CN113888018A - 一种炼钢工序生产大数据系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种炼钢工序生产大数据系统，该系统包括报表管理模块、成本管理模块、能源管理模块、质量管理模块以及精益管理模块。各个模块的作用如下：报表管理模块提供常用报表功能供用户方便使用；成本管理模块实现采集原辅料、合金料、氧气等消耗，并进行成本自动分析，实现记账管理；能源管理模块实现水、电、风、气的管理和能耗综合查询等，并与生产计划、班组等进行关联，建立班组生产能耗分析体系；质量管理模块按照质量一贯制要求，对关键过程控制参数进行在线采集、分析和和异常预警，重点对造成冶炼改判的各种缺陷数据进行记录统计；精益管理模块在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上。

Description

一种炼钢工序生产大数据系统

技术领域

本申请涉及生产大数据技术领域，尤其涉及一种炼钢工序生产大数据系统。

背景技术

生产大数据系统是在工业智能制造领域进行数据分析、管理与优化的工具，目前我国多数钢铁冶金企业各生产工序分别拥有各自独立的自动化控制系统，但只对本工序相应的生产数据进行部分采集，造成各工序的生产数据、成本、能源等数据分散在基础自动化、MES、ERP、能源管控等系统，没有格式统一且接口一致的数据中心。

通常情况下，反映当日生产和质量情况的综合生产报表需要通过人工填报完成。但是现有的炼钢工序生产数据存在利用率低、分析困难的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种炼钢工序生产大数据系统，以解决现有的炼钢工序生产数据利用率低、分析困难的技术问题。

本申请公开一种炼钢工序生产大数据系统，包括：报表管理模块、成本管理模块、能源管理模块、质量管理模块以及精益管理模块；

其中，所述报表管理模块被配置为提供常用报表供用户使用；

所述成本管理模块被配置为采集原辅料、合金料以及氧气的消耗量，并进行成本自动分析，记账管理；

所述能源管理模块被配置为实现水、电、风以及气的管理和能耗综合查询，并与生产计划、班组进行关联，建立班组生产能耗分析体系；

所述质量管理模块被配置为对关键过程控制参数进行在线采集、分析和和异常预警，对各种缺陷数据进行记录统计；

所述精益管理模块被配置为在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上。

可选的，所述报表管理模块还被配置为：

根据数据展示页面的查询条件，对数据进行过滤，并对需要完善的数据提供修改页面；

待完善数据后，生成各科室或工序所需的各类报表，其中，展示方式包括曲线、柱状图、饼图以及报表；

将生成的各类报表数据导出。

可选的，所述成本管理模块的成本构成主要涵盖物料投入成本、能源消耗成本、人工成本、设备损耗成本；其中物料投入成本包括废钢、合金、辅料等的投入，通过计量称获取重量和添加批次，计入当前订单，结合铁水量、出钢量和板坯重量，最终生成投入产出物料数据，结合财务数据便可计算出物料投入成本。

可选的，所述能源管理模块按能源介质进行统计分析，结合生产过程数据，构建能源消耗的分析体系。

可选的，所述精益管理模块在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上包括：

将所述KPI和KAI指标数据通过红黄绿图、柱状图以及折线图图表形式呈现；

将所述KPI和KAI指标数据采用用户名和密码的方式进行登录管理，登录用户权限以厂级和作业区级分类；

所述KPI指标以每班、每天、每周、每月跟踪的数据生成。

本申请提供一种炼钢工序生产大数据系统，包括报表管理模块、成本管理模块、能源管理模块、质量管理模块以及精益管理模块。能够将整个炼钢区域内各工序主要过程数据和各相关业务系统数据集成在一起，进行统一的存储、管理和分析，建设成覆盖炼钢工序各环节的的过程数据自动化分析系统，实现对生产异常事件的报警、吨钢成本和过程能耗的分析，并自动生成各工序所需的数据报表，包括生产运行台账、能源消耗的班次、日、月、年等报表。有助于追溯生产中出现问题的历史作业数据，提供多专业多维度的有效数据分析，帮助技术人员找出问题的出处；还可以减少记录人员的工作量，使其更好的投入到生产工作中。

