CN113723768A - 一种钢铁生产管控系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钢铁生产管控系统和方法，所述管控系统包括生产计划管理模块、钢铁调度管理模块、工序监视模块、事件管理模块和报表统计模块，其中：生产计划管理模块：用于录入生产计划；钢铁调度管理模块：用于汇总各类生产信息以及动态事件信息，下达钢铁调度指令；工序监视模块：用于对钢铁生产情况监控；事件管理模块：用于对生产过程、运输流程中出现的安全事件、水电气能源事件、设备故障和车辆故障进行预警管控；报表统计模块：用于生成报表；本发明汇总生产计划信息、钢铁生产监视信息、铁水车信息、铁水包信息，基于这些信息来调度铁水，从而实现连续稳定高效的生产目的，能有效缩短铁水调度周期、保障运输流畅和安全稳定生产。
Description
技术领域
本发明属于计算机应用技术领域，具体为一种钢铁生产管控系统和方法。
背景技术
铁钢调度作为炼铁、炼钢生产衔接的重要纽带，如何高效配置铁水资源一直以来都是企业生产组织的重点更是难点，钢铁厂区铁水运输线路纵横交错，车辆跨区域运输，其中铁水来源于多座高炉，铁水运输的去向包括多个车间。随着钢铁厂产品提档升级，品种钢不断增多，炼钢对铁水需求呈现多样化、差异化；生产调度对铁水的过程监控、管理、实时调度的精细化、高效化，是目前依靠单纯的人工管理方式无法满足的。为了保证铁水的均衡和稳定供应，制造管理部生产调度室从生产组织和调度的角度出发，提出利用信息技术为手段，以炼钢为中心，以铁水平衡、铁钢工序衔接为目标，通过对铁水的物流，车流、信息流进行跟踪和管理，对各生产单位的关键设备、生产状态、安全等信息能够通过统一系统管理，实现钢铁生产中铁水调度作业的规范化、智能化，推进高炉-炼钢-连铸长流程生产的一体化。
铁水包作为铁水运输容器，起到了铁前钢后的生产纽带作用，铁水调度效率的提高对企业的节能降耗带来了重大进步，必然为企业带来巨大的经济效益和社会效益。在日常运行和调度指挥中，可减少或避免铁水包在某一区域滞留时间偏长；转炉可用铁水包的快速查找、安排，可降低炼钢因铁水供应而发生的连铸机非计划断浇概率，以及避免指定罐形、罐号的错误调配等问题或现象，对铁水高效利用、铁水包安全和长寿以及连铸机的连续浇铸势必起到极大的促进作用。
目前钢铁厂的铁水调度工作主要基于经验丰富的调度员人工方式收集各类生产信息，信息主要包括高炉生产信息、炼钢生产信息、铁水车辆信息，结合各分厂的生产计划和检修计划，人工处置加工编制铁水预平衡表，发布铁水调度指令。随着企业生产规模的不断扩大，以及对精细化生产要求的提高，当前铁钢生产衔接过程中，存在较多问题，若生产单位异常信息上报不及时，生产调度室无法在第一时间采取相应手段平衡生产，铁水生产、炼钢需求及调度转场的动态性、可靠性和安全性面临严峻的考验，对铁钢工序衔接造成一定的影响。
申请号为CN201410372380.1的中国发明专利公开了一种炼钢精炼钢包管理系统与方法，所述的炼钢精炼钢包管理系统包括数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块、状态设置模块、线程管理模块、流程控制模块、界面展示模块；所述的方法为PLC数据采集模块采集数据，将各工序设备设置为对应状态；数据分析模块判断钢包是否可以出入精炼站；流程控制模块通过界面展示。
申请号为CN201810443942.5的中国发明专利公开了一种钢铁企业调度管理系统，包括生产作业现场、服务器和手机终端，所述生产作业现场的内部一侧设置有处理器，且生产作业现场的内部另一侧设置有实时监控系统，所述实时监控系统远离生产作业现场的一侧设置有服务器，所述服务器的一侧上方设置有调度端，且服务器的一侧下方设置有存储端，所述调度端远离服务器的一侧设置有故障类型定义模块。
