CN113554331A - 一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法 - Google Patents
一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113554331A CN113554331A CN202110869158.2A CN202110869158A CN113554331A CN 113554331 A CN113554331 A CN 113554331A CN 202110869158 A CN202110869158 A CN 202110869158A CN 113554331 A CN113554331 A CN 113554331A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- layer
- time
- real
- steelmaking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 55
- 238000007726 management method Methods 0.000 abstract description 18
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013210 evaluation model Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06312—Adjustment or analysis of established resource schedule, e.g. resource or task levelling, or dynamic rescheduling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
- G06F16/25—Integrating or interfacing systems involving database management systems
- G06F16/252—Integrating or interfacing systems involving database management systems between a Database Management System and a front-end application
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
- G06Q10/06316—Sequencing of tasks or work
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Operations Research (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明提供基于工业互联网平台开发的一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法的系统，该系统集成了大数据分析的思路，通过对实时工艺参数数据及业务数据的采集、清洗、分析等，使用实时数据展示、数据建模、算法分析等手段，通过信息系统来规范员工操作，系统自动形成生产关键工序操作提醒，并通过大数据分析节奏各工序时间损失，以提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于炼钢领域，具体涉及一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法。
背景技术
冶金行业的调度生产组织过程强调整体性和实时性，针对复杂的生产过程、生产计划及要求，协调各种设备及各车间生产的正常运转，保证生产过程运行平稳、高效。国外的冶金企业，如美钢联所属的加里厂、日本的新日铁等，近年来致力于建设集成化的计算机生产管理系统，包含核心模块，即生产调度系统，使生产管理合理化、在线化和集成化，能够对生产过程中物流、信息流和能源流进行综合管理。国内的宝钢、武钢等进行了调度管理方面的研发工作，如宝信公司为上钢一厂开发的调度系统，大连理工大学开发的原东北特钢集团生产管理系统等。
我公司信息化的发展处于起步状态，当前炼钢厂只有ERP系统、二级系统用于生产指导，没有MES、智能调度等信息化系统，在信息化管理上存在较大的缺失，另外结合我公司材大于钢的实际现状，需要开发一套适用于炼钢厂现状的调度系统，为炼钢厂不断提效增产奠定基础。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于工业互联网平台开发的，一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法的系统，该系统集成了大数据分析的思路，通过对实时工艺参数数据及业务数据的采集、清洗、分析等，使用实时数据展示、数据建模、算法分析等手段，通过信息系统来规范员工操作，系统自动形成生产关键工序操作提醒，并通过大数据分析节奏各工序时间损失，以提高生产效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，自下而上包括以下四层架构：数据采集层、数据计算层、数据服务层和数据应用层；
数据采集层包括热数据源和冷数据源，热数据源通过现场工业网关直接连接的PLC/DCS及其下的各种工业传感器和设备采集实时数据，冷数据源包括ERP、能管系统、MES、二级系统按需采集各部门业务系统数据，同时还有一部分数据以数据文件的方式上传；
数据计算层为热数据源和冷数据源的计算机制，数据计算层包括实时数据库和数据仓库，实时数据库与热数据源连接，采集、处理并存储实时热数据，并为上层数据服务层用例提供高速实时和历史数据接口；数据仓库用于采集来自业务系统的冷数据和来自实时数据库的热数据；
数据服务层包括微服务架构，微服务架构包括多个用例数据库，支持多个智能用例，同时支持为各用例提供聚合门户服务的平台模块用例；
数据应用层用于提供聚合门户，提供数据服务层中各用例的UI界面，通过API网关与微服务架构进行交互。
1、基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，包括准时化生产模型、全流程时间管控模型、准时化生产评价模型、生产节奏提醒预警模型、生产导
航看板。
2.1、准时化生产模型：
a)编制横班准时化生产模型，根据开浇时间，自动匹配出站时间、出钢时间等时间点，匹配钢水去向、精炼工艺路线，与生产实际情况对接、关联，形成具有指导生产的钢水时刻表，各区域根据钢水时刻表上的时间要求进行生产操作，达到生产系统整体的协调统一，实现调度集中指挥、有序生产。
2.2、全流程时间管控模型：
a) 全流程时间管控，其中包括全流程四大周期，十六时长，三十二项时间节点（衔接时间与操作步骤时间)，规范时间流专业术语与统计口径，明确时间流中基准值与岗位责任，时间流管控公开透明化，提升作业效率
