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鋼廠質料仿真排產體系研討

文章來歷:火鳳凰軟件
2021-03-29

文|中冶賽迪重慶信息手藝無限公司

徐林偉、何洪

本文首要研討一種鋼廠質料仿真排產體系。該排產體系操縱計較機摹擬仿真手藝,搭建數字化全流程料場體系,連系現實出產輸出數據,嵌入現場出產節制邏輯摹擬將來料場出產經營環境,主動天生用戶槽功課流程指點,能夠使崗亭工人加倍迷信公道地支配各項物料保送。可優化質料保送任務挨次,削減體系抵觸(流程間斷次數),從而進步出產效力。班組按照班功課指點支配任務可加重崗亭工人任務強度、晉升任務效力。 

一、 弁言

鋼鐵企業質料體系是一個接管、儲存、加工處置和混勻鋼鐵冶金質料的園地,具備儲存質料、加工質料、配礦和混勻的功效。其體系功課流程龐雜,各個體系彼此協同功課操縱的影響身分多,特別當物料種類、出產才能、物料配比等各出產須要產生變革時,決議打算層很難精確做出應答體系變革的有用實行打算。傳統出產情勢野生判定決議打算比重較大,易呈現因崗亭工經歷缺少、誤判定等不須要的喪失。為處理上述題目,須要開辟呼應的排產打算體系處理現場依托經歷的題目。對如許的排產體系,不只僅要斟酌各類裝備、物料批次、產能等影響身分,還須要斟酌現場調劑隨機性的身分。傳統的數學打算法體例實現如許的排產打算,常常假定條件較多,現實上能取得最優解,可是因沒法描寫體系的靜態變革,并且計較量極大,沒法實現對須要變革的疾速呼應,是以缺少適用性。而接納團圓體系仿真引擎搭建完全的質料場全三維仿真模子,包羅全工藝流程與出產辦理相干調劑節制算法邏輯,能斟酌體系龐雜束縛干系,同時能斟酌體系靜態隨機龐雜性,以是能夠實在反應體系的變革性和隨機性。同時仿真模子可經由進程動畫演示,能直觀的反應現實體系出產經營題目。

綜上,操縱計較機摹擬仿真手藝,連系現實出產日課功課、裝備運轉狀況、及時料場信息及用戶槽耗損等環境,嵌入現場出產節制邏輯摹擬將來料場出產經營環境,主動天生用戶槽功課流程指點,能夠使崗亭工人加倍迷信公道地支配各項物料保送,削減今朝野生排產帶來的各類失誤決議打算,能下降堆取料機走行間隔、質料噸千米運轉總里程,和更好地進步質料保送產能。

二、鋼廠質料仿真排產體系模塊構成

鋼廠質料仿真排產體系打算圖及首要模塊如圖1所示。

圖1 質料體系仿真排產體系打算圖

1.三維可視化設想

三維可視化設想包羅:轉運站、船埠、途徑和CAD工藝打算圖等三維導入到仿真模子,能夠增添仿真的可視化成果,可是這些模子在全部仿真模子中屬于靜態圖形,不到場仿真計較。全部模塊接納條理化建模體例,有益于節制這些靜態圖形是不是顯現。在模子調試階段這些靜態圖形能夠封閉,加速仿真模子的運轉速率,從而進步仿真模子調試效力。

2.數據輸出體系設想

按照仿真模子和出產打算的請求,數據輸出體系包羅:用戶槽數據、卸船打算數據、要料變革打算數據、堆場輸出數據、膠帶機檢驗打算數據、混勻班報打算數據、混勻大堆打算數據、膠帶機通報狀況數據、堆取料機通報狀況數據。這些數據首要用于仿真模子的初始化、仿真計較和仿真調劑。

3.數據交互模塊設想

首要經由進程OPC相干軟件獲得現場數據,并經由進程數據庫構建現場數據與模子之間通信橋梁,從而實現模子與出產的連系,如圖2。

圖2 質料體系仿真排產體系數據接口

現場出產數據來歷首要分為兩大局部,此中一局部為從質料場現有根本主動化體系L1獲得出產裝備運轉狀況、皮帶稱等及時分量和相干裝備數據。在大型節制體系中,有多個實現各類功效的監控子體系,為了實現對這些子體系的集合辦理與監控,一切子體系中裝備運轉數據都集合在收集數據庫中同一存儲辦理。OPC是今朝通用的軟件互操縱規范,裝備驅動法式普通都以OPC Server的情勢供給,但OPC Server不能間接與收集數據庫(如SQL Server)停止通信。可經由進程第三方軟件(如OPC Client for SQL)作為毗連OPC Server 與數據庫的中心件,獲獲得現場層數據并作為模子輸出數據來歷之一。另外一局部則來自進程計較機體系L2獲得相干功課打算等相干出產數據,此類數據遵照特定模板存儲在數據庫中。最初,仿真軟件間接與數據庫停止數據讀取交互,實現模子與現場數據交互。

