焦爐護爐鐵件彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)PPT演示課件(PPT 43頁)

1、濟鋼項目部技術(shù)QC小組 2010年03月護爐鐵件彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)1第1頁，共43頁。小組名稱濟鋼項目部技術(shù)QC小組活動課題焦爐護爐鐵件彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用課題類型創(chuàng)新型注冊日期2009年3月6日注 冊 號WYLY09-02成立時間2007年2月18日活動時間2009年6月 12月活動次數(shù)24次組 長程愛民出 勤 率100% 序號姓名文化程度職稱小組職務(wù)組內(nèi)分工1程愛民大學高級工程師組 長組織活動 2李盛偉大學工程師副組長協(xié)調(diào)、技術(shù)指導3夏偉光大學工程師組員組織實施4戴 馳大學工程師組員資料整理、分析5吳鵬民大學工程師組員研制、分析實施6張和磊大學助工組員實施記錄小組成員一覽表 表1制表：

2、吳鵬民 日期：2009.6.2一、小組概況第2頁，共43頁。 護爐設(shè)備。護爐設(shè)備的主要作用是利用可調(diào)節(jié)彈簧的勢能，連續(xù)不斷地向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護性壓力，使砌體在烘爐或生產(chǎn)過程中熱膨脹時，能在外力作用下保持完整性和嚴密性，并有足夠的強度，從而保證焦爐的正常生產(chǎn)。 在焦爐工程施工中，與護爐鐵件配套安裝的彈簧種類繁多，彈簧編組是焦爐護爐鐵件安裝工程中最關(guān)鍵的工序之一，主要是對眾多彈簧按照一定的規(guī)則進行合理編組，然后在就位以及烘爐熱態(tài)過程中，需要對彈簧進行加壓調(diào)節(jié)。如何對彈簧進行有效編組，掌握其彈簧組的機械性能，有效計算負荷與壓縮量之間的關(guān)系，快速指導彈簧組的調(diào)節(jié)操作，十分重要。 爐柱

3、拉條彈簧爐門框 焦爐護爐設(shè)備裝配簡圖 圖1 二、系統(tǒng)應(yīng)用簡介第3頁，共43頁。上部大彈簧下部小彈簧上部小彈簧下部彈簧組下部彈簧組彈簧裝配示意圖 圖2二、系統(tǒng)應(yīng)用簡介第4頁，共43頁。（一）課題背景 通過對近幾年我公司施工的各型焦爐護爐鐵件安裝中彈簧編組的考察，發(fā)現(xiàn)在彈簧編組施工中存在如下問題： 焦爐型號彈簧組數(shù)量組對錯誤（次）配套不符（次）負荷值誤差（次）壓縮量誤差（次）JN6.25D 146孔1264476JN60 150孔14448910JNX70 152孔148126159JN60 160孔164791213合計58227274338分項缺陷（缺陷數(shù)/百組）4.644.647.396.5

4、3總故障（缺陷數(shù)/百組）23.2現(xiàn)彈簧編組存在缺陷調(diào)查統(tǒng)計表 表2三、選擇課題第5頁，共43頁。 根據(jù)上表分析可以看出，采用原始彈簧編組方式造成誤差較多，平均每座焦爐誤差次數(shù)達23次左右。彈簧組出現(xiàn)組對或者配套不符時，由于現(xiàn)場操作人員在安裝彈簧組時完全按照給出的數(shù)據(jù)進行，出現(xiàn)這種誤差務(wù)必要進行返工，直接影響施工進度并造成經(jīng)濟損失； 針對各組彈簧組的負荷值和壓縮量測算出現(xiàn)誤差，將直接影響焦爐加壓施工質(zhì)量，不能滿足工程需求。在不斷提高工程質(zhì)量和安全保護增強的環(huán)境下，為提升施工技術(shù)，優(yōu)質(zhì)高效完成施工任務(wù)，消除目前彈簧編組施工中存在的不足，滿足焦爐工程施工是急需解決的問題。 （二）確定課題 圍繞以上存

