專利名稱：流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流程型生產(chǎn)線生產(chǎn)調(diào)度控制方法，尤其涉及一種生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法。
背景技術(shù)：
流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法一般用于鋼鐵廠熱軋、鋼管和棒材廠等連續(xù)生產(chǎn)線型工廠，它可穩(wěn)定、安全地協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)，對提高生產(chǎn)產(chǎn)量，協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)有條不紊地運(yùn)行起著非常重要的作用。
現(xiàn)有的節(jié)奏控制方法大部分都是按照具體的生產(chǎn)過程和對象進(jìn)行定制，一旦生產(chǎn)設(shè)備或者生產(chǎn)工藝發(fā)生變化后，相應(yīng)的節(jié)奏控制方法都要做相應(yīng)的改動，其復(fù)用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其可通過參數(shù)配置適用于不同生產(chǎn)線。
為了解決技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案材料在生產(chǎn)線上的傳送基于運(yùn)動學(xué)方程，再配以生產(chǎn)設(shè)備基本參數(shù)和設(shè)定計(jì)算數(shù)據(jù)，得到材料在生產(chǎn)線上頭、尾的運(yùn)動軌跡。根據(jù)材料傳送的計(jì)算結(jié)果，預(yù)測生產(chǎn)線上的相鄰兩塊材料最可能發(fā)生碰撞的位置，由此來確定生產(chǎn)的節(jié)奏。
鑒于材料隊(duì)列的空間和時(shí)間屬性和生產(chǎn)線的特點(diǎn)，圍繞精確計(jì)算下一材料的節(jié)奏時(shí)間這一目的，將節(jié)奏控制功能分為節(jié)奏計(jì)算和節(jié)奏修正兩個(gè)部分。
節(jié)奏計(jì)算主要是根據(jù)材料在生產(chǎn)線上的設(shè)定計(jì)算的設(shè)定結(jié)果和生產(chǎn)線的布置尺寸，計(jì)算材料在生產(chǎn)線上運(yùn)行圖。為了進(jìn)行產(chǎn)品化設(shè)計(jì)，必須將每一設(shè)備單元看成一個(gè)對象，該對象都有共性，例如長度、材料通過方式和速度圖等，整理出控制對象的共性后，就可按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行接口配置。另外，節(jié)奏預(yù)測計(jì)算還可確定生產(chǎn)線上的瓶頸點(diǎn)，我們把生產(chǎn)線上前后兩塊材料距離最小定義為瓶頸，考慮各設(shè)備的生產(chǎn)能力，以及材料通過所有加工工序所需的時(shí)間，確定生產(chǎn)流水線的瓶頸點(diǎn)。
節(jié)奏修正和監(jiān)視主要針對生產(chǎn)過程的不確定性，例如人工干預(yù)，實(shí)際材料設(shè)定計(jì)算不準(zhǔn)確等原因都會影響到每一材料在生產(chǎn)線的傳送運(yùn)行圖。為了準(zhǔn)確調(diào)整各工序平衡、以及預(yù)防材料碰撞，有必要對下一塊材料節(jié)奏時(shí)間進(jìn)行修正。修正的方法是根據(jù)實(shí)際材料運(yùn)行時(shí)間和材料實(shí)際值，重新計(jì)算材料的運(yùn)動參數(shù)，根據(jù)發(fā)生的材料間距的變化來修正下一材料節(jié)奏時(shí)間。
當(dāng)某些材料之間距離太近，該模塊將會報(bào)警。
另一方面，節(jié)奏修正模塊根據(jù)上面的差值，并兼顧全線的各材料的差值，綜合給出一修正時(shí)間。