这两种管理系统都无法实时、准确掌握铁水车和铁水包的信息，难以提高铁水调度效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢铁生产管控系统和方法，解决了现有钢铁厂铁水调度效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种钢铁生产管控系统，包括生产计划管理模块、钢铁调度管理模块、工序监视模块、事件管理模块和报表统计模块，其中：
生产计划管理模块：用于录入生产计划；
钢铁调度管理模块：用于汇总各类生产信息以及动态事件信息，下达钢铁调度指令；
工序监视模块：用于对钢铁生产情况监控；
事件管理模块：用于对生产过程、运输流程中出现的安全事件、水电气能源事件、设备故障、车辆故障和道路改造事件进行预警管控；
报表统计模块：用于生成报表。
进一步地，所述生产计划管理模块包括生产计划新增单元、生产计划编辑单元、生产计划下发/取消下发单元、生产计划查询单元、生产计划导出单元；所述生产计划新增单元用于新增生产计划；所述生产计划编辑单元用于编辑生产计划；所述生产计划下发/取消下发单元用于下发/取消下发生产计划；所述生产计划查询单元用于查询生产计划；所述生产计划导出单元用于导出生产计划。
进一步地，所述钢铁调度管理模块包括铁水车跟踪模块、铁水包跟踪模块、铁水车和铁水包绑定模块、驾驶员签发模块、调度信息显示模块、调度指令管理模块、铁水信息综合查询模块、铁水包管理模块、铁水车管理模块和驾驶员管理模块，其中：
铁水车跟踪模块：用于对铁水车的位置进行定位，跟踪铁水车的移动路线；
铁水包跟踪模块：用于对铁水包的位置进行定位，跟踪铁水包的移动路线；
铁水车和铁水包绑定模块：用于将铁水车和其运输的铁水包绑定；
驾驶员签发模块：用于核对铁水车车号、铁水包包号和目的地；
调度信息显示模块：用于显示调度信息；
调度指令管理模块：用于汇总信息，下达调度指令；
铁水信息综合查询模块：用于查询铁水信息；
铁水包管理模块：对铁水包的数据进行维护管理，记录铁水包维保数据；
铁水车管理模块：对铁水车的数据进行维护管理；
驾驶员管理模块：对驾驶员的基本信息和人员状态进行维护管理。
进一步地，所述调度信息包括铁水车车号、铁水炉次号、铁水包包号、铁水种类和铁水车目的地。
进一步地，所述铁水信息包括质量信息、重量信息、温度信息、周转信息、产量及铁水耗用。
进一步地，所述报表统计模块生成的报表包括生产调度日志、工序质量报表、铁水预平衡表。
一种钢铁生产管控方法，基于上述钢铁生产管控系统，包括以下步骤：
A、制定生产计划，并组织实施；
B、汇总各类生产信息、检修信息；
C、信息分析、加工、处置；
D、判断是否达到铁水供需平衡；
E、若未达到铁水供需平衡，则下达铁水调度指令，并回到步骤D，若达到铁水供需平衡则结束。
进一步地，所述步骤B中汇总的生产信息包括炼钢生产信息和电炉生产信息；所述步骤B中汇总的检修信息包括铁水车检修信息和生产设备检修信息。
进一步地，所述步骤E中，所述铁水调度指令下发给生产铁水的高炉车间，以及运输铁水的运输事业部。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明汇总生产计划信息、钢铁生产监视信息、铁水车信息、铁水包信息，基于这些信息来调度铁水，从而实现连续稳定高效的生产目的，能有效缩短铁水调度周期、保障运输流畅和安全稳定生产。
(2)本系统记录生产调度日志、工序质量报表、铁水预平衡表，可以有效减轻工作人员劳动强度，为后续查询生产情况留下记录。
(3)通过设置的铁水车管理模块对铁水车的数据进行维护管理，可以提前提示铁水车加油、保养或维修，避免在运输铁水中出现问题，可以有效减少突发事件，提交铁水运输效率。
附图说明
图1为本发明一种钢铁生产管控系统线框图；
图2为本发明一种钢铁生产管控方法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种钢铁生产管控系统，包括生产计划管理模块、钢铁调度管理模块、工序监视模块、事件管理模块和报表统计模块，其中：