5、在的問題，小組成員運用“頭腦風暴法”積極出對策、想辦法，提出了三個可供選擇的課題，并進行了認真細致的分析、比較。 第6頁，共43頁。方案選擇對比表 表3 序號方案選擇優(yōu)點缺點或困難是否選擇1借助辦公軟件，利用平均法計算特征系數(shù)加快了編組的速度，技術(shù)難度不高需要設(shè)置統(tǒng)計公式，對于彈簧組數(shù)量多時，速度較慢；通過測算平均彈性系數(shù)疊加，誤差極大。不選2借助辦公軟件，利用插入法計算特征系數(shù)相對比較容易，計算精度有所提高，技術(shù)難度小無固定操作界面，編組速度較慢；通過插入法確定相應(yīng)的、相鄰兩組數(shù)據(jù)的彈性系數(shù)疊加，誤差大。不選3彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)操作簡單、界面直觀，利用科學的利用一元線性回歸確定彈簧組特征系數(shù)

6、，精度高需要使用VB可視化編程語言，建立回歸模型，確定彈簧組的特征系數(shù)，技術(shù)難度大。選擇確定課題焦爐護爐鐵件彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)第7頁，共43頁。（一）課題目標：研發(fā)彈簧編組操作系統(tǒng)，解決現(xiàn)有彈簧編組存在的不足，消除組對配套是，負荷值-彈簧壓縮量特征系數(shù)計算誤差大缺陷，利用科學的方法確定彈簧組特征關(guān)系，滿足大型焦爐工程施工需求。（二）目標值：彈簧編組特征系數(shù)確定的缺陷率由平均每百組彈簧出現(xiàn)23測算誤差，降低到每百組彈簧出現(xiàn)5次測算誤差。四、設(shè)定目標目標值柱狀圖 圖3第8頁，共43頁。彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)一、系統(tǒng)編程語言的選擇Visual Basic編程語言Visual C+語言進行編程Visual

7、 Basic可視化界面編程Excel程序擴展宏編程二、界面設(shè)計方法的選擇采用一元線性回歸計算三、特征系數(shù)確定的選擇利用插入法計算（一）提出方案 小組成員運用“頭腦風暴法”對彈簧編組系統(tǒng)進行了認真的分析，提出了各種想法和建議，經(jīng)過分析歸納分解出各種可能的方案，形成系統(tǒng)圖。系統(tǒng)圖 圖4五、最佳方案確定第9頁，共43頁。彈簧編組系統(tǒng)編程語言的選擇方案一：Visual Basic編程語言方案二：Visual C+語言進行編程1、編程語言的選擇（二）方案的分解選擇 通過表4對兩種編程語言方案的分析對比可看出，達到同樣編組效果的編程軟件，Visual Basic簡單、易學、使用方便，為此我們選擇Visua

8、l Basic6.0編程語言進行彈簧編組系統(tǒng)編程。 第10頁，共43頁。方案編程特點優(yōu)點缺點分析結(jié)論Visual Basic語言程序編程Visual Basic為用戶提供大量的界面元素(在Visual Basic中稱為控件對象),例如 窗體,菜單,命令按鈕,工具按鈕,檢查框等等,用戶只需要利用鼠標,鍵盤把這些控件對象拖動到適當?shù)奈恢?設(shè)置它們的大小,形狀,屬性等,就可以設(shè)計出所需的應(yīng)用程序界面。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個應(yīng)用程序。

9、程序設(shè)計要具備一定的數(shù)學基礎(chǔ)，掌握理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計基本概念，掌握VB語言的基礎(chǔ)知識我小組成員均是大學畢業(yè)基本具備了Visual basic編程的條件；應(yīng)用于焦爐彈簧組數(shù)據(jù)并不復雜，通過此語言進行系統(tǒng)編程能滿足查詢需求Visual C+語言程序編程C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護。C語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強。它不僅具有豐富的運算符和數(shù)據(jù)類型，便于實現(xiàn)各類復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C語言是基礎(chǔ)版本，具有強大的圖形功能, 支持多種顯示器和驅(qū)動器。且計算功能、邏輯判斷功能強大。C語言的語法限制不太嚴格，對變量的類型約束不嚴格，影響程序的安全性，對數(shù)族下標越界不作

