢种内的钢产品期间保证统计品质的方法。该文献公开了从产品的样品中以及在生产工艺期间获取钢产品的机械特性的值。然后将获取值与先前记录的相同机械特性的值进行比较。计算获取值与先前记录的值之间的统计偏差，并基于此计算出的偏差，计算获得最终钢产品的所需机械特性的概率。

EP 1 608 472 B1公开了一种系统，该系统用于在卷材被轧制时在热轧卷材的长度上进行在线性能预测，以提高品质并达到严格的性能要求，从而允许操作员采取修正措施(corrective action)，以便沿卷材的长度获得几乎均匀的机械特性。EP 1 608 472 B1特别描述了在将带材卷入下卷取机之前冷却带材。

但是，这样的方法不是最佳的，并且需要每个操作员进行重要的分析工作。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种更加可靠且有效的计算机实现的方法以及相关的电子装置，以用于监控金属产品的生产并因此提高生产工艺的生产率。

本发明的另一目的是提供一种方法，该方法允许在不降低生产工艺的生产率的情况下提高交付给客户的产品的合格率。

为此目的，本发明的主题是一种用于监控金属产品的生产的方法，该金属产品根据生产工艺来生产，生产工艺包括用于获得具有最终特性的最终金属产品的生产路线，该生产路线包括一种或几种中间金属产品，每种中间金属产品具有中间特性，并且被监控生产的金属产品是最终金属产品，金属产品选自由以下各项组成的组：板坯、卷材、梁、大方坯、小方坯和钢产品，监控方法由电子监控装置实现并且包括以下步骤：

-获取至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与金属产品有关的参数或与生产工艺有关的参数，

-根据至少一个获取值和至少一个目标来确定金属产品在合规状态(compliantstatus)和分析状态中的状态，以及

-当确定的状态是分析状态时，在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算要应用于产品的修正措施，修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。

根据本发明的其他有利方面，所述方法包括以下特征中的一个或多个特征，所述特征是单独地或根据任何技术上可能的组合而采用的：

-修正措施组由产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收组成；

-所述方法还包括根据相干性测试来确认至少一个获取值的步骤，然后基于已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来确定产品的状态；

-所述方法还包括根据已经从一个或多个获取值中确认的至少一个值来对金属产品的至少一个特性进行建模的步骤，产品的状态进一步根据一个或多个建模特性来确定；

-与金属产品有关的每个参数是由以下各项组成的组中的参数：与产品的机械性能有关的参数、与产品的粗糙度有关的参数、与产品的化学组分有关的参数、与产品的涂层性能有关的参数、与产品的尺寸有关的参数、与产品的表面外观(surface aspect)有关的参数、以及与产品的缺陷学有关的参数；

-与生产工艺有关的每个参数是取决于生产工艺的类型的参数，生产工艺例如为热浸镀锌工艺或热轧工艺；

-如果生产工艺是热浸镀锌工艺，则与生产工艺有关的每个参数选自由以下各项组成的组：与退火炉有关的参数、与鼻口部有关的参数、与涂覆浴有关的参数或与表皮光轧(skin pass)有关的参数；并且

-如果生产工艺是热轧工艺，则与生产工艺有关的每个参数选自由以下各项组成的组：与再加热炉有关的参数、与粗轧机有关的参数、与精轧机有关的参数、与输出辊道有关的参数以及与卷取机有关的参数；

-确定金属产品的状态的步骤包括将至少一个获取值与相应的预定的值的顺应性范围进行比较，每个相应的预定的值的顺应性范围取决于对应的至少一个目标，如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个顺应性范围，则确定的状态是合规状态，否则，确定的状态是分析状态；

-计算修正措施的步骤包括将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较，每个相应的预定的值的可接受范围取决于对应的至少一个目标并且包括对应的预定的值的顺应性范围，对于至少一个参数，预定的可接受范围严格地包括预定的顺应性范围，

如果金属产品被标记为特定产品或者对应的参数被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于产品鉴定；

-如果金属产品未被标记为特定产品并且对应的参数未被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于产品验收；

-计算修正措施的步骤包括将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较，每个相应的预定的值的可接受范围取决于对应的至少一个目标并且与对应的预定的值的顺应性范围不相交，

如果金属产品被标记为特定产品或者对应的参数被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于产品鉴定；

-如果金属产品未被标记为特定产品并且对应的参数未被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于产品验收；

-计算修正措施的步骤包括针对在相应的预定的值的可接受范围之外的每个获取值来识别异常事件，然后计算的修正措施取决于最严重的一个或多个异常事件，最严重的一个或多个异常事件是相对于对应的预定的值的可接受范围具有最大偏差的一个或多个事件；

-计算修正措施的步骤包括将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较并且针对在相应的预定的值的可接受范围之外的每个获取值来识别异常事件，

