熱軋廠MES的板坯庫(kù)管理

1、熱軋廠MES的板坯庫(kù)管理發(fā)布時(shí)間：2006.05.15 來源：冶金自動(dòng)化 作者：許海洪張莉萍聞長(zhǎng)和 摘 要主要介紹上海邁思科技有限公司開發(fā)的板坯庫(kù)智能管理軟件（MSYC）。利用該軟件能夠完成對(duì)軋制計(jì)劃、入庫(kù)、出庫(kù)、倒垛等的管理，并與生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)和加熱爐過程機(jī)、連鑄過程機(jī)、軋線過程機(jī)、板坯庫(kù)PLC以及吊車等協(xié)同工作，保證工廠的物流順暢，以最小的庫(kù)存支持熱軋廠生產(chǎn)。在熱軋廠的實(shí)際運(yùn)行表明，該軟件效果顯著。關(guān)鍵詞MES；板坯庫(kù)；智能管理0 引言從熱軋廠工藝流程上來看，板坯庫(kù)起著承前啟后的作用，一方面它要接收從連鑄來的板坯，另一方面，它要通過上料為加熱爐輸送板坯?？梢哉f板坯庫(kù)是熱軋廠的“交通樞紐”。由

2、于現(xiàn)代化的生產(chǎn)廠是按合同組織生產(chǎn)的，板坯庫(kù)需要按生產(chǎn)計(jì)劃從板坯庫(kù)內(nèi)找到相應(yīng)的板坯裝上輥道，同時(shí)必須滿足軋線生產(chǎn)節(jié)奏的要求，這就要求板坯庫(kù)有一個(gè)完善的管理系統(tǒng)來控制板坯庫(kù)的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)量，以最小的庫(kù)存來支持熱軋廠的生產(chǎn)，降低成本，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。以前的熱連軋廠，往往只設(shè)置軋線過程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，板坯庫(kù)的管理是人工管理，這樣，連鑄來的板坯信息就無法自動(dòng)傳送到熱軋的軋線計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，板坯的信息流就無法隨著板坯物流進(jìn)行傳遞，熱軋的軋線計(jì)算機(jī)形成一個(gè)信息“孤島”。另外隨著熱軋廠的產(chǎn)量和生產(chǎn)水平的提高，板坯庫(kù)的人工管理越來越不能適應(yīng)生產(chǎn)的要求，為解決此問題，有的廠家采用擴(kuò)大板坯庫(kù)面積的方法，這樣不但增加投資，而且

3、也不能根本解決問題。近年來，很多鋼鐵企業(yè)在實(shí)施ERP系統(tǒng)和熱軋的熱裝生產(chǎn)工藝，但如果沒有板坯庫(kù)管理系統(tǒng)的支持，ERP系統(tǒng)是無法運(yùn)行的。國(guó)內(nèi)最早具有板坯庫(kù)管理系統(tǒng)的是寶鋼2050熱軋工程，第1個(gè)完全由國(guó)內(nèi)技術(shù)人員設(shè)計(jì)的板坯庫(kù)管理系統(tǒng)是鞍鋼1780熱軋（1999年投產(chǎn)）工程。自動(dòng)化程度最高、系統(tǒng)功能最全的完全由國(guó)內(nèi)技術(shù)人員設(shè)計(jì)的板坯庫(kù)管理系統(tǒng)是寶鋼集團(tuán)上鋼一廠不銹鋼熱軋工程。作者根據(jù)在寶鋼2050熱軋、鞍鋼1780熱軋、上鋼一廠不銹鋼熱軋的板坯庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了板坯庫(kù)智能管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件（以下簡(jiǎn)稱MSYC）。本文將對(duì)此軟件作簡(jiǎn)要的介紹。1 MSYC系統(tǒng)的特點(diǎn)、作用及核心問題（1）特點(diǎn)

4、由于各個(gè)生產(chǎn)廠板坯庫(kù)的工藝和管理機(jī)理大體相同，但是工藝布置又略有不同，所以，我們把該軟件做成可配置的智能管理系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)新用戶應(yīng)用該軟件時(shí)，只需要按照工藝要求和用戶需求制定自己的規(guī)則，配置該智能系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)即可，而不需要大量的編程，在很短的時(shí)間內(nèi)即可投入生產(chǎn)，既節(jié)省了開發(fā)和調(diào)試時(shí)間，又便于用戶維護(hù)。MSYC既有可以在OPEN VMS操作系統(tǒng)上運(yùn)行的版本，也有可以在WINDOWS操作系統(tǒng)上運(yùn)行的版本，數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，畫面采用的DELPHI開發(fā)工具。（2）作用 通過應(yīng)用MSYC系統(tǒng)，可以起到以下作用：控制物流，提高上料速度，滿足軋線的生產(chǎn)節(jié)奏，從而提高生產(chǎn)量；減少庫(kù)存，以最小庫(kù)存