10、檢查等。從應(yīng)用的角度，C語言比其他高級語言較難掌握。對于彈簧編組安裝操作人員來說，知識過于高深，無法較快掌握使用，故不選編程語言程序選擇分析對比表 表4（二）方案的分解選擇第11頁，共43頁。窗體設(shè)計器工程資源管理器窗體布局窗口屬性窗口工具箱Visual Basic的集成開發(fā)環(huán)境界面 圖5（二）方案的分解選擇第12頁，共43頁。2、界面設(shè)計選擇操作界面設(shè)計方法的選擇Visual Basic可視操作界面Excel程序擴展宏界面方案目標要求：彈簧編組是為了指導焦爐護爐鐵件彈簧快速準確安裝，因此彈簧編組系統(tǒng)對于大多數(shù)現(xiàn)場指導施工的技術(shù)員來說，應(yīng)該具有簡單易學，一看即懂，應(yīng)用操作。所以彈簧編組系統(tǒng)操作

11、界面必須固定，簡單易懂。 （二）方案的分解選擇第13頁，共43頁。Excel數(shù)據(jù)輸入界面Visual Basic可視操作界面兩種操作界面對比 圖6（二）方案的分解選擇第14頁，共43頁。操作界面選擇分析對比表 表5操作界面方案選擇原理優(yōu)點缺點結(jié)論Visual Basic可視操作界面通過Visual basic的集成開發(fā)環(huán)境界面直接進行編程Visual basic的集成開發(fā)環(huán)境操作界面清晰、美觀、易操作操作人員必須具備一定的專業(yè)計算機知識技術(shù)要求高，難度大，但界面固定，提高彈簧編組數(shù)據(jù)的準確性。Excel程序擴展宏界面編程通過設(shè)定公式，在Excel程序下，利用宏可以增強部分數(shù)據(jù)處理功能結(jié)構(gòu)簡單；

12、只需要屬于簡單的數(shù)據(jù)；添加簡單的宏命令即可無固定界面，數(shù)據(jù)輸入工作量大，無法滿足多條件查詢。不能加快彈簧編組，提高準確性。（二）方案的分解選擇 通過上述對兩種操作界面的分析和對比可以看出，Visual basic的集成開發(fā)環(huán)境操作界面清晰、美觀、易操作。第15頁，共43頁。3、特征系數(shù)的確定特征系數(shù)的確定的采用一元線性回歸計算利用插入法計算（二）方案的分解選擇方案目標要求：以1座JN60焦爐為例：彈簧組大小彈簧組共164對，對其進行配套安裝及其壓縮量等數(shù)據(jù)值按照一定的規(guī)則進行編組，然后再就位、以及烘爐熱態(tài)過程中，都需要對彈簧進行調(diào)整、加壓。彈簧的編組，合理計算彈簧組負荷壓縮量之間的特征系數(shù)是彈

13、簧安裝和管理的關(guān)鍵技術(shù)之一。 第16頁，共43頁。4521922525117220（二）方案的分解選擇彈簧組示意圖 圖7第17頁，共43頁。特性系數(shù)確定方案對比分析表 表6特性系數(shù)確定方案原理特點優(yōu)點缺點結(jié)論利用一元線性回歸計算通過大小彈簧的自由高度差及其出廠數(shù)據(jù)，確定，確定編組原則，建立科學的模型，求解彈簧組的特征系數(shù)。界面美觀、設(shè)置一定權(quán)限、操作簡單。 一元線性回歸模型，擬合成y=mx+b，科學、準確需要掌握一定計算機知識的人才能順利操作加速彈簧編組過程，并能準確計算其壓縮量，保證焦爐加壓施工質(zhì)量利用插入法計算通過自由高度編組后，根據(jù)需要的負荷值，利用插入法求解彈簧組壓縮量將需要的負荷值，