2.3、准时化生产评价模型：
a)按炉对准时化生产进行评价，形成转炉生产准时率，精炼生产准时率、运行节奏准时率、连铸生产准时率，并对异常情况进报警识别，强化操作岗位准时化生产意识，提升系统自我纠错能力，提高生产效率。
2.4、生产节奏提醒预警模型：
a)按炉对准时化生产进行评价，形成转炉生产准时率，精炼生产准时率、运行节奏准时率、连铸生产准时率，并对异常情况进报警识别，强化操作岗位准时化生产意识，提升系统自我纠错能力，提高生产效率。
2.5、生产导航看板：
a) 利用生产导航看板组织炼钢生产，让看板成为现场生产管理互动的“窗口”。对转炉、精炼、连铸的生产状态、生产参数、时间流、技术模型等即时管控；实时显示各工序状态，即时显示生产异常情况，提示、提醒各工序完成生产计划的偏差值，提高管理人员对现场生产掌控能力，辅助管理人员对生产管控决策，提高生产管理掌控能力，提高全流程生产运作效率。
本发明通过本系统各模块间有效结合，生产效率较之前大幅度提升，冶炼周期从31.2min/炉降低至 28.7min/炉以下，年度产能提升约19.8万吨；当前实现生产信息传递无障碍，生产组织合理。
计算方式：当前新线有两座转炉，出钢量为150吨，经项目攻关后，每天每个炉子平均多生产2炉钢，年度有效生产时间按330天计算，吨钢效益按300元计算；年度效益为：2*150*2*330*300=5940万元。
具体实施方式
实施例1：
一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化系统，自下而上包括以下四层架构：数据采集层、数据计算层、数据服务层和数据应用层。
数据采集层：包含所有的数据源，一部分是热数据源，即通过现场工业网关直接连接的PLC/DCS及其下的各种工业传感器和设备采集实时数据；另一部分是冷数据源，即ERP、能管系统、MES、二级系统等，按需采集各部门业务数据，同时还有一部分数据以数据文件的方式上传。
数据计算层：包含冷热数据源分别的计算机制，其中PI实时数据库与实时热数据源连接，采集、处理并存储实时热数据，并为上层用例提供高速实时和历史数据接口；其中基于GreenPlum构建的数据仓库，采集来自业务系统的冷数据和来自实时数据库的热数据，统一进行ETL清洗、计算和存储，并构建从基础数据层到特征数据层，再到应用数据层的ETL多层结构，为上层用例提供各种维度的分析结果。
数据服务层：基于Spring Cloud和Spring Boot构建的微服务架构，支持多个智能用例，同时支持为各用例提供聚合门户服务的平台模块用例，实现多用例统一网关、统一配置等管理功能，所有微服务采用标准RESTful API服务统一进行数据交互。
数据应用层：提供聚合门户，提供各用例的UI界面，通过API网关与微服务结构进行交互。
基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化系统，前端客户使用VUE、Javascript和CSS3技术构建，图表使用Highcharts和Echarts组件，推送技术以WebSocket为主，前端与后端的连接使用RESTful Web服务和JSF技术；应用逻辑端的所有微服务之间通过RESTful进行数据交互，使用基于Java的Spring Cloud和Spring Boot企业级微服务技术构建，使用ELK框架提供集中日志服务；数据存储端关系型数据库采用Mysql，实时数据库采用PI。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，其特征在于，自下而上包括以下四层架构：数据采集层、数据计算层、数据服务层和数据应用层。
2.如权利要求1所述一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，其特征在于，数据采集层包括热数据源和冷数据源，热数据源通过现场工业网关直接连接的PLC/DCS及其下的各种工业传感器和设备采集实时数据，冷数据源包括ERP、能管系统、MES、二级系统按需采集各部门业务系统数据，同时还有一部分数据以数据文件的方式上传。
3.如权利要求1所述一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，其特征在于，数据计算层为热数据源和冷数据源的计算机制，数据计算层包括实时数据库和数据仓库，实时数据库与热数据源连接，采集、处理并存储实时热数据，并为上层数据服务层用例提供高速实时和历史数据接口；数据仓库用于采集来自业务系统的冷数据和来自实时数据库的热数据。
4.如权利要求1所述一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，其特征在于，数据服务层包括微服务架构，微服务架构包括多个用例数据库，支持多个智能用例，同时支持为各用例提供聚合门户服务的平台模块用例。
5.如权利要求1所述一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法，其特征在于，数据应用层用于提供聚合门户，提供数据服务层中各用例的UI界面，通过API网关与微服务架构进行交互。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110869158.2A CN113554331A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110869158.2A CN113554331A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113554331A true CN113554331A (zh) | 2021-10-26 |
Family
ID=78133327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110869158.2A Pending CN113554331A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113554331A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116027745A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-04-28 | 广东镭目华远智能科技有限公司 | 一种基于铁水罐运行时间流管控的平台控制方法 |
| CN116109069A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-05-12 | 广东镭目华远智能科技有限公司 | 一种基于钢铁企业的大数据融合应用控制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111242414A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-06-05 | 冶金自动化研究设计院 | 一种应用于钢铁行业炼钢-连铸流程的计划调度系统 |