本申请提供了一种炼钢工序生产大数据系统，该系统包括报表管理模块、成本管理模块、能源管理模块、质量管理模块以及精益管理模块。各个模块的作用如下：报表管理模块提供常用报表功能供用户方便使用；成本管理模块实现采集原辅料、合金料、氧气等消耗，并进行成本自动分析，实现记账管理；能源管理模块实现水、电、风、气的管理和能耗综合查询等，并与生产计划、班组等进行关联，建立班组生产能耗分析体系；质量管理模块按照质量一贯制要求，对关键过程控制参数进行在线采集、分析和和异常预警，重点对造成冶炼改判的各种缺陷数据进行记录统计；精益管理模块在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的炼钢工序生产大数据系统的整体架构图；

图2为炼钢工序成本组成示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为本申请提供的炼钢工序生产大数据系统的整体架构图。

本申请公开一种炼钢工序生产大数据系统，包括：报表管理模块、成本管理模块、能源管理模块、质量管理模块以及精益管理模块；

其中，所述报表管理模块被配置为提供常用报表供用户使用；

所述成本管理模块被配置为采集原辅料、合金料以及氧气的消耗量，并进行成本自动分析，记账管理；

所述能源管理模块被配置为实现水、电、风以及气的管理和能耗综合查询，并与生产计划、班组进行关联，建立班组生产能耗分析体系；

所述质量管理模块被配置为对关键过程控制参数进行在线采集、分析和和异常预警，对各种缺陷数据进行记录统计；

所述精益管理模块被配置为在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上。

炼钢工序生产大数据系统的数据源包括生产现场数据、ERP系统数据、MES系统数据等，依照“能采尽采”的原则，完善采集数据源。生产现场HMI画面已有而且网关已采集的数据，数采服务器直接进行采集；HMI已有但是网关没有采集的数据，网关先进行采集，然后再通过数采服务器进行采集；PLC有但是HMI没有的，需要先在HMI中添加对应变量，然后分步通过网关和数采服务器进行采集。数采服务器中装有紫金桥数据库，能够对采集的数据进行处理，并转储到大数据云服务器Mysql关系数据库使用，最终由报表类软件生成各类报表。

可选的，所述报表管理模块还被配置为：

根据数据展示页面的查询条件，对数据进行过滤，并对需要完善的数据提供修改页面；

待完善数据后，生成各科室或工序所需的各类报表，其中，展示方式包括曲线、柱状图、饼图以及报表；

将生成的各类报表数据导出。

报表管理模块能够提供常用报表功能供用户方便使用，每个数据展示页面均有相应的查询条件，可根据需求进行数据过滤，需要手动完善的数据均提供修改页面进行数据的维护。该模块能够快速生成各科室或工序所需的各类报表，通过曲线、柱状图、饼图、报表等多种方式进行展示，同时支持各报表数据的导出，满足各科室或班组日常的数据统计分析需求，为高效生产提供技术数据支撑。

可选的，所述成本管理模块的成本构成主要涵盖物料投入成本、能源消耗成本、人工成本、设备损耗成本；其中物料投入成本包括废钢、合金、辅料等的投入，通过计量称获取重量和添加批次，计入当前订单，结合铁水量、出钢量和板坯重量，最终生成投入产出物料数据，结合财务数据便可计算出物料投入成本。

成本管理模块能够实现采集各工序、岗位、班次的原辅料、合金料、氧气等消耗，并分班组、分岗位、分钢种、分订单进行日、月、年的成本自动分析，实现直接生产成本和间接生产成本的记账管理。成本构成主要涵盖物料投入成本、能源消耗成本、人工成本、设备损耗成本。其中物料投入成本包括废钢、合金、辅料等的投入，通过计量称获取重量和添加批次，计入当前订单，结合铁水量、出钢量和板坯重量，最终生成投入产出物料数据，结合财务数据便可计算出物料投入成本。能源消耗成本包括计算电力(尖、峰、平、谷分别计算)、水及气体(氧气、氮气、氩气等)的消耗，并与订单关联，同时将日常消耗数据(非生产状态的能耗)进行折算，分别获取相应能源介质价格数据，生成能源消耗成本。人工成本主要包括生产班组、操作人员工资费用数据，以及管理、运维人员成本数据等进行分摊计算，生成人工成本数据。设备损耗成本按设备折旧年限和备件、材料消耗进行折算，按时间、产量等数据进行折算并进行平衡，生成设备损耗成本。按以上方式进行计算和统计，生成相对精确的成本数据，并按不同分项进行分析，构建可操作、运行的成本体系架构。