14、按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中各組數(shù)據(jù)“就近”原則，插入其中，求解相應(yīng)的壓縮量，計算簡單、方便。各組數(shù)據(jù)之間連貫性差，計算誤差大，不能確保其準確性故不選此方法 設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計人員的經(jīng)驗和水平有直接關(guān)系，缺乏科學理論和工程方法的支持，工程的質(zhì)量難以保證，數(shù)據(jù)庫運行一段時間后常常又不同程度地發(fā)現(xiàn)各種問題。增加了維護代以擴充的實體（E-R模型）聯(lián)系模型方法為例，第一步先明確現(xiàn)實世界各部門所含的各種實體及其屬性、實體間的聯(lián)系以及對信息的制約條件等，從而給出各部門內(nèi)所用信息的局部描述(在數(shù)據(jù)庫中稱為用戶的局部視圖)。（二）方案的分解選擇第18頁，共43頁。 第二步再將前面得到的多個用戶的局部視圖集成為一個全局視圖，即用

15、戶要描述的現(xiàn)實世界的概念數(shù)據(jù)模型。根據(jù)彈簧出廠時的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照自由高度編好組后，根據(jù)大小彈簧的各組數(shù)據(jù)，建立一元線性回歸方程，科學求解彈簧組負荷壓縮量之間的特征系數(shù)，快速、準確指導彈簧組的調(diào)節(jié)、加壓。同時該系統(tǒng)用戶界面、設(shè)計數(shù)據(jù)查詢、報表打印等可以方便有序地進行。 一元線性回歸計算面圖8經(jīng)上表分析比較利用一元線性回歸計算。（二）方案的分解選擇第19頁，共43頁。（三）確定最佳方案焦爐護爐鐵件彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)Visual Basic語言編程Visual Basic可視化界面操作編程語言的選擇操作界面的設(shè)定特征系數(shù)的確定利用一元線性回歸確定彈簧組負荷-壓縮量關(guān)系最佳方案系統(tǒng)圖9 經(jīng)過以上對各種

16、分解方案的分析試驗和對比選擇后，小組確定了性能穩(wěn)定、安全可靠，經(jīng)濟可行，性價比高的能夠?qū)崿F(xiàn)目標的最佳方案。第20頁，共43頁。彈簧編組系統(tǒng)研發(fā)對策 表7方案對策目標措施地點完成時間負責人焦爐護爐鐵件彈簧編組系統(tǒng)的研發(fā)彈簧數(shù)據(jù)通過語言編程歸類分組1、形成系統(tǒng)編組軟件快速編組；2、廣泛應(yīng)用于各大焦爐彈簧編組施工1、選擇編程語言；2、進行編組系統(tǒng)設(shè)計現(xiàn)場辦公室2009年7月10日程 吳愛 鵬民 民設(shè)定彈簧編組系統(tǒng)操作界面1、確保45219225、25117220等多種型號的彈簧編組2、操作系統(tǒng)界面簡單明了1、利用Visual Basic采用面向?qū)ο蟆r間驅(qū)動的編程機制，提供一種見即所得的可視化界面設(shè)

17、計方法現(xiàn)場辦公室2009年7月10日張 程 愛理 民特征系數(shù)的確定1、確定大小彈簧自由高度差4-6mm作為編組原則；2、通過彈簧出廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，科學確定彈簧組負荷-壓縮量關(guān)系在彈簧編組系統(tǒng)界面進行數(shù)據(jù)錄入并調(diào)整，同時建立符合彈簧性能的一元線性回歸模型。現(xiàn)場辦公室2009年7月11日張 吳和 鵬磊 民六、制定對策第21頁，共43頁。實施一：Visual Basic可視化編程語言對彈簧對象進行編程1、編組原理 由于大彈簧與小彈簧進行組合式，在小彈簧的頂部有一塊與拉條匹配帶有套筒的擋塊，擋塊厚度5mm，所以在彈簧自由高度設(shè)計時，大小彈簧自由高度相差5mm，安裝誤差允許的原則，大彈簧H0偏差4.5mm,