| CN111597183A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 山东莱钢永锋钢铁有限公司 | 一种轧钢智能负差预警系统及其预警方法 |
| CN112184038A (zh) * | 2020-10-06 | 2021-01-05 | 冶金自动化研究设计院 | 一种基于动态优化的炼钢智能调度系统 |
| CN113050573A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-29 | 山东莱钢永锋钢铁有限公司 | 一种基于生产节奏的空压机节能的方法 |
-
2021
- 2021-07-30 CN CN202110869158.2A patent/CN113554331A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111242414A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-06-05 | 冶金自动化研究设计院 | 一种应用于钢铁行业炼钢-连铸流程的计划调度系统 |
| CN111597183A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-08-28 | 山东莱钢永锋钢铁有限公司 | 一种轧钢智能负差预警系统及其预警方法 |
| CN112184038A (zh) * | 2020-10-06 | 2021-01-05 | 冶金自动化研究设计院 | 一种基于动态优化的炼钢智能调度系统 |
| CN113050573A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-06-29 | 山东莱钢永锋钢铁有限公司 | 一种基于生产节奏的空压机节能的方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116027745A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-04-28 | 广东镭目华远智能科技有限公司 | 一种基于铁水罐运行时间流管控的平台控制方法 |
| CN116109069A (zh) * | 2022-12-15 | 2023-05-12 | 广东镭目华远智能科技有限公司 | 一种基于钢铁企业的大数据融合应用控制方法 |
| CN116027745B (zh) * | 2022-12-15 | 2024-04-12 | 广东镭目华远智能科技有限公司 | 一种基于铁水罐运行时间流管控的平台控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9965722B2 (en) | Optimized decision-making system and method for multiple ore dressing production indexes based on cloud server and mobile terminals | |
| CN1303560C (zh) | 一种一体化的钢铁企业生产过程在线计划调度系统与方法 | |
| CN106779592A (zh) | 一种精益生产管理看板系统及应用方法 | |
| CN101872190B (zh) | 实时能耗分析和报告 | |
| CN113554331A (zh) | 一种基于工序节奏管控的炼钢数字化调度优化方法 | |
| CN104835012A (zh) | 一种钢铁企业生产调度管理系统及方法 | |
| CN107272629A (zh) | 一种基于物联网技术与工业大数据的智能工厂系统 | |
| CN106408153A (zh) | 一种基于案例推理的钢铁企业生产动态调度调整方法及其专家系统 | |
| KR20170030036A (ko) | 전기로 제강 품질 튜터링 시스템 | |
| Zhao | Research on management informatization construction of electric power enterprise based on big data technology | |
| CN108265157A (zh) | 智能电弧炉炼钢系统 | |
| Liu et al. | Intelligent manufacturing system with human-cyber-physical fusion and collaboration for process fine control | |
| CN115511656A (zh) | 一种基于挖掘电网数据价值的需求规划辅助决策系统 | |
| CN116909236A (zh) | 基于铁-钢界面铁水罐物流仿真和智能调度方法及系统 | |
| Merluzzi et al. | Metals industry: Road to digitalization | |
| Wang et al. | A hybrid building information modeling and collaboration platform for automation system in smart construction | |
| CN116109069A (zh) | 一种基于钢铁企业的大数据融合应用控制方法 | |
| Wang | Theoretical research and application of petrochemical Cyber-physical Systems | |
| CN112464445B (zh) | 一种铁水铁路运输的自动仿真和优化系统 | |
| CN113946140A (zh) | 基于工业互联网的炼钢集控系统、方法及介质 | |
| Peng et al. | Digital twin-enabled production optimization for steel industry | |
| CN115222083A (zh) | 基于工业互联网的炼钢集控系统、方法及介质 | |
| JP2010067113A (ja) | 生産エネルギー監視制御システム | |
| Du et al. | Design of Intelligent Factory Line Integrated Management System | |
| Li et al. | Research on Nickel‐Cobalt‐Copper Productive Collaboration and Intelligent Decision‐Making Technology in Symbiotic Coupling Enterprises |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |