CN116150976A - 一种线材仿真方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种线材仿真方法、装置、设备及存储介质，具体涉及软件仿真技术领域。所述方法包括：获取目标线材的仿真参数；所述仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；将所述仿真结果与设计目标值进行比较，若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将所述工艺参数作为所述目标线材的生产参数。上述方案通过设备参数、工艺参数和线材的模型参数对目标线材进行仿真，并且在仿真结果与设计目标值接近时将工艺参数作为目标线材的生产参数进行实际生产，提高了线材仿真的仿真精度。

Description

一种线材仿真方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及软件仿真技术领域，具体涉及一种线材仿真方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着工业技术的发展，人们对钢铁产品的质量要求不断越高，新产品的更新换代速度也随之提高，这就要求进行持续的产品研发。

传统线材新品研发所应用的设计理念比较陈旧，主要依赖所谓的经验主义，纯粹将经验应用到产品研发中所面临的风险也是不可预估的；此外，依赖于经验的产品设计开发周期相对较长，设计与制造之间，缺乏相应的协调性且存在试验成本高的问题。随着计算机技术的飞速发展，其在材料设计与制造中逐步得到了广泛应用。

现亟需一种在计算机上通过仿真软件对线材进行模拟生产的仿真方法。

发明内容

本申请提供了一种线材仿真方法、装置、设备及存储介质，提高了线材的仿真精度，该技术方案如下。

一方面，提供了一种线材仿真方法，所述方法包括：

获取目标线材的仿真参数；所述仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；

将所述仿真结果与设计目标值进行比较，若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将所述工艺参数作为所述目标线材的生产参数。

又一方面，提供了一种线材仿真装置，所述装置包括：

仿真参数获取模块，用于获取目标线材的仿真参数；所述仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

仿真模块，用于基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；

工艺参数确定模块，用于将所述仿真结果与设计目标值进行比较，若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将所述工艺参数作为所述目标线材的生产参数。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

仿真参数调整模块，用于若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差大于等于第一阈值，则根据所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差对所述工艺参数进行调整，获得调整后的仿真参数。

在一种可能的实现方式中，所述仿真模块还用于基于所述调整后的仿真参数，通过所述全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得更新后的仿真结果；

所述工艺参数确定模块，还用于将所述仿真结果与设计目标值进行比较，并根据所述比较结果对所述工艺参数进行调整，直至所述比较结果小于第一阈值。

在一种可能的实现方式中，所述全流程仿真平台包括材料数据管理模块；

所述材料数据管理模块，用于管理各种材料及其对应的材料性质。

在一种可能的实现方式中，所述全流程仿真平台包括设备参数管理模块；

所述设备参数管理模块，用于管理仿真过程中的生产线设备参数。

在一种可能的实现方式中，所述生产线设备参数包括炼钢连铸、坯料加热、轧制、冷却设备的功能参数以及布局。

在一种可能的实现方式中，所述全流程仿真平台包括仿真模型管理模块；

所述基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果，包括：

通过所述仿真模型管理模块启动后台仿真求解器，并将所述仿真参数输入所述后台仿真求解器，以获得所述仿真结果。

又一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述的一种线材仿真方法。

又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述的一种线材仿真方法。

再一方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质中读取所述计算机指令，处理器执行所述计算机指令，使得所述计算机设备执行上述的一种线材仿真方法。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在生成目标线材之前，可以先获取到目标线材对应的仿真参数，也就是预计的生产参数，包括设备参数、工艺参数和线材的模型参数等，计算机设备再通过全流程仿真平台，输入目标线材对应的仿真参数，对目标线材进行生产仿真，得到仿真结果；在得到仿真结果后再与设计目标值进行比较，若二者误差小于第一阈值时，则代表着仿真结果满足了要求，因此可以将工艺参数作为目标线材的生产参数，在实际生产过程中对目标线材进行生产操作，上述方案通过设备参数、工艺参数和线材的模型参数对目标线材进行仿真，并且在仿真结果与设计目标值接近时将工艺参数作为目标线材的生产参数进行实际生产，提高了线材仿真的仿真精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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是根据一示例性实施例示出的一种线材仿真系统的系统结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种线材仿真方法的方法流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种线材仿真方法的方法流程图。