18、小彈簧h0偏差3.5m,按照H=H0-h0在4-6mm作為自由高度差的編組原則。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 彈簧出廠前除自由高度外，還應(yīng)包含幾組負荷-壓縮量的測試數(shù)據(jù)，焦爐大彈簧是在1.0、3.0、5.0、7.0、9.0 9.8KN下的壓縮量S1、S2、S3、S4、S5共五組數(shù)據(jù)，小彈簧則是在0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 9.8KN下的壓縮量s1、s2、s3、s4、s5、s6共六組數(shù)據(jù)。 七、對策實施第22頁，共43頁。系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖10對策實施一第23頁，共43頁。業(yè)務(wù)流程圖 11對策實施一第24頁，共43頁。2、利用Visual Basic進行編寫編程界面 圖12對策實施一第25頁，共43

19、頁。實施二：彈簧編組操作界面的設(shè)定1、利用Visual basic采用面向?qū)ο蟆r間驅(qū)動的編程機制，提供一種見即所得的可視化界面設(shè)計方法。主窗體主窗體采用Command和Frame控件設(shè)置主菜單形成系統(tǒng)導航區(qū)，直接反應(yīng)各子系統(tǒng)，分別調(diào)用系統(tǒng)中的各個功能子窗體。操作界面 圖13對策實施二第26頁，共43頁。2、各子系統(tǒng)界面對策實施二數(shù)據(jù)錄入及彈簧編組界面圖14第27頁，共43頁。實施三：Visual basic系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入1、數(shù)據(jù)庫設(shè)計 E-R圖 圖15 對策實施三第28頁，共43頁。2、數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)采用text控件，將其寫入數(shù)據(jù)表中，錄入彈簧號，利用text控件的LostFocus事件進行系

20、統(tǒng)將自動判斷，該彈簧編號是否已經(jīng)錄入。數(shù)據(jù)提交，系統(tǒng)自動確認錄入數(shù)據(jù)的有效性，即彈簧號、各試驗數(shù)據(jù)均有效。數(shù)據(jù)錄入窗體16 對策實施三第29頁，共43頁。3、彈性參數(shù)：彈簧組特征系數(shù)在所有特征系數(shù)中最為關(guān)鍵，反映所有彈簧組的大小彈簧編號等相關(guān)信息，以及彈簧組特征系數(shù)等信息。查詢設(shè)置了ComboBox控件來選擇彈簧組的部位。準確及時反應(yīng)當前相應(yīng)彈簧組的大小彈簧出廠各試驗數(shù)據(jù)組等信息，直接顯示彈簧組特征系數(shù)確定原理及過程。 彈簧組性能關(guān)系 圖17對策實施三第30頁，共43頁。 求解過程: 由于彈簧或彈簧組的壓縮量與負荷復合一元線性方程，所以建立一元線性回歸方程，利用出廠測試數(shù)據(jù)，求解其特征系數(shù)，確

21、定彈簧組的特征方程。具體如下：（1）、彈簧一元線性回歸表達式為y=mx+b（x為負荷9.8KN，y為壓縮量mm），特征系數(shù)m及b的求解公式為： 以機側(cè)2#爐柱下部彈簧組（大彈簧編號ID為8#，小彈簧編號id為3#，）為例：3#小彈簧自由高度h0=220mm，8#大彈簧自由高度H0=225mm。3#小彈簧出廠時負荷-壓縮量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為：3#小彈簧基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表8 x負荷（噸，9.8KN）0.51.01.52.02.53.0y壓縮量（mm）6.513.018.023.029.033.08#大彈簧基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 表9 X負荷（噸，9.8KN）1.03.05.07.09.0y壓縮量（mm）4.011.017.5