生产计划管理模块：用于录入生产计划，所述生产计划管理模块包括生产计划新增单元、生产计划编辑单元、生产计划下发/取消下发单元、生产计划查询单元、生产计划导出单元；所述生产计划新增单元用于新增生产计划；所述生产计划编辑单元用于编辑生产计划；所述生产计划下发/取消下发单元用于下发/取消下发生产计划；所述生产计划查询单元用于查询生产计划；所述生产计划导出单元用于导出生产计划；根据生产计划室提供的计划格式，整理出计划模版，并在钢铁生产管控系统中提供录入生产计划的功能；
钢铁调度管理模块：用于汇总各类生产信息以及动态事件信息，下达钢铁调度指令；
工序监视模块：用于对钢铁生产工序情况进行监控；其中：
炼铁工序：利用图形化、数据表格等方式展现所有炼铁各单元的生产状态：高炉本体、矿槽、热风炉、喷煤、烧结、石灰、球团、原料、铸铁等工序的生产实绩，以及生产运转情况；
转炉炼钢工序：利用图形化、数据表格等方式展现包括转炉本体、连铸、精炼等工序的生产实绩、生产运转情况；
电炉炼钢工序：利用图形化、数据表格等方式展现包括电炉本体、精炼、连铸、退火炉等工序生产实绩、生产运转情况；
大棒工序：利用图形化、数据表格等方式展现包括加热炉、轧线、热处理、精整等工序生产实绩、生产运转情况；
轧钢工序：利用图形化、数据表格等方式展现包括加热炉、轧线等工序生产实绩、生产运转情况；
事件管理模块：用于对生产过程、运输流程中出现的安全事件、水电气能源事件、设备故障、车辆故障和道路改造事件进行预警管控；事件可通过推送指令方式下发至各节点终端，如LED大屏、手机短信等方式；
报表统计模块：用于生成报表，所述报表统计模块生成的报表包括生产调度日志、工序质量报表、铁水预平衡表；
生产调度日志：统计查询炼铁、炼钢、轧钢的各条线生产报表，如计划量、投入量、产出量、各项指标、运作工时及误时；
工序质量报表：汇总所有铁水出厂信息与计算标准，进行以下统计工作：
1)对单包铁水硅、硫等成份超工序赔偿金额进行统计；
2)统计平均渣厚、带渣比、总渣重；
3)统计Si、Mn、S、P等主要成份的长期质量情况(SPC)；
4)其他业务要求：对超标部分给予预警提示；
铁水预平衡报表：包括铁水实时预平衡、每班和每日铁水预平衡、预平衡实绩验证；
铁水实时预平衡：汇总指定时间范围内铁水产出量，汇总当前铁水消耗量，对比计算铁水产出量与铁水消耗量之间的差值，对差值进行分析提示，提示生产调度人员调整高炉、转炉和电炉、铸铁机等生产作业安排；
每班和每日铁水预平衡：根据本班各高炉出铁量和本班交班铁水包包内铁水，并根据高炉检修安排、预测下一班铁水总产量。根据本班各转炉、电炉消耗铁水量，并根据生产计划安排、炼钢调度检修安排、中间包到点情况、出钢口更换计划、电炉生产信息等预排铁水消耗量。对比计算预测的铁水产出量与预测的铁水消耗量之间的差值，对差值进行分析提示，提示生产调度人员重新调整高炉、转炉和电炉、铸铁机等生产作业安排；
预平衡实绩验证：通过每班和每日的铁水预平衡表格与铁水实际值进行比较，检测系统对铁水预平衡的准确率，判断炼铁和炼钢、电炉分厂生产检修状态是否符合预期，检验生产的稳定性程度；
进一步地，所述钢铁调度管理模块包括铁水车跟踪模块、铁水包跟踪模块、铁水车和铁水包绑定模块、驾驶员签发模块、调度信息显示模块、调度指令管理模块、铁水信息综合查询模块、铁水包管理模块、铁水车管理模块和驾驶员管理模块，其中：
铁水车跟踪模块：用于对铁水车的位置进行定位，跟踪铁水车的移动路线；通过在重要地点(如铁水车起始点、终点)安装车辆RFID卡识别装置及配套装置，在铁水车上安装耐高温的RFID卡，对铁水车进行识别和跟踪，记录铁水车移动路径和各节点通过时间，计算铁水车各节点用时。通过在铁水车上安装GPS定位装置对铁水车进行定位，信号通过移动GPRS网络上传，并通过数据接口进入钢铁生产管控系统，经过地图服务解析，厂区内所有铁水车辆均能在地图或厂区示意图上形象呈现，给调度人员提供直观的车辆位置和状态数据，能极大提高车辆使用效率；点击地图上的车辆标识可以弹出框显示车辆装载物资详情，内容包括：铁水车车号，位置(经纬度)，铁水包包号，铁水去向(即铁水车目的地)，出铁温度，铁水重量，渣厚，铁水成份信息，信息中的铁水重量、铁水去向，化验成份、出铁温度、渣厚信息均通过数据接口从现有铁水发货系统中获取或通过人工上传相关信息；