因此，本發(fā)明的節(jié)奏控制方法包括如下步驟①由生產(chǎn)線設(shè)定計(jì)算模塊提供給本系統(tǒng)材料的運(yùn)行模式，即在各工序的速度，加速度等參數(shù)；②本系統(tǒng)的材料運(yùn)動計(jì)算模塊結(jié)合設(shè)定計(jì)算模塊提供的參數(shù)計(jì)算各工序的流動時(shí)間；③節(jié)奏計(jì)算模塊根據(jù)前后材料的運(yùn)行圖，確定瓶頸點(diǎn)和節(jié)奏時(shí)間，并將時(shí)間發(fā)送給前道工序和畫面顯示；④當(dāng)材料在生產(chǎn)線上運(yùn)動時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊將本系統(tǒng)材料在生產(chǎn)線上各點(diǎn)的確定時(shí)間，提供給自適應(yīng)模塊和節(jié)奏修正模塊；⑤自適應(yīng)模塊根據(jù)計(jì)算的時(shí)刻和實(shí)際的時(shí)刻的差，將此差值進(jìn)行衰減并加上過去的存儲的系數(shù)，提供給下一材料的運(yùn)動計(jì)算使用；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對于不同的生產(chǎn)線本發(fā)明的節(jié)奏控制方法可通過配置參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)，對于所有的設(shè)備單元均是統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，不會因?yàn)樵O(shè)備或工藝發(fā)生變化而要做大量的改動。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的流程框圖。
圖2是材料在生產(chǎn)線上的運(yùn)行位置和時(shí)間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)以熱軋生產(chǎn)線為例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
如圖1所示本發(fā)明的節(jié)奏控制方法包括如下步驟1、由生產(chǎn)線設(shè)定計(jì)算模塊提供給本系統(tǒng)材料的運(yùn)行模式，即在各工序的速度，加速度等參數(shù)；2、本系統(tǒng)的材料運(yùn)動計(jì)算模塊結(jié)合設(shè)定計(jì)算模塊提供的參數(shù)計(jì)算各工序的流動時(shí)間；3、節(jié)奏計(jì)算模塊根據(jù)前后材料的運(yùn)行圖，確定瓶頸點(diǎn)和節(jié)奏時(shí)間，并將時(shí)間發(fā)送給前道工序和畫面顯示；4、當(dāng)材料在生產(chǎn)線上運(yùn)動時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊將本系統(tǒng)材料在生產(chǎn)線上各點(diǎn)的確定時(shí)間，提供給自適應(yīng)模塊和節(jié)奏修正模塊；5、自適應(yīng)模塊根據(jù)計(jì)算的時(shí)刻和實(shí)際的時(shí)刻的差，將此差值進(jìn)行衰減并加上過去的存儲的系數(shù)，提供給下一材料的運(yùn)動計(jì)算使用；另一方面，節(jié)奏修正模塊根據(jù)上面的差值，并兼顧全線的各材料的差值，綜合給出一修正時(shí)間。
其中，節(jié)奏計(jì)算當(dāng)下一材料從前道工序生產(chǎn)結(jié)束后(也可以是整個(gè)生產(chǎn)線的開始工序)該塊材料在各工序(和設(shè)備)上運(yùn)行的信息由其他模塊(在熱軋是道次計(jì)劃計(jì)算模塊)按統(tǒng)一的接口數(shù)據(jù)格式(見下表)提交本節(jié)奏計(jì)算模塊，本節(jié)奏計(jì)算模塊程序根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程(勻速運(yùn)動，勻加速運(yùn)動和勻減速運(yùn)動方程)計(jì)算該材料在生產(chǎn)線上的運(yùn)行軌跡，其位置和時(shí)間的關(guān)系圖如圖2所示。
確定瓶頸點(diǎn)在得到上面得運(yùn)行圖后，確定各單元的時(shí)間間隔，再在這些時(shí)間間隔中找出最小的時(shí)間間隔，從而確定瓶頸點(diǎn)，最后得到下一塊的抽鋼時(shí)間。
統(tǒng)一接口表設(shè)備編號device_no；材料在其上的運(yùn)動表現(xiàn)形式個(gè)數(shù)run_mode_number；運(yùn)動類型定義AVE-平均、ACC1-加速1、ACC2-加速2，ACC3-加速3。

下一塊材料的節(jié)奏修正當(dāng)材料在生產(chǎn)線上運(yùn)行時(shí)，材料經(jīng)過各單元的運(yùn)行時(shí)間與計(jì)算的時(shí)間差，取得各單元的時(shí)間差的最大值max(ΔT1，ΔT2，...ΔTn)，將該最大值加上節(jié)奏計(jì)算模塊計(jì)算出的節(jié)奏時(shí)間作為新的節(jié)奏時(shí)間，修正的節(jié)奏時(shí)間要發(fā)送給前道工序或材料開始生產(chǎn)單元進(jìn)行節(jié)奏修正。