22、24.529.0對策實施三第31頁，共43頁。自由高度差H=H0-h0=225-220=5mm，符合編組原則（2）、建立3#小彈簧的一元線性回歸方程y=mx+b(其中x為負荷9.8KN，y為壓縮量（mm)，按照一元線性回歸方程特征系數(shù)求解公式（1），有效數(shù)組除上述外還應(yīng)包含（H0，h0），所以n=7。求解出3#小彈簧一元線性回歸方程為y=11.0000 x+1.0000 。依據(jù)3#小彈簧的一元線性回歸方程特征，求出3#小彈簧在8#大彈簧相同壓縮量下相應(yīng)的負荷。 3#小彈簧在8#大彈簧參數(shù)下負荷 表10 8#大彈簧X負荷（噸，9.8KN）1.03.05.07.09.08#大彈簧Y壓縮量（mm）4

23、.011.017.524.529.03#小彈簧在Y壓縮量下x負荷（噸，9.8KN）0.270.911.502.142.55彈簧組負荷值 表11 X總負荷（噸，9.8KN）1.273.916.509.1411.55Y壓縮量（mm）4.011.017.524.529.0對策實施三第32頁，共43頁。 根據(jù)彈簧組的數(shù)據(jù)X和Y建立其一元線性回歸方程Y=mX+b(其中X為負荷9.8KN，Y為壓縮量mm)，按照一元線性回歸方程特征系數(shù)求解公式（1），n=6，求解出彈簧組一元線性回歸方程：Y=2.5306 X+0.6806 4、彈簧編組系統(tǒng)應(yīng)用（1）、結(jié)合濟鋼JN60焦爐項目，彈簧種類有三種，主要用于上下部

24、拉條、縱拉條、蓄熱室單墻、保護板等部位。其中機焦側(cè)下部拉條、縱拉條采用大小彈簧構(gòu)成的彈簧組。一座焦爐共164個彈簧組。小彈簧規(guī)格為：25117220，大彈簧規(guī)格為：45119225。應(yīng)用焦爐彈簧編組系統(tǒng)，滿足了大型焦爐護爐設(shè)備彈簧編組以及各階段彈簧管理的需要。 拉條擋板1彈簧組擋板2調(diào)節(jié)螺栓彈簧組效果 圖18 對策實施三第33頁，共43頁?，F(xiàn)場彈簧分組及安裝實圖19對策實施三第34頁，共43頁。（2）、利用彈簧編組系統(tǒng)快速指導彈簧安裝操作。指導現(xiàn)場操作實圖20對策實施三第35頁，共43頁。（一）直接效果： 通過在濟鋼260孔JN60焦爐工程中應(yīng)用彈簧編組系統(tǒng)進行彈簧編組、檢查。對其應(yīng)用過程中出

25、現(xiàn)的誤差進行統(tǒng)計，結(jié)果如表 彈簧編組誤差統(tǒng)計 表12焦爐型號彈簧組數(shù)量組對錯誤（次）配套不符（次）負荷值誤差（次）壓縮量誤差（次）JN60 160孔1640011JN60 160孔1640011合計3280022分項缺陷（缺陷數(shù)/百組）000.60.6總故障（缺陷數(shù)/百組）1.2 經(jīng)過現(xiàn)場的使用驗證，彈簧編組系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)彈簧編組方式存在的各種誤差，加快了彈簧編組的速度，提高了彈簧編組的準確率，由活動前后對比圖可見小組活動確保了施工安全和工程質(zhì)量，并超過小組預期設(shè)定的目標，使彈簧編組誤差率降低到1.2%。 八、確認效果 第36頁，共43頁。活動前后對比 圖21直接效果第37頁，共43頁。（二）經(jīng)濟效益：