每个异常事件与金属产品的基本区域相关，该基本区域具有沿纵向方向的长度，具有至少一个异常事件的每个基本区域被识别为异常基本区域，并且

当所有的异常基本区域的累积长度大于金属产品的长度的预定百分比时，计算的修正措施是产品降级，

否则，当所有的异常基本区域的累积长度小于或等于金属产品的长度的所述预定百分比时，计算的修正措施是产品维修；

-产品维修包括切割每个异常基本区域；

-如果切割的异常基本区域不在金属产品的一个端部处，则产品维修还包括对金属产品的在切割的异常基本区域的两侧的部分进行焊接。

本发明的主题还是一种包括软件指令的计算机程序，该软件指令在由处理器执行时实现如上所述的方法。

本发明的主题还是一种用于监控金属产品的生产的电子监控装置，该金属产品根据生产工艺来生产，生产工艺包括用于获得具有最终特性的最终金属产品的生产路线，该生产路线包括一种或几种中间金属产品，每种中间金属产品具有中间特性，并且被监控生产的金属产品是最终金属产品，金属产品选自由以下各项组成的组：板坯、卷材、梁、大方坯、小方坯和钢产品，电子监控装置包括：

-获取模块，获取模块被配置成获取至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与金属产品有关的参数或与生产工艺有关的参数，

-确定模块，确定模块被配置成根据至少一个获取值和至少一个目标来确定金属产品在合规状态和分析状态中的状态，以及

-计算模块，该计算模块被配置成当确定的状态是分析状态时，在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算要应用于产品的修正措施，修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。

本发明的主题还是一种用于输送金属产品的设备，该设备包括：

-用于根据生产工艺来生产金属产品的生产线，以及

-用于监控金属产品的生产的电子监控装置，其中，该电子监控装置是如上所述的电子监控装置。

附图说明

在阅读以下描述时将更好地理解本发明，以下描述仅通过示例的方式并参照附图给出，在附图中：

-图1是根据第一实施方式的用于输送金属产品的设备的示意图，该设备包括用于生产金属产品的生产线和用于监控金属产品的生产的电子监控装置，在该第一实施方式中，生产线是热轧线；

-图2是根据第二实施方式的与图1的示意图类似的示意图，在该第二实施方式中，生产线是镀锌线；

-图3是图1或图2的电子监控装置的示意图；

-图4是根据本发明的用于监控金属产品的生产的方法的流程图，该监控方法由图3的电子监控装置实现；以及

-图5是表示图4的流程图中的修正措施计算步骤的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，表述“基本上等于”定义了在正负10％、优选地正负5％上相等的关系。

在图1和图2中，用于输送金属产品6的设备5包括用于生产金属产品6的生产线8和用于监控金属产品6的生产的电子监控装置10。

生产线8包括传感器组9，每个传感器适于测量至少一个代表性参数的一个或多个值，每个代表性参数是与金属产品6有关的参数或与生产工艺有关的参数。电子监控装置10连接至传感器组9，并且被配置成使用由传感器组9提供的一个或多个代表性参数的一个或多个值。

生产工艺包括用于获得具有最终特性的最终金属产品的生产路线，该生产路线包括一种或几种中间金属产品，每种中间金属产品具有中间特性。

金属产品6选自由以下各项组成的组：板坯、卷材、梁、大方坯、小方坯和钢产品。

被监控生产的金属产品6在最终金属产品和一种或几种中间金属产品中。

在图1的示例中，生产线8是用于输送金属产品6的热轧线，该金属产品6例如为诸如热轧钢带材之类的金属带材，该热轧线包括炉11、一系列轧机12A、12B、用于冷却金属产品6的冷却装置13、以及卷取机14，一系列轧机12A、12B具体地为粗轧机12A以及随后的一个或多个精轧机12B。炉11、轧机12A、12B、冷却装置13、和卷取机14本身是已知的。

从炉11中排出的金属产品6沿行进方向A移动通过轧机12A、12B。例如，产品6的行进方向A基本上是水平的。

然后，金属产品6穿过冷却装置13，带材在该冷却装置13中从例如基本上等于带材的轧制结束时的温度的初始温度冷却而下降至例如室温、即约20℃的最终温度。

金属产品6沿行进方向A以优选地包括在1m/s至25m/s之间的行进速度穿过冷却装置13。

金属产品6具有例如包括在1mm至30mm之间的厚度。

初始温度例如大于或等于600℃、特别地大于或等于800℃、或甚至大于1000℃。

在冷却装置13、例如输出辊道中，至少一个第一冷却流体射流被喷射在金属产品6的顶表面上，并且至少一个第二冷却流体射流被喷射在金属产品6的底表面上。也称为冷却剂的冷却流体例如是水。

最后通过卷取机14将金属产品6布置成金属卷材。

在图2的示例中，生产线8是用于对诸如钢带材之类的金属产品6进行涂覆的热浸镀锌线，该热浸镀锌线包括开卷机15、退火装置16、涂覆装置17和卷取机18。

退火装置16包括炉19，该炉19例如配备有用于测量金属产品6的温度的第一传感器20和用于确定炉9内的气氛组分的第二传感器21。退火装置16还包括用于导引金属产品6、即带材的第一辊22。

涂覆装置17包括熔融金属浴23和鼻口部24，该熔融金属例如是锌，该鼻口部24可以避免带材在炉19的出口与进入浴23的入口之间与外部空气接触。涂覆装置17还包括擦拭装置25和冷却装置26。

涂覆装置17还包括用于引导金属产品6的第二辊27。涂覆装置17还配备有用于测量擦拭后的带材上的涂层厚度的第三传感器28、以及用于测量冷却后的带材温度的第四传感器29。

