【摘 要】 軋鋼生產(chǎn)是一項(xiàng)工藝復(fù)雜的活動(dòng)，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素較多，要保證產(chǎn)品質(zhì)量必須要尋找科學(xué)的產(chǎn)品質(zhì)量控制方法。文章主要對(duì)軋鋼生產(chǎn)中的各種產(chǎn)品質(zhì)量影響因素做了分析，同時(shí)提出了有效的產(chǎn)品質(zhì)量控制方法。

【關(guān)鍵詞】軋鋼 質(zhì)量控制 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模

軋鋼生產(chǎn)線是非常大的生產(chǎn)系統(tǒng)，因?yàn)槿狈τ行У目刂品椒?，所以質(zhì)量問(wèn)題比較嚴(yán)重，即便目前有了較為精密的在線測(cè)量?jī)x表，但是其滯后性很大，不能滿足控制需求。在這種情況下，需要積極尋找簡(jiǎn)單、成本低的質(zhì)量方法是非常必要的。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和實(shí)踐得出的較為有效的軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量控制方法。

一、軋鋼生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量影響因素

（一）軋鋼生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)

在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中工藝較復(fù)雜，主要生產(chǎn)特點(diǎn)有如下幾個(gè)：第一，在軋鋼生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量模型復(fù)雜，很難用機(jī)理建模，采用微分或者是差分方程來(lái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程精確描述較為困難。第二，不確定因素較多。由于在生產(chǎn)過(guò)程中難以精確建模，加上干擾因素較多，很多物理控制量很難直接測(cè)量，所以要進(jìn)行控制也比較困難。雖然就目前而言，發(fā)明了很多控制方法和控制系統(tǒng)，但是還很難做到即時(shí)控制。第三，在軋鋼生產(chǎn)中其系統(tǒng)是融合各種復(fù)雜工藝的大系統(tǒng)，很多變量相互制約，形成了非線性的系統(tǒng)，其中的非線性因素很難用確切的函數(shù)表示。

（二）軋鋼生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量影響因素

在軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中控制輸入都是按照工序分階段加入的，而輸出則是通過(guò)一系列產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的。要加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制就是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中要通過(guò)輸入變量，讓輸出質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到優(yōu)良的過(guò)程，在實(shí)踐中需要多道工序完成。影響軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量的因素較多，其作用機(jī)理也非常復(fù)雜，基本上要通過(guò)煉鐵、煉鋼、連鑄、熱軋等工序共同完成，其中每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。根據(jù)實(shí)踐我們將軋鋼生產(chǎn)過(guò)程分為如下階段，對(duì)每一個(gè)階段的產(chǎn)品質(zhì)量影響因素進(jìn)行分析：板坯準(zhǔn)備階段（酸溶鋁含量）、板坯加熱階段（在爐時(shí)間和抽出溫度）、粗軋階段（中間坯厚度、第一次粗軋后溫度和第二次粗軋后溫度）、精軋階段（第一軋輥溫度和第七軋輥溫度）、卷取階段（卷取溫度平均值、卷取溫度命中率、終扎溫度平均值以及終軋溫度命中率）、最終性能指標(biāo)（斷裂延伸率、屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度）。在實(shí)際生產(chǎn)中要采用相關(guān)分析法對(duì)上述因素與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行研究，判斷各個(gè)因素之間有無(wú)關(guān)系，有關(guān)系時(shí)要對(duì)其相關(guān)程度進(jìn)行明確，然后擬合回歸方程，最后判斷回歸方程的可靠性，從而在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析。