4.混勻算法模塊設想

智能混勻算法模塊用于呼應仿真進程中混勻槽選料戰略和切槽速率的計較須要,實現知足于仿真請求的靜態排產任務。算法模塊以工藝須要和裝備限定為束縛條件,以仿真模子運轉狀況數據為輸出條件,按照優化須要成立數學模子,經由進程數學打算和組合優化相干算法實現對模子的求解。按照仿真與現實慎密接洽的請求,算法在設想進程中側重闡發了出產一線專家的經歷,接納了基于專家思惟的“貪婪”戰略求解打算,在保障優化成果的條件下晉升算法的指點功效。


智能混勻算法模塊集成到仿真子體系當中,數據交互在內存中停止。算法模塊以主動觸發體例與仿真子體系停止聯動,仿真子體系按照運轉狀況發送排產須要并通報仿真狀況數據,算法模塊被挪用領受數據并實現計較,成果以靜態排產打算的情勢向仿真子體系發送,實現全部聯動進程,如圖3所示。

圖3 質料體系仿真排產體系混勻模塊

5.打算輸出模塊設想

經由進程仿真模子提早預演下一班次功課,記實各項功課流程履行挨次、功課流程履行時接洽關系操縱裝備、功課流程履行接洽關系運輸物料(包羅其種類、堆存地點、保送量)、功課流程履行所需時長等相干信息,終究以表格體例輸出各項功課流程。

6.仿真模子設想

仿真模子設想搭建包羅受料體系、料場體系、供料體系等。受料體系包羅海運受料體系和膠帶機受料體系;料場體系包羅煤場、礦石料場和混勻料場;供料體系包羅質料場外部轉運供料、煤輸出體系及礦石輸出體系。

三、鋼廠質料體系仿真排產體系上風

與現有手藝比擬,仿真排產體系首要的上風表現在:

1.操縱面向工具手藝成立鋼鐵質料體系各局部模子,為每個實體供給了豐碩的動靜通信接口,仿真模子在調劑節制上的及時性、矯捷性、豐碩性都具備較著上風。

2.模子相干模塊和代碼停止封裝,為類似體系的仿真建模供給了模塊化撐持,其可移植性、可反復性、可擴大性上都具備較著上風。能夠矯捷組建成各個鋼廠的質料體系仿真模子。

3.用仿真天生排產打算,比傳統數學體例天生排產斟酌的身分更充實,排產打算實行性更具操縱性。

4.能夠統計更多的目標信息:如裝備操縱率,各個體系的產能,流程抵觸次數等。

5.可視化成果更好,仿真排產體系有很是直觀的三維顯現成果,仿真天生排產的同時,操縱職員可直觀地看到體系的運轉狀況,可直觀判定天生排產進程是不是存在不公道的環境。

四、鋼廠質料體系仿真排產體系案例

以某鋼廠質料打算設想圖為安排打算成立仿真模子,同時毗連各個體系的輸出數據。

圖5 排產打算

經由進程運轉仿真模子就能夠獲得鋼廠中控工人能夠操縱的排產打算,如圖5所示,排產打算包羅質料的保送出發點(呼應的物料堆)、打算啟動時辰、保送物料的種類、保送物料的總量、保送物料的起點(客戶槽)和操縱的膠帶機線路,該排產打算可用于現實出產。經由進程現場操縱該排產打算可削減堆取料機走行間隔,和物料總噸千米運輸間隔,可下降企業經營本錢。

五、論斷

接納團圓體系仿真引擎及混勻算法成立鋼廠質料排產體系模子獲得現場及時狀況數據提早天生保送打算,有益于鋼鐵企業的出產辦理,削減今朝野生排產帶來的各類失誤決議打算,能更好地進步質料保送產能。今朝國際各大鋼廠正在做智能化轉型,質料排產體系是智能體系的主要構成局部,排產決議打算體系能夠加重質猜中控職員任務量,同時能給企業帶來必然的經濟效應

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