當(dāng)材料到達(dá)每一單元的時(shí)刻，到達(dá)該點(diǎn)的信號要激勵節(jié)奏修正模塊(按如下的結(jié)構(gòu))，節(jié)奏修正模塊按照統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，確定節(jié)奏修正的大小。

節(jié)奏控制監(jiān)視當(dāng)生產(chǎn)線上的材料由于實(shí)際的運(yùn)行差別或操作工干預(yù)時(shí)，實(shí)際運(yùn)行情況與預(yù)計(jì)有一定的差別，這時(shí)將會引起前后材料的距離發(fā)生變化，當(dāng)時(shí)間距離達(dá)到一定的距離(通常設(shè)置為10秒，可調(diào)整)時(shí)要對操作工提出報(bào)警。
自適應(yīng)對于實(shí)際的材料在生產(chǎn)線上運(yùn)動時(shí)，將會有許多的實(shí)際測量時(shí)刻點(diǎn)，根據(jù)這些時(shí)刻點(diǎn)與預(yù)測時(shí)的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行比較，從而獲得時(shí)間差，再根據(jù)這時(shí)間差來計(jì)算自適應(yīng)系數(shù)。使用公式為new_factor(n)＝old_factor(n-1)+damp*(actual_time-calc_time)new_factor(n)新的自適應(yīng)系數(shù)old_factor(n-1)舊的自適應(yīng)系數(shù)damp放大系數(shù)actual_time實(shí)際時(shí)間間隔calc_time計(jì)算的時(shí)間間隔畫面顯示每當(dāng)軋制節(jié)奏計(jì)算出抽鋼時(shí)間，以及每次的節(jié)奏時(shí)間修正都要刷新HMI。
報(bào)表功能當(dāng)材料生產(chǎn)結(jié)束后，報(bào)表根據(jù)畫面提供的打印指示進(jìn)行節(jié)奏報(bào)表自動打印。
權(quán)利要求
1.一種流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，包括如下步驟①由生產(chǎn)線設(shè)定計(jì)算模塊提供給本系統(tǒng)材料的運(yùn)行模式，即在各工序的速度，加速度等參數(shù)；②本系統(tǒng)的材料運(yùn)動計(jì)算模塊結(jié)合設(shè)定計(jì)算模塊提供的參數(shù)計(jì)算各工序的流動時(shí)間；③節(jié)奏計(jì)算模塊根據(jù)前后材料的運(yùn)行圖，確定瓶頸點(diǎn)和節(jié)奏時(shí)間，并將時(shí)間發(fā)送給前道工序和畫面顯示；④當(dāng)材料在生產(chǎn)線上運(yùn)動時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊將本系統(tǒng)材料在生產(chǎn)線上各點(diǎn)的確定時(shí)間，提供給自適應(yīng)模塊和節(jié)奏修正模塊；⑤自適應(yīng)模塊根據(jù)計(jì)算的時(shí)刻和實(shí)際的時(shí)刻的差，將此差值進(jìn)行衰減并加上過去的存儲的系數(shù)，提供給下一材料的運(yùn)動計(jì)算使用；⑥另一方面，節(jié)奏修正模塊根據(jù)上面的差值，并兼顧全線的各材料的差值，綜合給出一修正時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，還包括一節(jié)奏控制監(jiān)視的步驟當(dāng)前后材料的時(shí)間距離達(dá)到一定的距離時(shí)對操作工提出報(bào)警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，所述的節(jié)奏計(jì)算方法為根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程計(jì)算該材料在生產(chǎn)線上的運(yùn)行軌跡，得出材料的位置和時(shí)間的運(yùn)行關(guān)系圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，所述的確定瓶頸點(diǎn)的方法為在得到所述運(yùn)行關(guān)系圖后，確定各單元的時(shí)間間隔，再在這些時(shí)間間隔中找出最小的時(shí)間間隔，從而確定瓶頸點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，所述的節(jié)奏修正方法為當(dāng)材料在生產(chǎn)線上運(yùn)行時(shí)，材料經(jīng)過各單元的運(yùn)行時(shí)間與計(jì)算的時(shí)間差，取得各單元的時(shí)間差的最大值max(ΔT1，ΔT2，...