在图2的示例中，传感器组9因此包括第一传感器20、第二传感器21、第三传感器28和第四传感器29。

在下面的描述中，所选择的取向是指示性的，并且是相对于附图而言的。具体地，术语“上游”和“下游”是相对于附图中所选择的取向而言的。这些术语是相对于行进的金属产品6来使用的。此外，术语“横向”、“纵向”、和“竖向”应相对于金属产品6的行进方向A来理解，该金属产品6的行进方向A是纵向方向。具体地，术语“纵向”是指与金属产品6的行进方向A平行的方向，术语“横向”是指与金属产品6的行进方向A正交并且包含在与金属产品6的顶表面和底表面平行的平面中的方向，并且术语“竖向”是指与金属产品6的行进方向A正交并且与金属产品6的顶表面和底表面正交的方向。

此外，物体在纵向方向上的尺寸将以“长度”表示，物体在横向方向上的尺寸将以“宽度”表示，并且物体在竖向方向上的尺寸将以“厚度”表示。

纵向方向、横向方向和竖向方向在图2中也分别通过纵向轴线X、横向轴线Y和竖向轴线Z表示。

电子监控装置10包括获取模块30，该获取模块30被配置成获取至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与金属产品6有关的参数或与生产工艺有关的参数。

电子监控装置10包括确定模块32，该确定模块32被配置成根据至少一个获取值和至少一个目标来确定金属产品6在合规状态和分析状态中的状态。

电子监控装置10包括计算模块34，该计算模块34被配置成在确定的状态是分析状态时在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算要应用于产品6的修正措施。

在优选实施方式中，电子监控装置10包括确认模块36，该确认模块36被配置成根据相干性测试来确认至少一个获取值。根据该优选实施方式，确定模块32被配置成基于已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来确定产品6的状态。

在优选实施方式中，电子监控装置10包括建模模块38，该建模模块38被配置成根据至少一个获取值、优选地根据已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来对金属产品6的至少一个特性进行建模。根据该优选实施方式，确定模块32被配置成进一步根据建模特性来确定产品6的状态。

术语“建模”是指数值模拟，例如在计算机上运行的模拟。

在图3的示例中，电子监控装置10包括处理单元40，该处理单元40例如由存储器42和联接至存储器42的处理器44形成。在该示例中，电子监控装置10还包括分别连接至处理单元40的显示屏46和诸如键盘和鼠标之类的输入/输出装置48。

在图3的示例中，获取模块30、确定模块32和计算模块34、以及优选实施方式中的确认模块36和建模模块38例如各自实现为——即，实施为——能够由处理器44执行的软件。处理单元40的存储器42适于存储：获取软件，该获取软件被配置成获取至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与金属产品6有关的参数或与生产工艺有关的参数；确定软件，该确定软件被配置成根据至少一个获取值和至少一个目标来确定金属产品6在合规状态和分析状态中的状态；以及计算软件，该计算软件被配置成当确定的状态是分析状态时在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算要应用于产品6的修正措施。在优选实施方式中，处理单元40的存储器42适于存储：确认软件，该确认软件被配置成根据相干性测试来确认至少一个获取值，确定软件然后被配置成基于已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来确定产品6的状态；以及建模软件，该建模软件被配置成根据至少一个获取值、优选地根据已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来对金属产品6的至少一个特性进行建模，确定软件然后被配置成进一步根据建模特性来确定产品6的状态。处理单元40的处理器44然后被配置成执行获取软件、确定软件和计算软件、以及优选实施方式中的确认软件和建模软件。

作为未示出的变型，获取模块30、确定模块32和计算模块34、以及优选实施方式中的确认模块36和建模模块38分别呈诸如现场可编程门阵列或FPGA之类的可编程逻辑部件的形式、或者呈诸如专用集成电路或ASIC之类的专用集成电路的形式。

当电子监控装置10呈一个或更多个软件程序的形式，即呈计算机程序的形式时，电子监控装置10也能够被记录在未示出的计算机可读介质上。计算机可读介质是例如能够存储电子指令并被联接至计算机系统的总线的介质。例如，可读介质是光盘、磁光盘、ROM存储器、RAM存储器、任何类型的非易失性存储器(例如EPROM、EEPROM、FLASH、NVRAM)、磁卡或光卡。然后将具有软件指令的计算机程序存储在可读介质上。

获取模块30被配置成获取至少一个代表性参数的测量值，并且每个代表性参数是与金属产品6有关的参数或与生产工艺有关的参数。获取模块30连接至传感器组9，并且一个或多个获取值优选地是由传感器组9的一个或多个对应的传感器测量的一个或多个值。

与金属产品有关的每个参数是由以下各项组成的组中的参数：与产品的机械性能有关的参数、与产品的粗糙度有关的参数、与产品的化学组分有关的参数、与产品的涂层的性能有关的参数、与产品的尺寸有关的参数、与产品的表面外观有关的参数、与产品的缺陷学有关的参数。

与金属产品6的机械性能有关的参数例如选自由以下各项组成的组：诸如纵向方向或横向方向之类的给定方向上的屈服强度；诸如纵向方向或横向方向之类的给定方向上的拉伸强度；诸如纵向方向或横向方向之类的给定方向上的断裂伸长率；诸如纵向方向或横向方向之类的给定方向上的塑性-应变比；诸如纵向方向或横向方向之类的给定方向上的屈服点伸长率；应变硬化指数；诸如纵向方向或横向方向之类的给定方向上的烘烤硬化；以及产品硬度。