铁水包跟踪模块：用于对铁水包的位置进行定位，跟踪铁水包的移动路线；在铁水包侧面安装RFID卡；考虑现场作业环境，选用的卡具有耐高温特点；在每个入厂区域和高炉出铁口区域都安装RFID读卡设备，安装点位包括：每座高炉的出铁区域、所有炼钢厂(包括电炉)的进厂区域、铸铁车间、清渣车间和无人地磅；铁水包运行状态是通过RFID刷卡获取，通过RFID读卡器对铁包的标签进行读卡识别，系统分析后对铁水包进行识别定位，进而可以确定各分厂区域内铁水包的状态；
铁水车和铁水包绑定模块：用于将铁水车和其运输的铁水包绑定；当铁水车载着铁水包驶出炼钢厂或铸铁车间时，位于该区域的RFID读卡器识别到车体及包体的耐高温标签(即RFID卡)，读卡器将识别出的包号及车号通过网络传递至系统，系统完成铁水车号与铁水包号的自动匹配；
驾驶员签发模块：用于核对铁水车车号、铁水包包号和目的地；通过安装刷卡器和工业用触屏设备，铁水车驾驶员通过刷卡读取车号及与车号自动绑定的铁水包信息，如自动绑定信息有误，则在触屏设备上选择正确的包号重新绑定，最后选择目的地；
调度信息显示模块：用于显示调度信息；在铁水无人地磅附近安装户外LED大屏，大屏具有防尘防水功能。采用基于TCP/IP通讯协议的信号发送方式，用网线进行信号传输，LED大屏显示内容有：车号、炉次号、包号、铁水种类和铁水车目的地；
调度指令管理模块：用于汇总信息，下达调度指令；调度指令管理模块汇总收集炼铁、炼钢、电炉分厂各类生产信息，针对生产过程中的动态事件及时调整作业计划，并将信息整合分析后形成调度指令及时下达至炼铁事业部铁水调度员，铁水调度员在接受到指令后进行确认操作；
调度指令主要分两种，一种是系统自动给出，主要依据为铁水转场标准、生产计划、生产情况等数据；另一种为人为指派；
铁水信息综合查询模块：用于查询铁水信息；包含铁水质量、重量、温度、周转情况、铁水产量耗用等；
质量信息：每包铁水检验成份信息(合格与否、铁水分类、样品号及样品到达时间)，按铁水分类统计总包数，按区域统计总包数(各高炉、公共待转区、炼钢、电炉、铸铁车间)；
重量信息：每包铁水重量信息(达标与否)，铁包废钢入量信息，渣重估算，并按去向统计铁水包重量符合率；
温度信息：每包铁水温度信息(出铁温度、入炉温度、温降信息)，按去向统计温降数据。
周转信息：每包出铁、计量、测温、到达、入炉、返程、回皮等时间节点记录(并结合铁水车监控提供车辆预计到达时间)，单包统计周转率，按大小包、加盖包(加盖车辆)统计周转率；到场铁水包按先到先用的规则给予使用提醒；
产量及耗用：按时间范围进行统计各炼铁分厂铁水产量，统计各炼钢分厂的铁水耗用；
铁水包管理模块：对厂区内所有铁水包数据进行维护管理，并记录铁水包维保数据。铁水包数据字段主要有：包号、包龄、容铁吨位，状态(在线、离线、烘烤、备用、维修)；铁水包维保数据包括：维保方式，维保时间，维保时长，耐材使用量，烘包煤气使用量；每个铁水包从投运开始对包龄有累计功能、对超过规定包龄的铁水包有下线提示功能，对铁水包的正常小修、大修周期具有提醒功能，对铁水包清包后使用次数具有提醒功能；
铁水车管理模块：用于对厂内铁水包装载车辆进行数据维护；铁水车主要属性有：车号、载重吨位、维保状态、保养周期；铁水车具备维修保养周期到期提示功能；
驾驶员管理模块：用于对铁水车驾驶员的基本信息和人员状态进行维护管理；驾驶员主要属性有：姓名、工号、管理归属、岗位职责、人员状态等；
如图2所示，本实施例还提供一种钢铁生产管控方法，基于上述钢铁生产管控系统，包括以下步骤：
A、制定生产计划，并组织实施；
B、汇总各类生产信息、检修信息；
C、信息分析、加工、处置；
D、判断是否达到铁水供需平衡；
