冷轧生产线跨机组产品质量关联分析方法

摘要

本发明提供了一种冷轧生产线跨机组产品质量关联分析方法，包括步骤：步骤1，材料编码生成步骤；步骤2，质量数据采集步骤；步骤3，数据解析存储步骤；步骤4，质量建模分析步骤；步骤5，查询展示步骤。本发明具有如下的有益效果：（1）冷轧生产线内跨机组全流程产品质量变化跟踪；（2）机组之间联动分析，可根据质量缺陷在机组间的分布情况快速定位故障源头；（3）通过上下游工序串联，根据上游机组的质量分析结果对下游工序质量进行预警和指导，提高最终成品良率。

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种冷轧生产线生产过程中对跨机组 的产品工艺质量分析方法。本发明能够广泛应用于钢铁制造领域的跨机组、跨产线 产品质量关联分析。

背景技术

现有的冷轧产品质量分析方法仅仅针对机组级别的产品质量进行分析，冷轧生 产线上的多个机组各自独立地进行分析，冷轧产品在各机组之间无法相互关联，形 成一条冷轧生产线多套产品质量分析系统的格局。

经检索发现如下相关文献：

名称为“冷轧表面质量自动评级系统”、申请号为“201120449012.4”的中国 专利文献，该专利公开了一种冷轧表面质量自动评级系统，包括多个钢卷表面质量 传感器、信号采集模块、计算机和ＥＲＰ系统，其中，所述每个钢卷表面质量传感 器的信号输出端通过信号采集模块连接计算机，所述ＥＲＰ系统连接计算机。

现有技术中的分析方法存在以下问题：

（1）同一产品在各个机组之间没有形成关联，产品质量分析局限于单一机组 内部，无法在机组之间跟踪分析产品质量变化情况。

（2）当在某一机组分析过程中发现缺陷后，需要分别在其它机组的质量分析 系统中进行比对才能定位引起质量缺陷的故障点，整个分析流程跨越多套系统，繁 琐复杂，容易造成混淆和错误，不利于缺陷追溯和故障定位。

（3）冷轧生产线中的上下游工序之间缺乏关联手段，不能根据在前道工序中 发现的潜在质量缺陷对后续工序进行质量预警。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种冷轧生产线跨机组产品工艺质量分析方 法，该方法采用统一材料编码组织方式，利用网络技术、分布式存储技术和并行计 算技术，能够将产品在冷轧生产线各个机组之间使用材料编码进行串联，通过采集 冷轧生产线的各个机组的产品质量信息，将这些信息进行集中保存，并利用同一材 料编码对贯穿整个冷轧生产过程的产品质量数据进行关联分析，从而达到提高冷轧 生产线产品质量的目的。

根据本发明提供的冷轧生产线跨机组产品质量关联分析方法，包括如下步骤：

步骤1，材料编码生成：在轧制开始之前，对要进行轧制的原板进行材料编码， 由冷轧生产线生产控制系统将材料编码传送给需要执行轧制操作的各个机组控制 系统中；材料编码传送完毕后，原板在冷轧生产线的各个机组之间进行轧制；

步骤2，质量数据采集：通过部署于冷轧生产线的所述各个机组上的传感器以 及计、测量设备，收集冷轧生产线在生产过程中所产生的质量信号数据，并将这些 质量信号数据按照固定的计量单位、数据格式进行整理；整理完毕后，以单一材料 编码组建数据包，每个机组将每一材料编码以及该材料编码对应的在生产过程中所 收集到的质量信号数据封装为质量数据包，并将这些质量数据包通过网络传送至质 量分析系统进行统一存储；

步骤3，数据解析存储：质量分析系统接收到质量数据包之后进行拆包解析， 将材料编码以及对应的质量信号数据保存至基于分布式存储技术的数据库中；

步骤4，质量建模分析：通过材料编码，串联该材料编码所对应原板在整个冷 轧生产线生产流程中所经过的所有机组所收集到的质量信号数据，根据质量标准控 制的标准参数值对该材料编码对应的质量信号数据进行比对，计算产品的质量偏差 值，将质量偏差值的计算结果保存在数据库中；同时对质量信号数据分别进行建模 计算，并将建模的计算结果保存在数据库中。

优选地，在所述步骤1中，根据如下任一种或任多种信息生成与原板对应的材 料编码：

-材料来源；

-材料种类；

-时间。

优选地，在所述步骤2中，所述质量数据包的包头信息包括材料编码、机组代 码、生产时间。

优选地，在所述步骤3中，质量分析系统根据包头信息以材料编码、机组代码 作为复合主键，把质量数据包内的各种质量信号数据保存到数据库中。

优选地，在所述步骤4中，同时使用质量分析模型通过机组维度、材料维度、 时间维度、班组维度对整个冷轧生产线的质量数据进行建模分析运算，并将计算的 结果保存在数据库中。

优选地，还包括如下步骤：

步骤5，查询展示：根据输入的查询信息作为单一或组合查询条件查询数据库 中对应的原始质量信号数据或质量分析的结果，将查询结果进行展示。

优选地，所述步骤5包括如下任一个或任多个步骤：

-根据输入的材料编码、机组代码、生产时间信息作为单一或组合查询条件查 询数据库中对应的原始质量信号数据；

-根据输入的材料编码、缺陷类型信息作为查询条件查询数据库中的质量分析 的结果；

-根据输入的操作人员信息、班次信息作为查询条件查询数据库中的质量分析 结果。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）冷轧生产线内跨机组全流程产品质量变化跟踪；