与金属产品6的粗糙度有关的参数例如选自由以下各项组成的组：对于金属产品6的诸如顶侧面或底侧面之类的给定侧面而言，预定截断部(cutoff)、例如0.8mm或2.5mm的截断部的粗糙度；预定阈值、例如0.5μm或0.625μm的阈值的每距离峰数量(a number ofpeaks per distance)；质地；对于金属产品6的诸如顶侧面或底侧面之类的给定侧面而言的最大粗糙度；对于金属产品6的诸如顶侧面或底侧面之类的给定侧面而言的最小粗糙度。

与金属产品6的化学组分有关的参数例如选自由以下各项组成的组：金属产品6的组分中的铝的百分比、砷的百分比、硼的百分比、碳的百分比、钙的百分比、钴的百分比、铬的百分比、铜的百分比、氢的百分比、锰的百分比、钼的百分比、氮的百分比、铌的百分比、镍的百分比、氧的百分比、磷的百分比、铅的百分比、硫的百分比、硅的百分比、锑的百分比、锡的百分比、钛的百分比、钒的百分比和锆的百分比。百分比以体积、质量或摩尔表示。

与金属产品6的一个或多个涂层性能有关的参数例如选自由以下各项组成的组：涂层的化学组分；涂层厚度；涂层中所含铁的百分比；金属产品6的诸如顶侧面或底侧面之类的给定侧面的粉化度；涂层的最小厚度；涂层的最大厚度。

与金属产品6的尺寸有关的参数例如选自由以下各项组成的组：产品冠状部；产品楔状部；产品平坦度偏差；产品厚度；产品宽度；产品长度；产品平坦度；产品重量。

与金属产品6的表面外观有关的参数例如选自由以下各项组成的组：产品的诸如顶表面或底表面之类的给定表面的起泡外观；产品的给定表面的剥落外观，产品的给定表面的清洁指数；产品的给定表面的碎石；产品的光泽度；产品的反射率；产品的色调；金属产品6的诸如顶侧面或底侧面之类的给定侧面的波纹度W08值；以及金属产品6的诸如顶侧面或底侧面之类的给定侧面的波纹度W25值。

与金属产品6的缺陷学有关的参数例如选自由以下各项组成的组：金属产品6上的缺陷类型、缺陷尺寸、缺陷位置。

在优选实施方式中，传感器组11包括表面检查装置，例如公开文献FR 2 761 474A1、FR 2 761 475 A1和FR 2 761 476 A1中描述的表面检查装置。在该优选实施方式中，与金属产品的缺陷学有关的参数和/或与金属产品的表面外观有关的参数由表面检查装置检测和测量。

与生产工艺有关的每个参数例如是由以下各项组成的组中的参数：与生产条件有关的参数，例如生产温度、生产速度和/或生产持续时间；与所使用的设备有关的参数。

所有以下参数将作为示例给出，以说明当将根据本发明的方法应用于特定生产线时可以考虑哪种类型的参数。这些参数不是详尽的清单。

如果生产工艺是热浸镀锌工艺，则与生产工艺有关的每个参数例如是由以下各项组成的组中的参数：与退火炉有关的参数、与鼻口部有关的参数、与涂覆浴有关的参数或与表皮光轧有关的参数。

与退火炉有关的参数例如从带材温度、带材速度、炉内气氛的露点、炉内的气体注入流量中选择。

与鼻口部有关的参数例如从鼻口部内的气体注入流量、鼻口部内的锌水平、带材温度中选择。

与涂覆浴有关的参数例如从浴组分、浴温度、带材温度中选择。

与表皮光轧有关的参数例如从伸长率、施加至带材的拉伸强度、圆筒类型、圆筒直径、圆筒粗糙度、圆筒的磨损状态、夹持力中选择。

如果生产工艺是热轧工艺，则与生产工艺有关的每个参数例如是：与再加热炉有关的参数、与粗轧机有关的参数、与精轧机有关的参数、与输出辊道有关的参数或与卷取机有关的参数。

与再加热炉有关的参数例如选自由以下各项组成的组：板坯温度、燃烧气体组分、燃烧气体流量、加热持续时间。

与粗轧机有关的参数例如选自由以下各项组成的组：金属产品厚度、金属产品速度、机架数量、圆筒的直径、润滑剂流量。

与精轧机有关的参数例如选自由以下各项组成的组：带材厚度、带材速度、机架数量、圆筒的直径、润滑剂流量、冷却介质流量、带材温度、联接力。

与输出辊道有关的参数例如选自由以下各项组成的组：冷却流量、带材速度、带材温度、钢带材的相分数、输出辊道的长度、冷却装置与带材之间的距离。

与卷取机有关的参数例如选自由以下各项组成的组：卷取速度、芯轴直径、卷取温度。

因此，获取模块30适于获取由传感器组9针对一些或所有前述参数而测量的值。获取模块30例如适于将这些测量值分类到表格中，每个表格与相应的参数相关联。

确定模块32被配置成根据由获取模块30获取的至少一个值和至少一个目标来确定金属产品6在合规状态和分析状态中的状态。

确定模块32例如被配置成通过将至少一个获取值与相应的预定的值的顺应性范围进行比较，并且优选地通过将多个获取值与相应的预定的值的顺应性范围进行比较来确定金属产品6的状态。如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个顺应性范围，则确定的状态等于合规状态。

否则，如果针对至少一个参数的获取值不属于相应的预定的值的顺应性范围，则确定的状态等于分析状态。因此，分析状态是需要进一步分析的状态，如将在下文中描述的那样，该进一步分析由计算模块34执行。

例如，针对每种类型的金属产品6来预定值的顺应性范围。金属产品6的类型优选地选自由以下各项组成的组：板坯产品；热轧产品；冷轧产品；热浸涂层产品；电镀锌产品；有机涂层产品；以及包装产品。

在优选实施方式中，针对每个客户来预定值的顺应性范围。

值的顺应性范围取决于针对相应参数的对应的至少一个目标。因此，技术人员将理解，根据金属产品6、尤其是最终产品的预期——即，期望——的特性来预定值的顺应性范围。根据金属产品6的一个或多个期望值(也称为目标)来预定值的顺应性范围的过程是众所周知的。

例如，针对每个相应参数来预定目标。目标通常是值的范围或替代地为单个值。换句话说，目标通常对应于各个参数的期望值的范围，或者替代地对应于单个期望值。

当确定的状态是分析状态时，计算模块34被配置成在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算要应用于产品6的修正措施。

修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。修正措施组优选地由产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收组成。

计算模块34例如被配置成通过将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较、优选地通过将多个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较来计算修正措施。在金属产品6被标记为特定产品或者对应的参数被标记为特定参数的同时，如果所述一个或多个获取的值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于产品鉴定。在金属产品6未被标记为特定产品并且如果对应的参数未被标记为特定参数的情况下，如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于产品验收。对应的参数是与金属产品6有关或与生产工艺有关的参数，针对与金属产品6有关或与生产工艺有关的参数，在至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围之间进行所述比较。

预定的值的可接受范围包括例如对应的预定的值的顺应性范围。对于至少一个参数，预定的可接受范围严格地包括预定的顺应性范围。换句话说，对于至少一个参数，预定的可接受范围比预定的顺应性范围宽，即，预定的可接受范围严格地包括比预定的顺应性范围多的值。

替代地，预定的值的可接受范围与对应的预定的值的顺应性范围不相交。例如，预定的值的顺应性范围对应于值的中间范围，而预定的值的可接受范围对应于值的相邻范围或值的一对相邻范围，每个相邻范围通常与所述预定的顺应性范围的对应极值相邻。

针对每种类型的金属产品6，以与值的顺应性范围类似的方式，例如预定值的可接受范围。

此外可选地，还针对每个客户来预定值的可接受范围。

因此，技术人员将理解，根据相对于金属产品6、尤其是最终产品的预期——即，期望——的一个或多个值的裕度来预定值的可接受范围。换句话说，值的可接受范围取决于针对相应参数的对应的至少一个目标。

值的可接受范围例如是通过将百分比——例如20％、优选地10％、更优选地5％——应用于对应的值的顺应性范围的每个极值来预定的。

替代地，值的可接受范围是通过将偏差应用于对应的值的顺应性范围的每个极值来预定的。

此外可选地，技术人员还将观察到，对于与金属产品6有关或与生产工艺有关的上述参数中的一些参数(也称为关键参数)，值的可接受范围等于值的顺应性范围。换句话说，这个或这些关键参数不允许有偏差，并且如果相对于所述一个或多个关键参数的值的顺应性范围测量到偏差，则计算的修正措施与产品验收不同。

计算模块34例如被配置成针对在相应的预定的值的可接受范围之外的每个获取值来识别异常事件，然后计算的修正措施取决于最严重的一个或多个异常事件，最严重的一个或多个异常事件是相对于对应的预定的值的可接受范围具有最大偏差的一个或多个事件。

例如，通过确定值增量相对于相应的预定可接受范围的宽度的比率来评估与相应的异常事件相关的每个偏差，增量值等于获取值与可接受范围的最接近的极值之间的差。可接受范围的最接近的极值是可接受范围的两个极值中的最接近获取值的一个极值。替代地，通过确定获取值相对于相应的预定的可接受范围的中值的比率来评估每个偏差。作为另一替代方案，通过确定获取值相对于可接受范围的最接近的极值的比率来评估每个偏差。然后，一个或多个最大偏差对应于一个或多个最大比率。

此外可选地，每个异常事件与金属产品6的基本区域相关，该基本区域具有沿纵向方向的长度。具有至少一个异常事件的每个基本区域被识别为异常基本区域。此外，如果所有的异常基本区域的累积长度大于金属产品6的长度的预定百分比，则计算的修正措施是产品降级。否则，如果所有的异常基本区域的累积长度小于或等于金属产品6的长度的所述预定百分比，则计算的修正措施是产品维修。金属产品6的长度的预定百分比例如基本上等于30％。

此外可选地，如果金属产品6被标记为特定产品、例如安全产品，并且如果获取值对应于产品验收(即，获取值属于相应的预定的值的可接受范围，但不属于相应的预定的值的顺应性范围)，则计算模块34被配置成如上所述地将修正措施计算为等于产品鉴定。安全产品是例如机动车辆的安全金属部件、例如A柱和B柱。

此外可选地，如果至少一个参数被标记为特定参数，并且针对所述特定参数的获取值在相应的预定的值的顺应性范围之外并且在相应的预定的值的可接受范围之内，并且如果获取值对应于产品验收，则计算模块34被配置成将修正措施计算为等于产品鉴定。当一些参数对于客户而言很重要时，这些参数例如被标记为特定参数，对于汽车领域的客户而言，这样的参数与金属产品6的粗糙度有关。

此外可选地，确认模块36被配置成根据相干性测试来确认至少一个获取值。根据该可选的附加项，确定模块32被配置成基于已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来确定产品6的状态。

相干性测试包括例如根据对应传感器的特性——例如由传感器生产商提供的特性或例如根据传感器工作范围限定的特性——将获取值与预定阈值进行比较。

替代地或附加地，相干性测试包括由同一传感器随时间连续获取的值之间的比较，这种比较适用于揭示明显的异常。例如，确认模块36被配置成检测到获取值的恒定性，从而趋向于表明传感器不再正确地起作用或者在对应的传感器与监控装置16之间的连接上已经发生故障。

替代地或附加地，相干性测试包括删除与对应的传感器有关的、与最小和最大设定值偏差太远的获取值。

替代地或附加地，相干性测试包括通过为所考虑的参数限定最小限制和最大限制来验证获取值是否对应于生产线的正常运行，并且相干性测试然后包括使偏离所述最小限制与最大限制之间的授权范围的每个值无效。

替代地或附加地，相干性测试包括比较由不同传感器同时或连续测量的值，同时具有功能链接以检查其相干性。例如，在两个连续的区域中测量金属产品6的诸如温度之类的参数，并且相干性测试包括验证参数变化不超过给定的预定阈值。如果偏差超过该阈值，则确认模块36被配置成根据相干性测试使两个获取值无效。

替代地或附加地，一致性测试包括验证获取值是否属于一个或多个冶金模型的有效范围，该冶金模型用于计算金属产品6的使用特性。

此外可选地，确认模块36被配置成在获取值根据相干性测试而无效的情况下生成警报信号，例如视觉信号的显示。

此外可选地，确认模块36被配置成将非相干的获取值替换为根据估算模型——例如线性插值——估算的值。

此外可选地，建模模块38被配置成根据至少一个获取值、优选地根据已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值对金属产品6的至少一个特性进行建模。根据该可选的附加项，确定模块32被配置成进一步根据建模特性来确定产品6的状态。

当获取值与相应的中间金属产品有关时，建模模块38例如被配置成对最终金属产品进行建模并且估算与中间金属产品的获取值相对应的最终金属产品的值。

替代地或附加地，建模模块38被配置成基于金属产品6的一个或多个其他参数的一个或多个值并且基于预测模型来预测金属产品6的参数的值。建模模块38例如被配置成基于化学分析的一个或多个值和一个或多个工艺参数的一个或多个值来预测金属产品6的机械性能的值。因此，建模模块38允许以更容易的方式得到金属产品6的中心中的值，而例如拉伸强度测量仅得到通常受过渡效应影响的末端处的值。建模模块38还允许加速对金属产品6的监控。

现在将参照图4和图5说明根据本发明的电子监控装置10的运行，图4和图5表示根据本发明的用于监控金属产品6的生产的方法的流程图，金属产品6根据生产工艺来生产。

首先，在步骤100中，电子监控装置10经由其获取模块30获取一个或多个代表性参数的一个或多个测量值，每个代表性参数是与金属产品6有关的参数或与生产工艺有关的参数。

如前所述，参数例如与金属产品6的机械性能、粗糙度、化学组分、涂层、润滑、尺寸和/或表面外观有关。

可选地，在下一步骤110中，电子监控装置10经由其确认模块36根据相干性测试来确认至少一个获取值，然后在步骤130中基于已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值来确定产品的状态。

此外可选地，在下一步骤120中，电子监控装置10经由其建模模块38根据至少一个获取值、优选地根据已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值对金属产品6的至少一个特性进行建模，并且接着在步骤130中进一步根据建模特性来确定产品的状态。

在下一步骤130中，电子监控装置10经由其确定模块32根据至少一个获取值和至少一个目标来确定金属产品6在合规状态和分析状态中的状态。

如上所述，金属产品6的状态例如通过将每个获取值与相应的预定的值的顺应性范围进行比较来确定，如果每个获取值属于相应的预定的值的顺应性范围，则确定的状态为合规状态。

在下一步骤140中，通过电子监控装置10检查金属产品6的确定的状态。如果确定的状态为合规状态，则认为所生产的金属产品6符合期望的品质水平，并且因此终止监控方法。

否则，如果确定的状态为分析状态，则监控方法进入下一步骤150，其中，电子监控装置10经由其计算模块34在修正措施组中且根据至少一个获取值来计算要应用于产品的修正措施。

如前所述，修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。修正措施组优选地由产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收组成。

如图5所示，图5表示步骤150的连续子步骤的示例，用于计算修正措施的步骤150包括例如子步骤200，该子步骤200用于通过将至少一个获取值或确认值与至少一个相应的预定的值的可接受范围进行比较来确定一个或多个获取值、或者在适用情况下已经从一个或多个获取值中确认的一个或多个值是否对应于验收。

如果所述一个或多个比较为肯定的，即，如果一个或多个获取值或确认值对应于验收，则用于计算修正措施的步骤150包括子步骤210，该子步骤210用于确定金属产品6是否被标记为特定产品或者确定一个或多个参数——已经针对所述一个或多个参数完成子步骤200的一个或多个比较——中的一个参数是否被标记为特定参数。

如果子步骤210的确定是肯定的，即，如果金属产品6被标记为特定产品或者对应的参数被标记为特定参数，则在下一个子步骤220中将修正措施计算为等于产品鉴定。

否则，如果子步骤210的确定是否定的，即如果金属产品6未被标记为特定产品或者对应的参数未被标记为特定参数，则在下一个子步骤230中将修正措施计算为等于产品验收。

如果在子步骤200结束时，所述一个或多个比较是否定的，即，如果一个或多个获取值或确认值不与验收相对应，则用于计算修正措施的步骤150包括用于确定金属产品6是否可以维修的子步骤240。

该子步骤240例如包括针对在相应的预定的值的可接受范围之外的每个获取值或确认值来识别异常事件，然后将每个异常事件与金属产品6的基本区域相关联，该基本区域具有沿纵向方向的长度，具有至少一个异常事件的每个基本区域被识别为异常基本区域。此外，该子步骤240包括将所有的异常基本区域的累积长度与金属产品6的长度的预定百分比进行比较。

如果子步骤240的确定是肯定的，则意味着金属产品6被确定为可维修，即，如果所有的异常基本区域的累积长度小于或等于金属产品6的长度的所述预定百分比，则在子步骤250中将修正措施计算为等于产品维修。产品维修优选地包括切割每个异常基本区域。另外，如果切割的异常基本区域不在金属产品6的一个端部处，则产品维修还包括对金属产品6的在切割的异常基本区域的两侧的部分进行焊接。

否则，如果子步骤240的确定是否定的，即，如果所有的异常基本区域的累积长度大于金属产品6的长度的所述预定百分比，则然后在子步骤260中将修正措施计算为等于产品降级。

因此，当确定的状态是分析状态时，电子监控装置10因此适于提供要应用于产品的几种可能的修正措施，修正措施组至少包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。

根据本发明的计算机实施的监控方法和电子监控装置10特别地由于诸如产品鉴定和产品验收之类的其他可能的修正措施而允许降低被降级的——即，被拒绝为非顺应性的——或要被维修的金属产品6的比例。

下表1提供了相应数量的金属产品卷材相对于通过电子监控装置10获得的不同结果——即，合规状态或分析状态进一步的修正措施——的示例。

表1

与产品验收相对应的修正措施占金属产品6所生产的卷材数量的几乎30％。

利用现有技术监控方法，非顺应性产品的比例原本会明显较高。

对于与产品验收相对应的修正措施而言，下面的表2提供了金属产品卷材的相应百分比相对于考虑修正措施的计算的不同类别的与金属产品6有关的参数的示例。

线数量

卷材数量

涂层

尺寸

机械性能

粗糙度

表面外观

其它

1

930

7.7％

14.3％

9.6％

6.3％

29.6％

32.5％

2

835

41.1％

22.5％

23.3％

0.1％

2.2％

10.9％

3

999

12.9％

18.8％

3.4％

5.3％

21.0％

38.5％

4

1713

9.2％

7.2％

65.4％

0.2％

5.6％

12.5％

表2

表2示出了最重要类别的与金属产品6有关的参数可能根据金属产品和生产线的类型而在生产线之间变化。

因此，根据本发明的计算机实现的监控方法和电子监控装置10对于监控金属产品6的生产是更加可靠且有效的。

Claims (19)

1.一种用于监控金属产品(6)的生产的方法，所述金属产品(6)根据一种生产工艺来生产，所述生产工艺包括用于获得具有最终特性的最终金属产品的生产路线，所述生产路线包括一种或几种中间金属产品，每种中间金属产品具有中间特性，并且被监控生产的所述金属产品(6)是所述最终金属产品，所述金属产品(6)选自由以下各项组成的组：板坯、卷材、梁、大方坯、小方坯和钢产品，所述监控方法由电子监控装置(10)实现并且包括以下步骤：

-获取(100)至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与所述金属产品(6)有关的参数或与所述生产工艺有关的参数，

-根据至少一个获取值和至少一个目标来确定(130)所述金属产品(6)在合规状态和分析状态中的一种状态，以及

-当确定的状态是所述分析状态时，根据所述至少一个获取值来计算(150)在修正措施组中要应用于所述产品的修正措施，所述修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述修正措施组由所述产品维修、所述产品降级、所述产品鉴定和所述产品验收组成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法还包括根据相干性测试来确认所述至少一个获取值的步骤(110)，然后基于已经从所述一个或多个获取值中确认的一个或多个值来确定所述产品的所述状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括根据已经从所述一个或多个获取值中确认的所述至少一个值来对所述金属产品(6)的至少一个特性进行建模的步骤(120)，所述产品的所述状态进一步根据一个或多个建模特性来确定。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，与所述金属产品(6)有关的每个参数是由以下各项组成的组中的参数：与所述产品(6)的机械性能有关的参数、与所述产品(6)的粗糙度有关的参数、与所述产品(6)的化学组分有关的参数、与所述产品(6)的涂层的性能有关的参数、与所述产品(6)的尺寸有关的参数、与所述产品(6)的表面外观有关的参数、以及与所述产品(6)的缺陷学有关的参数。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，与所述生产工艺有关的每个参数是取决于所述生产工艺的类型的参数，所述生产工艺例如为热浸镀锌工艺或热轧工艺。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，如果所述生产工艺是热浸镀锌工艺，则与所述生产工艺有关的每个参数选自由以下各项组成的组：与退火炉有关的参数、与鼻口部有关的参数、与涂覆浴有关的参数和与表皮光轧有关的参数；并且