可选的，所述能源管理模块按能源介质进行统计分析，结合生产过程数据，构建能源消耗的分析体系。

能源管理模块能够实现系统电耗、新水消耗、压缩空气消耗的综合查询。能耗计算、统计可按工序进行详细划分，计算生产全过程的能源消耗数据，并与生产计划、班组等进行关联，建立班组生产能耗分析体系，生成班组能耗数据，构建班组能耗曲线、班组能耗对比图表、按天、周、月统计的能耗变化图表。该模块按能源介质(电、水、气体等)进行统计分析，同时结合生产过程数据，构建能源消耗的分析体系，为发现优秀操作方法、优化控制过程提供参考。

质量管理模块能够按照质量一贯制要求，对关键过程控制参数进行在线采集、分析和和异常预警，对造成冶炼改判的各种缺陷数据进行记录统计。

可选的，所述精益管理模块在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上包括：

将所述KPI和KAI指标数据通过红黄绿图、柱状图以及折线图图表形式呈现；

将所述KPI和KAI指标数据采用用户名和密码的方式进行登录管理，登录用户权限以厂级和作业区级分类；

所述KPI指标以每班、每天、每周、每月跟踪的数据生成。

精益管理模块能够在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上，实现对生产数据的处理和运算，数据可以实现红黄绿图、柱状图、折线图等图表进行展示，采用用户名和密码的方式进行登录访问，实现登录用户权限内厂级、作业区级KPI指标和班组级KAI指标的查询、录入、修改数值和展示。KPI指标可以形成每班、每天、每周、每月跟踪的数据。图2为炼钢工序成本组成示意图。

本申请提供的系统具备7*24小时连续服务能力，支持并发用户数大于100人，后台业务功能平均响应时间低于10秒钟。所述系统可提供多专业多维度的有效数据分析，有助于技术人员找出问题的出处、出现的时间和原因，帮助技术人员对生产过程中出现问题的历史作业数据进行追溯；还能够减少各工序目前负责历史数据补录或当前数据人工纸质记录人员的工作量，使其更好的投入到生产工作中。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种炼钢工序生产大数据系统，其特征在于，包括：报表管理模块、成本管理模块、能源管理模块、质量管理模块以及精益管理模块；

其中，所述报表管理模块被配置为提供常用报表供用户使用；

所述成本管理模块被配置为采集原辅料、合金料以及氧气的消耗量，并进行成本自动分析，记账管理；

所述能源管理模块被配置为实现水、电、风以及气的管理和能耗综合查询，并与生产计划、班组进行关联，建立班组生产能耗分析体系；

所述质量管理模块被配置为对关键过程控制参数进行在线采集、分析和和异常预警，对各种缺陷数据进行记录统计；

所述精益管理模块被配置为在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上。

2.根据权利要求1所述的炼钢工序生产大数据系统，其特征在于，所述报表管理模块还被配置为：

根据数据展示页面的查询条件，对数据进行过滤，并对需要完善的数据提供修改页面；

待完善数据后，生成各科室或工序所需的各类报表，其中，展示方式包括曲线、柱状图、饼图以及报表；

将生成的各类报表数据导出。

3.根据权利要求1所述的炼钢工序生产大数据系统，其特征在于，所述成本管理模块的成本构成主要涵盖物料投入成本、能源消耗成本、人工成本、设备损耗成本；其中物料投入成本包括废钢、合金、辅料等的投入，通过计量称获取重量和添加批次，计入当前订单，结合铁水量、出钢量和板坯重量，最终生成投入产出物料数据，结合财务数据便可计算出物料投入成本。

4.根据权利要求1所述的炼钢工序生产大数据系统，其特征在于，所述能源管理模块按能源介质进行统计分析，结合生产过程数据，构建能源消耗的分析体系。

5.根据权利要求1所述的炼钢工序生产大数据系统，其特征在于，所述精益管理模块在电脑端显示KPI和KAI指标，并同步到手机APP上包括：

将所述KPI和KAI指标数据通过红黄绿图、柱状图以及折线图图表形式呈现；

将所述KPI和KAI指标数据采用用户名和密码的方式进行登录管理，登录用户权限以厂级和作业区级分类；

所述KPI指标以每班、每天、每周、每月跟踪的数据生成。

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