E、若未达到铁水供需平衡，则下达铁水调度指令，并回到步骤D，若达到铁水供需平衡则结束调度。
进一步地，所述步骤B中汇总的生产信息包括炼钢生产信息和电炉生产信息；所述步骤B中汇总的检修信息包括铁水车检修信息和生产设备检修信息。
进一步地，所述步骤E中，所述铁水调度指令下发给生产铁水的高炉车间，以及运输铁水的运输事业部；若铁水供大于需，则高炉暂停出铁水，并将多余的铁水调回高炉回炉，或将铁水富余区的铁水调往需要铁水的区域，以达到铁水供需平衡的目的；若铁水供小于求，则高炉出铁水，由铁水车将铁水运往需要铁水的区域，直至达到铁水供需平衡。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种钢铁生产管控系统，其特征在于，包括生产计划管理模块、钢铁调度管理模块、工序监视模块、事件管理模块和报表统计模块，其中：
生产计划管理模块：用于录入生产计划；
钢铁调度管理模块：用于汇总各类生产信息以及动态事件信息，下达钢铁调度指令；
工序监视模块：用于对钢铁生产情况监控；
事件管理模块：用于对生产过程、运输流程中出现的安全事件、水电气能源事件、设备故障、车辆故障和道路改造事件进行预警管控；
报表统计模块：用于生成报表。
2.如权利要求1所述的一种钢铁生产管控系统，其特征在于，所述生产计划管理模块包括生产计划新增单元、生产计划编辑单元、生产计划下发/取消下发单元、生产计划查询单元、生产计划导出单元；所述生产计划新增单元用于新增生产计划；所述生产计划编辑单元用于编辑生产计划；所述生产计划下发/取消下发单元用于下发/取消下发生产计划；所述生产计划查询单元用于查询生产计划；所述生产计划导出单元用于导出生产计划。
3.如权利要求1所述的一种钢铁生产管控系统，其特征在于，所述钢铁调度管理模块包括铁水车跟踪模块、铁水包跟踪模块、铁水车和铁水包绑定模块、驾驶员签发模块、调度信息显示模块、调度指令管理模块、铁水信息综合查询模块、铁水包管理模块、铁水车管理模块和驾驶员管理模块，其中：
铁水车跟踪模块：用于对铁水车的位置进行定位，跟踪铁水车的移动路线；
铁水包跟踪模块：用于对铁水包的位置进行定位，跟踪铁水包的移动路线；
铁水车和铁水包绑定模块：用于将铁水车和其运输的铁水包绑定；
驾驶员签发模块：用于核对铁水车车号、铁水包包号和目的地；
调度信息显示模块：用于显示调度信息；
调度指令管理模块：用于汇总信息，下达调度指令；
铁水信息综合查询模块：用于查询铁水信息；
铁水包管理模块：对铁水包的数据进行维护管理，记录铁水包维保数据；
铁水车管理模块：对铁水车的数据进行维护管理；
驾驶员管理模块：对驾驶员的基本信息和人员状态进行维护管理。
4.如权利要求3所述的一种钢铁生产管控系统，其特征在于，所述调度信息包括铁水车车号、铁水炉次号、铁水包包号、铁水种类和铁水车目的地。
5.如权利要求3所述的一种钢铁生产管控系统，其特征在于，所述铁水信息包括质量信息、重量信息、温度信息、周转信息、产量及铁水耗用。
6.如权利要求1所述的一种钢铁生产管控系统，其特征在于，所述报表统计模块生成的报表包括生产调度日志、工序质量报表、铁水预平衡表。
7.一种钢铁生产管控方法，基于权利要求1-6中任意一项的钢铁生产管控系统，其特征在于，包括以下步骤：
A、制定生产计划，并组织实施；
B、汇总各类生产信息、检修信息；
C、信息分析、加工、处置；
D、判断是否达到铁水供需平衡；
E、若未达到铁水供需平衡，则下达铁水调度指令，并回到步骤D，若达到铁水供需平衡则结束。
8.如权利要求7所述的一种钢铁生产管控方法，其特征在于，所述步骤B中汇总的生产信息包括炼钢生产信息和电炉生产信息；所述步骤B中汇总的检修信息包括铁水车检修信息和生产设备检修信息。
9.如权利要求7所述的一种钢铁生产管控方法，其特征在于，所述步骤E中，所述铁水调度指令下发给生产铁水的高炉车间，以及运输铁水的运输事业部。
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