其中，如果所述生产工艺是热轧工艺，则与所述生产工艺有关的每个参数选自由以下各项组成的组：与再加热炉有关的参数、与粗轧机有关的参数、与精轧机有关的参数、与输出辊道有关的参数以及与卷取机有关的参数。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，计算所述修正措施的步骤(150)包括将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较并且针对在所述相应的预定的值的可接受范围之外的每个获取值来识别异常事件，

其中，每个异常事件与所述金属产品(6)的基本区域相关，所述基本区域具有沿纵向方向的长度，具有至少一个异常事件的每个基本区域被识别为异常基本区域，并且

当所有的所述异常基本区域的累积长度大于所述金属产品(6)的所述长度的预定百分比时，计算的修正措施是产品降级，

否则，当所有的所述异常基本区域的累积长度小于或等于所述金属产品(6)的所述长度的所述预定百分比时，所述计算的修正措施是产品维修。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述产品维修包括切割每个异常基本区域。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，如果切割的异常基本区域不在所述金属产品(6)的一个端部处，则所述产品维修还包括对所述金属产品(6)的在所述切割的异常基本区域的两侧的部分进行焊接。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，确定所述金属产品(6)的状态的步骤(130)包括将至少一个获取值与相应的预定的值的顺应性范围进行比较，每个相应的预定的值的顺应性范围取决于对应的至少一个目标，如果所述一个或多个获取值属于所述相应的预定的值的一个或多个顺应性范围，则所述确定的状态是所述合规状态，否则，所述确定的状态是所述分析状态。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，计算所述修正措施的步骤(150)包括将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较，每个相应的预定的值的可接受范围取决于所述对应的至少一个目标并且包括对应的预定的值的顺应性范围，对于至少一个参数，所述预定的可接受范围严格地包括所述预定的顺应性范围，

如果所述金属产品(6)被标记为特定产品或者对应的参数被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于所述相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于所述产品鉴定。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，如果所述金属产品(6)未被标记为特定产品并且所述对应的参数未被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于所述相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则所述计算的修正措施等于所述产品验收。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，计算所述修正措施的步骤(150)包括将至少一个获取值与相应的预定的值的可接受范围进行比较，每个相应的预定的值的可接受范围取决于所述对应的至少一个目标并且与对应的预定的值的顺应性范围不相交，

如果所述金属产品(6)被标记为特定产品或者对应的参数被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则所述计算的修正措施等于所述产品鉴定。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，如果所述金属产品(6)未被标记为特定产品并且所述对应的参数未被标记为特定参数并且如果所述一个或多个获取值属于所述相应的预定的值的一个或多个可接受范围，则计算的修正措施等于所述产品验收。

16.根据权利要求12至15中的任一项所述的方法，其中，计算所述修正措施的步骤(150)包括针对在所述相应的预定的值的可接受范围之外的每个获取值来识别异常事件，然后所述计算的修正措施取决于最严重的一个或多个异常事件，所述最严重的一个或多个异常事件是相对于对应的预定的值的可接受范围具有最大偏差的一个或多个事件。

17.一种包括软件指令的计算机程序，所述软件指令在由处理器执行时实现根据前述权利要求中的任一项所述的方法。

18.一种用于监控金属产品(6)的生产的电子监控装置(10)，所述金属产品(6)根据一种生产工艺来生产，所述生产工艺包括用于获得具有最终特性的最终金属产品的生产路线，所述生产路线包括一种或几种中间金属产品，每种中间金属产品具有中间特性，并且被监控生产的所述金属产品(6)是所述最终金属产品，所述金属产品(6)选自由以下各项组成的组：板坯、卷材、梁、大方坯、小方坯和钢产品，所述电子监控装置(10)包括：

-获取模块(30)，所述获取模块(30)被配置成获取至少一个代表性参数的测量值，每个代表性参数是与所述金属产品(6)有关的参数或与所述生产工艺有关的参数，

-确定模块(32)，所述确定模块(32)被配置成根据所述至少一个获取值和至少一个目标来确定所述金属产品(6)在合规状态和分析状态中的一种状态，以及

-计算模块，所述计算模块(34)被配置成：当确定的状态是所述分析状态时，根据所述至少一个获取值来计算在修正措施组中要应用于所述产品的修正措施，所述修正措施组包括产品维修、产品降级、产品鉴定和产品验收。

19.一种用于输送金属产品(6)的设备(5)，所述设备(5)包括：

-用于根据一种生产工艺来生产所述金属产品(6)的生产线(8)，

-用于监控所述金属产品(6)的生产的电子监控装置(10)，

其中，所述电子监控装置(10)是根据前述权利要求的电子监控装置。

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