（2）机组之间联动分析，可根据质量缺陷在机组间的分布情况快速定位故障 源头；

（3）通过上下游工序串联，根据上游机组的质量分析结果对下游工序质量进 行预警和指导，提高最终成品良率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特 征、目的和优点将会变得更明显：

图1为冷轧生产线跨机组产品质量关联分析方法流程示意图。

图中的数字对应相应的步骤。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于 本发明的保护范围。

本发明是一种贯穿冷轧生产线全生产工序的跨机组产品工艺质量关联分析方法。该 方法能够实现冷轧生产线级跨机组产品质量变化跟踪、缺陷追溯、故障定位以及缺陷预 警功能，达到提高冷轧产品质量的目的。

本发明包括材料编码生成、质量数据采集、数据解析存储、质量建模分析、查询展 示等步骤，具体为：

步骤1，材料编码生成：在轧制开始之前，对要进行轧制的原板进行编码，由冷轧 生产线生产控制系统按照预设规则完成编码后将编码传送给需要执行轧制操作的各个 机组的控制系统中；传送完毕后进行冷轧产品轧制。

步骤2，质量数据采集：通过部署于冷轧生产线的各个机组上的各种传感器以及计、 测量设备，收集冷轧生产线在生产过程中所产生的各种质量信号数据，并将这些质量信 号数据按照固定的计量单位、数据格式进行整理。数据整理完毕后，以单一材料编码组 建数据包，每个机组将某一材料编码以及该材料编码对应在生产过程中所收集到的各种 质量数据封装为标准数据包，并将这些数据包通过网络传送至质量分析系统进行统一存 储。

步骤3，数据解析存储：质量分析系统收到质量数据包之后进行拆包解析，将材料 编码以及对应的质量数据保存至基于分布式存储技术的数据库中。

步骤4，质量建模分析：通过材料编码，串联某一材料在整个冷轧生产线生产流程 中所经过的所有机组收集到的质量数据，根据质量标准控制的各种标准参数值对该材料 编码对应的产品质量数据进行比对，同时运用质量分析控制模型等算法对质量数据分别 进行建模计算，并将结算结果保存在数据库中。

步骤5：查询展示：根据输入的查询信息作为单一或组合查询条件查询数据库中对 应的原始质量数据信息或质量分析的结果，将查询结果以表格，图形等形式进行展示。

进一步更为详细的说明如下。

本发明是一种贯穿冷轧生产线全生产工序的跨机组产品工艺质量关联分析方法。该 方法可通过以下方式予以实现，具体如下：

生成材料编码：在冷轧生产线生产控制系统中，根据将要进行生产的材料来源、种 类、时间等信息，组合生成唯一的材料编码，在轧线开始对该材料进行轧制之前将材料 对应的编码通过网络传送到冷轧生产线的各个机组控制系统中。

材料编码传输完毕后开始进行产品生产工序，材料原胚在冷轧生产线的各个机组之 间进行加工生产。

在生产过程中通过安装在各个机组内的温度、湿度、压力传感器、摄像头、质量计 等计、测量设备对生产过程进行高速采样，并将采样获得的数据按照固定单位(例如长 度按照米，质量按照千克)，固定精度(例如长度取小数后面2位，质量取小数后面3位) 进行整理。待材料在该机组生产完毕后，将该材料在本机组生产过程中所收集到的全部 质量采样数据进行打包，数据包以材料编码、机组代码、生产时间等作为包头信息。打 包完毕后通过网络将该数据包发送给质量分析系统。

质量分析系统收到从各个机组发送来的质量数据信息包，在接收的同时对这些信息 包进行拆包解析，根据包头信息以材料编码，机组代码作为复合主键，把数据包内的各 种质量采样数据保存到数据库中。

质量分析系统定时地根据材料编码，在数据库中查询在各个机组中该材料编码所对 应的所有质量数据，并将这些数据与保存在质量分析系统中的标准参数值进行对比，计 算产品的质量偏差值，将计算结果保存在数据库中。同时使用质量分析模型通过机组维 度、材料维度、时间维度、班组维度等多种维度对整个冷轧生产线的质量数据进行建模 分析运算，并将计算的结果保存在数据库中。

除了定时进行质量分析之外还可以进行实时地查询与建模分析。通过有针对性地根 据某一材料编码，或者某一缺陷类型等用户输入信息查找对应的多个机组中的采集质量 信息并装入质量模型进行计算分析。

质量监控人员通过终端计算机查询保存在质量分析系统中的质量数据和分析结果。 其查询包括：

根据输入的材料编码、机组代码、生产时间信息作为单一或组合查询条件查询数据 库中对应的原始质量数据信息；

根据输入的材料编码、缺陷类型等信息作为查询条件查询数据库中的质量分析的结 果；

根据输入的操作人员信息、班次信息作为查询条件查询数据库中的质量分析结果；

上述这几类查询结果在质量分析系统中以表格，图形等形式对分析人员进行展示。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改， 这并不影响本发明的实质内容。