图4示出了本申请实施例涉及的一种线材仿真逻辑流程图。

图5示出了本申请实施例涉及的一种线材仿真装置的装置框图。

图6是根据本申请一示例性实施例提供的一种计算机设备示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。

在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备(例如，包括终端设备和网络设备)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

图1是根据一示例性实施例示出的一种线材仿真系统的系统结构示意图。该线材仿真系统部署于计算机设备110中。

可选的，该计算机设备中还部署有生产仿真软件，该生产仿真软件为基于ANSYS//LS-DYNA、MICRESS、Thermo-Calc等软件构建的数学仿真模型，当用户确定好生产仿真对应的参数时，可以将参数输入该生产仿真软件，该生产仿真软件会针对输入的参数生成对应的模型并进行一系列的生产仿真处理。

可选的，该生产仿真软件还可以是部署于服务器中的，该服务器为计算机设备部署的仿真系统对应的服务器，当该仿真系统接收到用户发出的仿真参数后，将该仿真参数发送给服务器进行处理，服务器处理完成后将结果发送给仿真系统，从而完成在线的生产仿真功能。

可选的，上述服务器可以是由多个物理服务器构成的服务器集群或者是分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等技术运计算服务的云服务器。

可选的，该系统还可以包括管理设备，该管理设备用于对该系统进行管理(如管理各个模块与服务器之间的连接状态等)，该管理设备与服务器之间通过通信网络相连。可选的，该通信网络是有线网络或无线网络。

可选的，上述的无线网络或有线网络使用标准通信技术和/或协议。网络通常为因特网，但也可以是其他任何网络，包括但不限于局域网、城域网、广域网、移动、有限或无线网络、专用网络或者虚拟专用网络的任何组合。在一些实施例中，使用包括超文本标记语言、可扩展标记语言等的技术和/或格式来代表通过网络交换的数据。此外还可以使用诸如安全套接字层、传输层安全、虚拟专用网络、网际协议安全等常规加密技术来加密所有或者一些链路。在另一些实施例中，还可以使用定制和/或专用数据通信技术取代或者补充上述数据通信技术。

图2是根据一示例性实施例示出的一种线材仿真方法的方法流程图。该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的线材仿真系统中的计算机设备110。如图4所示，该线材仿真方法可以包括如下步骤：

步骤201，获取目标线材的仿真参数；该仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

步骤202，基于该仿真参数通过全流程仿真平台对该目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；

步骤203，将该仿真结果与设计目标值进行比较，若该仿真结果与该设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将该工艺参数作为该目标线材的生产参数。

综上所述，在生成目标线材之前，可以先获取到目标线材对应的仿真参数，也就是预计的生产参数，包括设备参数、工艺参数和线材的模型参数等，计算机设备再通过全流程仿真平台，输入目标线材对应的仿真参数，对目标线材进行生产仿真，得到仿真结果；在得到仿真结果后再与设计目标值进行比较，若二者误差小于第一阈值时，则代表着仿真结果满足了要求，因此可以将工艺参数作为目标线材的生产参数，在实际生产过程中对目标线材进行生产操作，上述方案通过设备参数、工艺参数和线材的模型参数对目标线材进行仿真，并且在仿真结果与设计目标值接近时将工艺参数作为目标线材的生产参数进行实际生产，提高了线材仿真的仿真精度。

图3是根据一示例性实施例示出的一种线材仿真方法的方法流程图。该方法由计算机设备执行，该计算机设备可以是如图1中所示的线材仿真系统中的计算机设备110。如图3所示，该线材仿真方法可以包括如下步骤：

步骤301，获取目标线材的仿真参数；该仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

步骤302，基于该仿真参数通过全流程仿真平台对该目标线材进行生产仿真，获得仿真结果。

可选的，该生产仿真流程包括炼钢、连铸、坯料加热、控轧控冷等模块的仿真计算过程。

步骤303，将该仿真结果与设计目标值进行比较。

步骤304A，若该仿真结果与该设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将该工艺参数作为该目标线材的生产参数。