ΔTn)，將該最大值加上節(jié)奏計(jì)算模塊計(jì)算出的節(jié)奏時(shí)間作為新的節(jié)奏時(shí)間，修正的節(jié)奏時(shí)間要發(fā)送給前道工序或材料開始生產(chǎn)單元進(jìn)行節(jié)奏修正，節(jié)奏修正模塊按照統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，確定節(jié)奏修正的大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，采用統(tǒng)一的接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，所述的計(jì)算自適應(yīng)系數(shù)的方法為對于實(shí)際的材料在生產(chǎn)線上運(yùn)動時(shí)，將會有許多的實(shí)際測量時(shí)刻點(diǎn)，根據(jù)這些時(shí)刻點(diǎn)與預(yù)測時(shí)的時(shí)刻點(diǎn)進(jìn)行比較，從而獲得時(shí)間差，再根據(jù)這時(shí)間差來計(jì)算自適應(yīng)系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，計(jì)算公式為new_factor(n)＝old_factor(n-1)+damp*(actual_time-calc_time)，其中，new_factor(n)為新的自適應(yīng)系數(shù)；old_factor(n-1)為舊的自適應(yīng)系數(shù)；damp為放大系數(shù)；actual_time為實(shí)際時(shí)間間隔；calc_time為計(jì)算的時(shí)間間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法，其特征在于，還包括一產(chǎn)生報(bào)表的步驟當(dāng)材料生產(chǎn)結(jié)束后，報(bào)表根據(jù)畫面提供的打印指示進(jìn)行節(jié)奏報(bào)表自動打印。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流程型生產(chǎn)線節(jié)奏控制方法包括如下步驟由生產(chǎn)線設(shè)定計(jì)算模塊提供給本系統(tǒng)材料的運(yùn)行模式；材料運(yùn)動計(jì)算模塊結(jié)合設(shè)定計(jì)算模塊提供的參數(shù)計(jì)算各工序的流動時(shí)間；節(jié)奏計(jì)算模塊根據(jù)前后材料的運(yùn)行圖，確定瓶頸點(diǎn)和節(jié)奏時(shí)間；當(dāng)材料在生產(chǎn)線上運(yùn)動時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊將本系統(tǒng)材料在生產(chǎn)線上各點(diǎn)的確定時(shí)間，提供給自適應(yīng)模塊和節(jié)奏修正模塊；自適應(yīng)模塊根據(jù)計(jì)算的時(shí)刻和實(shí)際的時(shí)刻的差，將此差值進(jìn)行衰減并加上過去的存儲的系數(shù)，提供給下一材料的運(yùn)動計(jì)算使用；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對于不同的生產(chǎn)線本發(fā)明的節(jié)奏控制方法可通過配置參數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)，對于所有的設(shè)備單元均是統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，不會因?yàn)樵O(shè)備或工藝發(fā)生變化而要做大量的改動。
文檔編號G05B19/04GK1670643SQ20041001693
公開日2005年9月21日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者吳毅平 申請人:上海寶信軟件股份有限公司