張曉宇，李 瑩

（蘭州城市學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

1 金屬冶煉連鑄的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)

金屬冶煉連鑄生產(chǎn)的流程，首先將金屬冶煉成液態(tài)，再進(jìn)行如圖1的一系列操作。

圖1 金屬冶煉連鑄操作流程圖

而生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的，接收上一級(jí)的生產(chǎn)計(jì)劃指令，計(jì)算得出執(zhí)行區(qū)域的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，并下發(fā)到下一級(jí)形成實(shí)施指令[1]。傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度歸結(jié)為按爐次為單位進(jìn)行劃分，通過人工調(diào)度的方式來進(jìn)行，從效果上來講，生產(chǎn)效率偏低，而且要花費(fèi)大量的人力資源，在生產(chǎn)中出現(xiàn)特殊情況時(shí)不能及時(shí)研究出應(yīng)對(duì)方案，產(chǎn)生出大量殘次品，既浪費(fèi)資源也增加了危險(xiǎn)系數(shù)。解決這類問題也研究出用編制自動(dòng)化的方式進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，但因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)境的多變導(dǎo)致該技術(shù)沒有最大程度的發(fā)揮它的作用。

1.1 生產(chǎn)調(diào)度的圖形化展示

人機(jī)交互是研究人、計(jì)算機(jī)以及它們相互影響的技術(shù)。從人為調(diào)度模式轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)界面控制的形式，人機(jī)交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人類思想的功能在生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)解決了人類精力有限、速度慢等身體因素限制的問題。將計(jì)算機(jī)中金屬冶煉調(diào)度計(jì)劃轉(zhuǎn)換成圖形來展示，煉鋼連鑄生產(chǎn)計(jì)劃可以利用GANTT圖的形式加以展現(xiàn)。GANTT圖以時(shí)間為橫軸，以各個(gè)處理設(shè)備為縱軸，直觀地反映出計(jì)劃在各工序的處理設(shè)備間的執(zhí)行情況。需要特殊注意的控制點(diǎn)包括：連鑄機(jī)拉坯速度控制、結(jié)晶器振動(dòng)頻率控制、定長(zhǎng)切割控制。先將生產(chǎn)調(diào)度的過程在街面上圖形化展現(xiàn)如圖2所示。

圖2 GANTT界面流程圖

采用GANTT圖的形式直觀的展現(xiàn)金屬冶煉連鑄的整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃，比起傳統(tǒng)的只能采用數(shù)據(jù)表格的形式更加便捷。將設(shè)備的內(nèi)部工作放在Web界面上可以觀察到整個(gè)生產(chǎn)調(diào)度的流程，但當(dāng)流程出問題時(shí)只能及時(shí)發(fā)現(xiàn)不能解決，所以對(duì)人機(jī)交互實(shí)施模式進(jìn)行有效調(diào)整。

1.2 調(diào)整人機(jī)交互模式

煉鋼連鑄計(jì)劃調(diào)整成為人機(jī)交互的模式是將圖形話的模式進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，即讓計(jì)劃人員通過對(duì)人機(jī)界面圖形元素的操作來控制，達(dá)到修改計(jì)劃的目的。由圖2中可以看出，調(diào)度計(jì)劃大概分為時(shí)間調(diào)度和空間調(diào)度。

時(shí)間調(diào)度是指生產(chǎn)過程中某一步驟出現(xiàn)問題或由特殊情況發(fā)生的時(shí)候，可以通過人機(jī)交互控制生產(chǎn)的開始和結(jié)束時(shí)間。空間調(diào)度，就是某些金屬的冶煉過程與設(shè)備原本的操作過程不符，這時(shí)就可通過人機(jī)交互的方式進(jìn)行控制，將設(shè)備位置進(jìn)行交換或利用活塞控制液態(tài)金屬的走向。根據(jù)具體工藝流程提出了幾點(diǎn)具體的有效調(diào)整措施：

在工序中對(duì)處理設(shè)備的變動(dòng)計(jì)劃，在GANTT圖上垂直移動(dòng)煉鋼設(shè)備單元的位置，或啟動(dòng)活塞運(yùn)用，而在金屬冶煉連鑄工序上的起始時(shí)間不變；在工序中對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程的變動(dòng)計(jì)劃，在GANTT圖上水平移動(dòng)整個(gè)計(jì)劃，將整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃延遲進(jìn)行；在工序中對(duì)某個(gè)生產(chǎn)步驟處理時(shí)間的變動(dòng)計(jì)劃，在GANTT圖上只對(duì)要調(diào)整的設(shè)備延長(zhǎng)或縮短工作時(shí)間，其后的流程水平銜接即可；在工序中對(duì)某兩個(gè)生產(chǎn)設(shè)備傳遞時(shí)間的變動(dòng)計(jì)劃，在GANTT圖上對(duì)要調(diào)整的兩個(gè)設(shè)備之間的傳遞時(shí)間延長(zhǎng)或縮短，其后的工作流程進(jìn)行水平平移。

2 金屬冶煉連鑄計(jì)劃實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)提出的有效模式，用C++開發(fā)圖形控制動(dòng)態(tài)編輯系統(tǒng)，提供給工作人員一個(gè)具有交互性的調(diào)整生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃的工具，調(diào)度人員可以通過鼠標(biāo)移動(dòng)相關(guān)元素，精確的對(duì)計(jì)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整和控制。除了可以調(diào)整調(diào)度計(jì)劃以外，最好還具有保存計(jì)劃、刪除計(jì)劃等一系列實(shí)用功能。

為保證本文提出的人機(jī)交互調(diào)整金屬冶煉連鑄調(diào)度計(jì)劃的有效性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證，實(shí)驗(yàn)論證采用相同處理設(shè)備，相同原料進(jìn)行論證實(shí)驗(yàn)。為保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，采用傳統(tǒng)調(diào)度方法，即人工調(diào)度的方式，和自動(dòng)化方式，即為設(shè)備設(shè)定固定的參數(shù)值的方式，作為實(shí)驗(yàn)論證對(duì)比，對(duì)生產(chǎn)效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線如圖3所示。

圖3 實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果曲線

由圖3曲線可以明顯看出，人工交互方法調(diào)整后的調(diào)度計(jì)劃在生產(chǎn)效率生遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法和機(jī)械自動(dòng)化的方法，而且較為穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)證明該方法具有可行性和高效性，即節(jié)省了人力物力的開銷，同時(shí)安全的保證了生產(chǎn)的質(zhì)量和速度，產(chǎn)生顯著地經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

作為金屬冶煉制造執(zhí)行系統(tǒng)的重要組成部分，煉鋼連鑄生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃系統(tǒng)一直是工業(yè)工程領(lǐng)域研究的熱門課題。人機(jī)交互調(diào)整的生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃方法人與計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有效地結(jié)合起來，可以充分提高生產(chǎn)計(jì)劃的效率，當(dāng)因復(fù)雜環(huán)境產(chǎn)生突發(fā)情況時(shí)能夠做到快速響應(yīng)，保證生產(chǎn)穩(wěn)定安全的進(jìn)行。