步骤304B，若该仿真结果与该设计目标值之间的误差大于等于第一阈值，则根据该仿真结果与该设计目标值之间的误差对该工艺参数进行调整，获得调整后的仿真参数。

在一种可能的实现方式中，基于该调整后的仿真参数，通过该全流程仿真平台对该目标线材进行生产仿真，获得更新后的仿真结果；

将该仿真结果与设计目标值进行比较，并根据该比较结果对该工艺参数进行调整，直至该比较结果小于第一阈值。

此时，当仿真结果达到设计目标值时，则可以认为该仿真结果满足了预定要求了，因此可以将生成该仿真结果的工艺参数作为生产该类线材的实际生产过程中的参数。

请参考图4，其示出了本申请实施例涉及的一种线材仿真逻辑流程图。如图4所示，在本申请实施例中，首先根据线材的组织与力学性能要求，根据经验给出初始的成分设计。以此成分、设备参数、工艺参数及模型参数作为输入量，使用全流程仿真平台进行炼钢、连铸、坯料加热、控轧控冷等模块的仿真计算并输出仿真结果，同时由性能预测模块输出成品线材的力学性能。将输出的线材性能与设计预期目标进行对比，如不能达到预期目标，首先对工艺参数进行调整并重新进行仿真计算，如仿真结果仍不能达到预期则修改成分再次进行仿真计算，重复以上过程直至盘条性能达到预期目标。在预测模块输出的线材性能达到需求时输出成分及工艺参数，完成新品的设计开发。在设计开发完成后直接进入工厂生产阶段。

可选的，该全流程仿真平台包括材料数据管理模块；

该材料数据管理模块，用于管理各种材料及其对应的材料性质。

该全流程仿真平台包括设备参数管理模块；

该设备参数管理模块，用于管理仿真过程中的生产线设备参数。

该生产线设备参数包括炼钢连铸、坯料加热、轧制、冷却设备的功能参数以及布局。

该全流程仿真平台包括仿真模型管理模块；

该基于该仿真参数通过全流程仿真平台对该目标线材进行生产仿真，获得仿真结果，包括：

通过该仿真模型管理模块启动后台仿真求解器，并将该仿真参数输入该后台仿真求解器，以获得该仿真结果。

也就是说，在本申请实施例中，全流程仿真包括以下模块：

(1)材料数据管理模块

该模块主要是管理温度、应力应变、组织演变等仿真模型所需要的各种相关的材料数据。材料数据与钢种相关，部分数据需要通过实验方法获得。

(2)设备参数管理模块

该模块主要是管理工艺仿真过程所需要的生产线设备参数，比如炼钢连铸、坯料加热、轧制、冷却等相关设备的布局及主要功能参数等。

(3)仿真模型管理模块

用户通过画面输入相关的工艺参数，可以启动炼钢连铸、加热、轧制、冷却等过程的仿真计算。仿真模型管理模块在接收到用户指令后，根据设备参数、材料数据和工艺参数自动生成对应的仿真模型，并通过进程间通讯启动相应的仿真模型求解器进行仿真计算。根据各工艺仿真的特点，后台仿真模型求解器主要有ANSYS//LS-DYNA、MICRESS、Thermo-Calc等软件的求解器(含二次开发功能)和自主开发的仿真计算软件。计算完成后，通知仿真结果分析模块对结果数据进行读取处理。

(4)仿真结果分析模块

每次仿真计算完成后，都可启动该模块读取本次仿真的结果数据，并根据需要可通过相应的后处理算法对仿真结果数据进行可视化加工处理，以便于采用曲线、表格等方式对仿真结果进行画面展示。每次仿真结果数据可以保存到历史仿真算例库中，供以后调取查看。

全流程仿真平台从工序上分为炼钢仿真、连铸仿真、钢坯加热仿真、轧制变形与温度仿真、冷却仿真与性能预测仿真。线材新品开发过程中可进行从前端的炼钢至最后的控制冷却仿真，与工厂生产流程完全一致。可在计算机上完成线材产品的仿真生产并对线材的性能进行预测。

综上所述，在生成目标线材之前，可以先获取到目标线材对应的仿真参数，也就是预计的生产参数，包括设备参数、工艺参数和线材的模型参数等，计算机设备再通过全流程仿真平台，输入目标线材对应的仿真参数，对目标线材进行生产仿真，得到仿真结果；在得到仿真结果后再与设计目标值进行比较，若二者误差小于第一阈值时，则代表着仿真结果满足了要求，因此可以将工艺参数作为目标线材的生产参数，在实际生产过程中对目标线材进行生产操作，上述方案通过设备参数、工艺参数和线材的模型参数对目标线材进行仿真，并且在仿真结果与设计目标值接近时将工艺参数作为目标线材的生产参数进行实际生产，提高了线材仿真的仿真精度。