5、支持熱軋廠生產(chǎn)；大面積減少板坯庫(kù)面積，降低工程投資；減少庫(kù)管理人力成本，降低庫(kù)管人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；優(yōu)化存儲(chǔ)位置，減少倒庫(kù)次數(shù)，提高工作效率；管理、協(xié)調(diào)吊運(yùn)設(shè)備；保證完善的庫(kù)存記錄；提供便捷的信息查詢界面。（3）核心問題 在MSYC系統(tǒng)中，首先要確定的是堆放規(guī)則。堆放規(guī)則的優(yōu)劣，在板坯庫(kù)管理中起著決定性的作用。堆放規(guī)則通常有下列3種方式：按預(yù)定的軋制計(jì)劃堆放，按板坯族堆放和按板坯的屬性堆放。這幾種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體用那種方式需要根據(jù)生產(chǎn)廠的具體情況，考慮工藝、軋制計(jì)劃的編制等很多因素而定。堆放規(guī)則需要跟用戶一起商定，存入板坯庫(kù)管理計(jì)算機(jī)知識(shí)庫(kù)。確定了堆放規(guī)則之后，即可進(jìn)行軟件的客戶化工作。2 M

6、SYC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）軋制計(jì)劃管理模塊 用于接收軋制計(jì)劃，監(jiān)視計(jì)劃的執(zhí)行情況，根據(jù)計(jì)劃的執(zhí)行和調(diào)整情況，維護(hù)計(jì)劃數(shù)據(jù)，跟蹤計(jì)劃狀態(tài)，直到計(jì)劃執(zhí)行完畢。本模塊中，有一個(gè)最重要的功能，就是軋制計(jì)劃的優(yōu)化，通過軋制計(jì)劃的優(yōu)化，使得按軋制計(jì)劃向加熱爐裝板坯時(shí)，可以最大限度地從每一堆垛的上面，順序地取板坯，以減少板坯的倒垛。當(dāng)軋制計(jì)劃優(yōu)化完畢，將優(yōu)化后的軋制計(jì)劃發(fā)送給加熱爐過程控制系統(tǒng)和軋線過程控制系統(tǒng)。（2）跟蹤模塊 可對(duì)板坯庫(kù)內(nèi)的所有物流和信息流進(jìn)行跟蹤，從物流上來說，包括入庫(kù)跟蹤、出庫(kù)跟蹤、倒垛跟蹤、板坯吊運(yùn)跟蹤；從信息流上來說，包括板坯位置跟蹤，輥道跟蹤，吊車跟蹤，過跨臺(tái)車跟蹤。并設(shè)有跟蹤修正的功

7、能。（3）入庫(kù)管理模塊 完成板坯入庫(kù)時(shí)的核對(duì)并自動(dòng)形成入庫(kù)作業(yè)命令。入庫(kù)主要包括從連鑄側(cè)輥道來坯入庫(kù)，外購(gòu)坯入庫(kù)，爐前、爐后返回坯入庫(kù)等。系統(tǒng)按照堆放規(guī)則，自動(dòng)為板坯分配堆放位置，并自動(dòng)形成入庫(kù)作業(yè)命令。入庫(kù)時(shí)確定的板坯堆放位置，要使得將來按照軋制計(jì)劃取板坯向加熱爐裝料時(shí)，能基本上從每一堆垛的上面，順序地取板坯，減少對(duì)板坯的倒垛。（4）出庫(kù)管理模塊 根據(jù)MES下達(dá)的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)，按照系統(tǒng)堆放規(guī)則，自動(dòng)形成上料作業(yè)命令。另外，對(duì)MES下達(dá)的其它出庫(kù)指令，也能自動(dòng)形成各種出庫(kù)作業(yè)命令，例如外供板坯出庫(kù)、有質(zhì)量問題的板坯返回連鑄等情況的出庫(kù)。（5）倒垛管理模塊 在板坯庫(kù)管理中，有兩種情況會(huì)發(fā)生板坯的

8、倒垛，一種是加熱爐進(jìn)行板坯上料時(shí)，對(duì)壓在上料板坯上的板坯進(jìn)行倒垛，由系統(tǒng)按照堆放規(guī)則，自動(dòng)形成倒垛作業(yè)命令；一種是人工指定的倒垛，這種倒垛，由庫(kù)管理人員根據(jù)需要，通過人機(jī)對(duì)話的方式形成倒垛作業(yè)命令，此時(shí)倒垛畫面上顯示堆垛屬性、板坯尺寸、板坯屬性等信息，便于庫(kù)管理人員指定倒垛板坯的堆放地點(diǎn)，形成倒垛作業(yè)命令。（6）吊車管理模塊 對(duì)各種吊車作業(yè)命令進(jìn)行管理，并對(duì)吊車進(jìn)行管理。系統(tǒng)能夠自動(dòng)將入庫(kù)、出庫(kù)、倒垛等作業(yè)命令，按照規(guī)則，完全智能化地分配吊車作業(yè)命令，協(xié)調(diào)指揮每臺(tái)吊車（包括同一跨內(nèi)的吊車）有序作業(yè)，保證板坯庫(kù)能有序、正常地運(yùn)轉(zhuǎn)，降低吊車的作業(yè)負(fù)荷，提高上料速度，操作工不必忙于指揮吊車，并且不會(huì)

9、發(fā)生操作錯(cuò)誤。（7）熱裝作業(yè)支持模塊 主要完成對(duì)前工序進(jìn)程的監(jiān)視、熱裝計(jì)劃的執(zhí)行、調(diào)整以及板坯物流順序的控制，為熱裝作業(yè)提供支持。熱裝作業(yè)在國(guó)內(nèi)還處于開發(fā)階段，其控制主要包括熱裝計(jì)劃的編制，熱裝計(jì)劃的執(zhí)行和加熱爐燃燒控制。熱裝計(jì)劃的編制由MES專門的計(jì)劃編制軟件完成。在熱裝作業(yè)進(jìn)行時(shí)，由熱裝計(jì)劃編制系統(tǒng)和板坯庫(kù)管理系統(tǒng)共同完成熱裝計(jì)劃的執(zhí)行。加熱爐燃燒控制完成對(duì)不同入爐溫度的板坯進(jìn)行板坯加熱速度的控制。這3部分功能密切配合實(shí)現(xiàn)熱裝作業(yè)。由于熱裝作業(yè)能節(jié)省能源、減少板坯庫(kù)面積、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，是普通流程熱軋廠今后的發(fā)展趨勢(shì)。因此本軟件預(yù)留了這一模塊，為軟件提供良好的擴(kuò)展性。（8）其它模塊 MS

10、YC系統(tǒng)除了有上述模塊外，還有報(bào)警模塊、通信模塊、用戶管理模塊等。另外，我們還從以往的經(jīng)驗(yàn)中，總結(jié)出板坯庫(kù)管理人員的需求，編制了便于用戶操作和查詢的畫面。3 MSYC系統(tǒng)的接口MSYC系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的接口如圖1所示。（1）與L3系統(tǒng)中生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)的接口 生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)將軋制計(jì)劃和生產(chǎn)指令下發(fā)給MSYC系統(tǒng)，而MSYC系統(tǒng)則將實(shí)際執(zhí)行數(shù)據(jù)上傳給生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)。（2）與連鑄過程機(jī)的接口 由于熱軋廠的板坯主要來自連鑄工序，連鑄切割完板坯后產(chǎn)生的板坯數(shù)據(jù)和連鑄生產(chǎn)進(jìn)程信息傳送給MSYC系統(tǒng)，為板坯入庫(kù)管理提供支持。（3）與PLC的接口 MSYC系統(tǒng)給PLC系統(tǒng)發(fā)送控制命令，實(shí)時(shí)控制輥道、過跨臺(tái)車等設(shè)備的運(yùn)

11、行。而PLC系統(tǒng)將實(shí)際操作信息發(fā)送給MSYC系統(tǒng)。（4）與軋線過程機(jī)的接口 MSYC系統(tǒng)將優(yōu)化后的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)發(fā)送給軋線過程機(jī)，而軋線過程機(jī)要將鋼卷軋完或軋廢的信息發(fā)送給MSYC系統(tǒng)。（5）與吊車的接口 MSYC系統(tǒng)將吊車作業(yè)命令傳送給吊車，吊車執(zhí)行完作業(yè)命令之后，將執(zhí)行的實(shí)際結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送給MSYC系統(tǒng)。MSYC系統(tǒng)還對(duì)吊車的位置進(jìn)行跟蹤處理。對(duì)于現(xiàn)代化水平較高的生產(chǎn)廠，一般有吊車定位系統(tǒng)，吊車定位系統(tǒng)可以使板坯庫(kù)的管理更加完善。（6）與加熱爐過程機(jī)的接口 MSYC系統(tǒng)將優(yōu)化后的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)發(fā)送給加熱爐過程機(jī)，并控制加熱爐的裝料順序。而加熱爐過程機(jī)將板坯核對(duì)情況及板坯從加熱爐出爐后返回板坯庫(kù)的數(shù)據(jù)發(fā)送給MSYC系統(tǒng)。上述通信既可以采用TCPIP協(xié)議，也可以采用ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)的SQL*Net。4 系統(tǒng)的效果從我們?cè)O(shè)計(jì)的3個(gè)板坯庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果來看，系統(tǒng)達(dá)到如下效果：滿足了熱裝生產(chǎn)工藝的要求；在庫(kù)存板坯量為23d的熱軋生產(chǎn)量的情況下，就可以滿足熱軋生產(chǎn)的要求（一般板坯的庫(kù)存量需要510d的庫(kù)存量，才能滿足生產(chǎn)要求）；板坯平均倒垛率可以小于1，即每塊板坯從入庫(kù)到出庫(kù)，板坯平均倒垛的次數(shù)小于1次（一般的平均倒垛次數(shù)為25次）；實(shí)現(xiàn)了板