二、軋鋼生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量建模

整個(gè)軋鋼的生產(chǎn)過(guò)程是由很多道工序構(gòu)成的，其中與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的輸入變量、干擾變量非常多，分階段加入輸入變量，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響是巨大的，所以必須要通過(guò)建立各種變量與質(zhì)量之間的關(guān)系模型來(lái)進(jìn)行質(zhì)量控制。根據(jù)大量研究結(jié)果表明，在軋鋼復(fù)雜工業(yè)過(guò)程生產(chǎn)來(lái)說(shuō)高維輸入的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種行之有效的建模方法，其具體建模步驟如下：第一，產(chǎn)生數(shù)據(jù)樣本集。在原始生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，樣本數(shù)據(jù)越多，則表明數(shù)據(jù)的質(zhì)量越高，在關(guān)系模型中使用能越準(zhǔn)確的反映出輸入變量與輸出變量之間的關(guān)系。第二，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和類型。在采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量建模之前，要先確定網(wǎng)絡(luò)類型，然后選擇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和訓(xùn)練參數(shù)。第三，進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的校驗(yàn)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模中最后一步是進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，通過(guò)反復(fù)對(duì)訓(xùn)練樣本使用，對(duì)權(quán)值進(jìn)行修正，提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精度。

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中采用精確數(shù)學(xué)建模是很難辦到的，加上通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的增加，人們發(fā)現(xiàn)即便不知道生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員也能在長(zhǎng)期的工作中通過(guò)觀察成功進(jìn)行過(guò)程質(zhì)量控制，這也激發(fā)了人們對(duì)軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量控制原理的更進(jìn)一步研究，由此產(chǎn)生了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制建模。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模中不需要進(jìn)行精密和反復(fù)的結(jié)算，采用的方法更為簡(jiǎn)單，更易于靈活操作。在模糊控制系統(tǒng)中人們將專業(yè)化的知識(shí)轉(zhuǎn)化成模糊控制規(guī)則。但是并不是說(shuō)模糊控制系統(tǒng)的應(yīng)用就不需要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，相反，在模糊控制中可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)習(xí)功能來(lái)對(duì)其控制規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化，兩者的結(jié)合，能克服模糊控制中主觀性過(guò)大的缺點(diǎn)，所以產(chǎn)生了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。軋鋼生產(chǎn)中模糊模型表達(dá)式可以表示如下：y=f（x）。其中y=（y1，y2，y3）代表屈服強(qiáng)度、斷裂延伸率以及板材抗拉強(qiáng)度等，x=（x1，x2，x3...xn）均表示各種輸入變量，f表示輸入和輸出之間的關(guān)系。在具體生產(chǎn)過(guò)程中將各個(gè)變量之間的關(guān)系帶入計(jì)算就能獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，以計(jì)算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行控制就能有效提高軋鋼生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。

三、其他質(zhì)量控制方法

在軋鋼生產(chǎn)中，除了要控制變量、建模進(jìn)行質(zhì)量控制之外，還需要采取如下質(zhì)量控制措施：第一，要提高質(zhì)量意識(shí)，在生產(chǎn)中要具備高度的責(zé)任心，不玩忽職守，確保輸入變量能與計(jì)算結(jié)果一致。第二，要完善質(zhì)量管制制度，對(duì)原材料要進(jìn)行嚴(yán)格的查收，生產(chǎn)過(guò)程中要按照軋制工藝流程進(jìn)行，最終產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格驗(yàn)收，不合格的要按廢品處理，確定崗位責(zé)任制度。

四、結(jié)語(yǔ)

軋鋼生產(chǎn)是一項(xiàng)工藝復(fù)雜的生產(chǎn)活動(dòng)，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素較多，要保證產(chǎn)品質(zhì)量必須要尋找科學(xué)的產(chǎn)品質(zhì)量控制方法。在實(shí)踐中產(chǎn)品質(zhì)量建模對(duì)于質(zhì)量控制有很大的幫助，尤其是利用模糊神經(jīng)建模方法建模后模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且設(shè)計(jì)中的參數(shù)較少，能廣泛使用，通過(guò)仿真表明其能滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制的要求，是較好的軋鋼產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)品在線質(zhì)量控制的方法。

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