请参考图5，其示出了本申请实施例涉及的一种线材仿真装置的装置框图，所述装置包括：

仿真参数获取模块501，用于获取目标线材的仿真参数；所述仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

仿真模块502，用于基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；

工艺参数确定模块503，用于将所述仿真结果与设计目标值进行比较，若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将所述工艺参数作为所述目标线材的生产参数。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

仿真参数调整模块，用于若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差大于等于第一阈值，则根据所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差对所述工艺参数进行调整，获得调整后的仿真参数。

在一种可能的实现方式中，所述仿真模块还用于基于所述调整后的仿真参数，通过所述全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得更新后的仿真结果；

所述工艺参数确定模块，还用于将所述仿真结果与设计目标值进行比较，并根据所述比较结果对所述工艺参数进行调整，直至所述比较结果小于第一阈值。

在一种可能的实现方式中，所述全流程仿真平台包括材料数据管理模块；

所述材料数据管理模块，用于管理各种材料及其对应的材料性质。

在一种可能的实现方式中，所述全流程仿真平台包括设备参数管理模块；

所述设备参数管理模块，用于管理仿真过程中的生产线设备参数。

在一种可能的实现方式中，所述生产线设备参数包括炼钢连铸、坯料加热、轧制、冷却设备的功能参数以及布局。

在一种可能的实现方式中，所述全流程仿真平台包括仿真模型管理模块；

所述基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果，包括：

通过所述仿真模型管理模块启动后台仿真求解器，并将所述仿真参数输入所述后台仿真求解器，以获得所述仿真结果。

综上所述，在生成目标线材之前，可以先获取到目标线材对应的仿真参数，也就是预计的生产参数，包括设备参数、工艺参数和线材的模型参数等，计算机设备再通过全流程仿真平台，输入目标线材对应的仿真参数，对目标线材进行生产仿真，得到仿真结果；在得到仿真结果后再与设计目标值进行比较，若二者误差小于第一阈值时，则代表着仿真结果满足了要求，因此可以将工艺参数作为目标线材的生产参数，在实际生产过程中对目标线材进行生产操作，上述方案通过设备参数、工艺参数和线材的模型参数对目标线材进行仿真，并且在仿真结果与设计目标值接近时将工艺参数作为目标线材的生产参数进行实际生产，提高了线材仿真的仿真精度。

请参阅图6，其是根据本申请一示例性实施例提供的一种计算机设备示意图，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，以实现上述方法。

其中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施方式中的方法对应的程序指令/模块。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施方式中的方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

在一示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述方法中的全部或部分步骤。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在一示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述图4实施例所示方法的全部或部分步骤。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种线材仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标线材的仿真参数；所述仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；

将所述仿真结果与设计目标值进行比较，若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将所述工艺参数作为所述目标线材的生产参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差大于等于第一阈值，则根据所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差对所述工艺参数进行调整，获得调整后的仿真参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述调整后的仿真参数，通过所述全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得更新后的仿真结果；

将所述仿真结果与设计目标值进行比较，并根据所述比较结果对所述工艺参数进行调整，直至所述比较结果小于第一阈值。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述全流程仿真平台包括材料数据管理模块；

所述材料数据管理模块，用于管理各种材料及其对应的材料性质。

5.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述全流程仿真平台包括设备参数管理模块；

所述设备参数管理模块，用于管理仿真过程中的生产线设备参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述生产线设备参数包括炼钢连铸、坯料加热、轧制、冷却设备的功能参数以及布局。

7.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述全流程仿真平台包括仿真模型管理模块；

所述基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果，包括：

通过所述仿真模型管理模块启动后台仿真求解器，并将所述仿真参数输入所述后台仿真求解器，以获得所述仿真结果。

8.一种线材仿真装置，其特征在于，所述装置包括：

仿真参数获取模块，用于获取目标线材的仿真参数；所述仿真参数包括设备参数、工艺参数以及模型参数；

仿真模块，用于基于所述仿真参数通过全流程仿真平台对所述目标线材进行生产仿真，获得仿真结果；

工艺参数确定模块，用于将所述仿真结果与设计目标值进行比较，若所述仿真结果与所述设计目标值之间的误差小于第一阈值，则将所述工艺参数作为所述目标线材的生产参数。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一所述的一种线材仿真方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一所述的一种线材仿真方法。

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