陸永軍

（甘肅酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份有限公司不銹鋼分公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

為了滿足新時(shí)期冶金工業(yè)提高效率并節(jié)約生產(chǎn)成本的目的，當(dāng)前冶煉廠普遍采用了具有大型化、連續(xù)化、智能化、高速化的流水線作業(yè)模式。但是由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中各道工序環(huán)環(huán)相扣，任何一點(diǎn)微小誤差都會(huì)直接導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)嚴(yán)重失誤。因此需要人們采用一定的信息監(jiān)測(cè)手段，對(duì)生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)測(cè)，并保證流水線上各道工序之間的信息共享，如此才能夠有效打造高度集成化的生產(chǎn)機(jī)制，對(duì)生產(chǎn)線上的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處置。

1 冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線信息管理模型

冶金自動(dòng)化生產(chǎn)模式主要基于智能系統(tǒng)對(duì)于生產(chǎn)任務(wù)、生產(chǎn)信息、工作參數(shù)等三個(gè)方面的數(shù)據(jù)測(cè)控來實(shí)現(xiàn)，基于其自身工作特點(diǎn)，本文從管理層、執(zhí)行層、控制層等三個(gè)層面來討論其機(jī)械生產(chǎn)過程中信息管理模型。

1.1 管理層

管理層結(jié)構(gòu)的主要功能是對(duì)企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行全面分析以及管理，其包含的主要功能模塊有SCM系統(tǒng)（供應(yīng)鏈管理）、PDM系統(tǒng)（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）、ERP系統(tǒng)（企業(yè)資源計(jì)劃）等等。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，管理層主要負(fù)責(zé)記錄企業(yè)生成的最新生產(chǎn)任務(wù)，并根據(jù)任務(wù)要求、產(chǎn)品規(guī)格、庫存情況等具體信息來向生產(chǎn)線下達(dá)工作指令；并通過實(shí)施監(jiān)測(cè)生產(chǎn)線的作業(yè)情況（生產(chǎn)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)質(zhì)量、設(shè)備故障、任務(wù)完成度等等），來及時(shí)調(diào)控流水線的生產(chǎn)速率，以此實(shí)現(xiàn)在保證生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度控制企業(yè)生產(chǎn)成本的損耗。并且在生產(chǎn)過程遇到突發(fā)狀況時(shí)，能夠在第一時(shí)間針對(duì)問題做出反應(yīng)，并制定具體解決方案，因此為人工提供決策參考[1]。

1.2 執(zhí)行層

執(zhí)行層的主要功能是與上層系統(tǒng)之間展開信息交互，并對(duì)管理層下達(dá)的相關(guān)指令做出反應(yīng)，根據(jù)任務(wù)計(jì)劃安排來確保其能夠得到順利實(shí)施。因此執(zhí)行層的主要構(gòu)成部分是用監(jiān)控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)共同構(gòu)成，其在工作狀態(tài)下負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)信息保持全面監(jiān)控，并將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一反饋到管理層控制中心，以確保能夠即時(shí)保留生產(chǎn)線上的各項(xiàng)工作數(shù)據(jù)。

1.3 控制層

控制層位于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的基層當(dāng)中，負(fù)責(zé)一線生產(chǎn)崗位的操作執(zhí)行與數(shù)據(jù)采集，并隨時(shí)向管理層與執(zhí)行層反饋生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行情況。因此在實(shí)際工作過程中，其主主要功能是通過各種類型的環(huán)境傳感器來感應(yīng)生產(chǎn)線的具體工作參數(shù)，并根據(jù)執(zhí)行層下達(dá)的相關(guān)指令來對(duì)變頻器進(jìn)行調(diào)控，從而保證能夠根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃中的具體數(shù)據(jù)來完成產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)?？刂茖拥母黜?xiàng)操作指令還可根據(jù)PLC（可編程控制）SCADA（數(shù)據(jù)監(jiān)視采集系統(tǒng)）來進(jìn)行更為細(xì)致的人工參數(shù)設(shè)置，保證能夠根據(jù)不同生產(chǎn)需求來生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，從而體現(xiàn)冶金自動(dòng)生產(chǎn)線的智能化與實(shí)時(shí)化特點(diǎn)[2]。

2 冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線功能模塊設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)備監(jiān)控管理功能

冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線家監(jiān)控的首要任務(wù)便是對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行分析，通過最終成品規(guī)格的數(shù)據(jù)檢測(cè)以及對(duì)設(shè)備工作參數(shù)的信息監(jiān)督，來對(duì)生產(chǎn)線的整體工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在出現(xiàn)問題后第一時(shí)間確定故障產(chǎn)生的具體環(huán)節(jié)，從而有效縮短人工維護(hù)效率。因此生產(chǎn)線的監(jiān)控管理功能主要可以劃分為系統(tǒng)診斷以及人工預(yù)警兩個(gè)部分。通過將合格產(chǎn)品的具體參數(shù)錄入到“生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)”當(dāng)中，使得生產(chǎn)線能夠采取同步追蹤的方式對(duì)產(chǎn)品各項(xiàng)生產(chǎn)生系數(shù)進(jìn)行采集，并在產(chǎn)品規(guī)格出現(xiàn)偏差的第一時(shí)間在對(duì)相關(guān)工序做出調(diào)整，以此有效降低廢品率數(shù)據(jù)。此外工作人員還可以通過加載智能化儀表的方式，來顯示生產(chǎn)參數(shù)偏差的具體數(shù)值，以此提高人工維護(hù)的精確性與實(shí)效性。

2.2 過程監(jiān)控管理功能

過程監(jiān)控管理功能以信息技術(shù)與數(shù)字技術(shù)作為核性，對(duì)冶金生產(chǎn)線上的各道生產(chǎn)工序進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，以確保其生產(chǎn)系數(shù)能夠保持人工設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。因此其功能模塊總共有四個(gè)部分構(gòu)成，分別是過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)通訊、軋機(jī)控制、軋件跟蹤。

在實(shí)際生產(chǎn)流程當(dāng)中，過程監(jiān)控部分主要依賴各類視頻監(jiān)控儀器對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行全面監(jiān)控，并借助圖像信息來分析并診斷各項(xiàng)子單元的工作狀態(tài)；數(shù)據(jù)通訊模塊則負(fù)責(zé)與各個(gè)子單元之間進(jìn)行聯(lián)系，通過接收生產(chǎn)線的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來與系統(tǒng)的初始設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)生產(chǎn)工序的各道模擬量與開關(guān)量進(jìn)行微控；軋機(jī)控制部分則是進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)的控制，以及更新生產(chǎn)模式或進(jìn)行人工操作；最后軋件追蹤功能則是保持對(duì)產(chǎn)品數(shù)值的同步更新記錄，檢驗(yàn)其通過各道工序之后發(fā)生的規(guī)格參數(shù)變化，以便于在出現(xiàn)殘次品的過程中可以更加精確地對(duì)故障位置進(jìn)行定位[3]。

2.3 生產(chǎn)監(jiān)控管理功能

在冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線作業(yè)期間，為了追求產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益的最大化，需要對(duì)生產(chǎn)材料以及成品質(zhì)量實(shí)行精細(xì)化的控制，因此生產(chǎn)監(jiān)控功能主要集中于對(duì)訂單信息、生產(chǎn)技術(shù)以及成品質(zhì)量等三個(gè)方面進(jìn)行管理。

其中訂單信息的監(jiān)管主要是針對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的制定方面，通過詳細(xì)的訂單信息以及生產(chǎn)原材料庫存，來合理制定生產(chǎn)工藝以及生產(chǎn)效率，保證在完成訂單要求的前提下最大限度節(jié)省企業(yè)的能源損耗與管理成本損耗；生產(chǎn)技術(shù)則是保存歷史訂單信息以及生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的實(shí)際數(shù)據(jù)，作為今后各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)開展的真實(shí)參照依據(jù)，不但可以制定更為合理的生產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)也可以為人工提供準(zhǔn)確參考，使其對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)與優(yōu)化；質(zhì)量管理則是采集成品的規(guī)格參數(shù)，將其與訂單要求、生產(chǎn)技術(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，判斷產(chǎn)品是否合格的同時(shí)，也對(duì)其合格率以及生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行分析判斷[4]。

3 冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線監(jiān)控管理體系的構(gòu)成

3.1 軟件應(yīng)用體系

自動(dòng)化生產(chǎn)線的各個(gè)功能模組需要依靠功能齊全的軟件配置來實(shí)現(xiàn)，特別時(shí)強(qiáng)調(diào)信息集成與交互的監(jiān)控管理體系，更是需要依靠不同功能的應(yīng)用軟件進(jìn)行相互協(xié)作，如此才能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的物料信息、訂單信息、設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并基于控制中樞的統(tǒng)籌調(diào)度，來實(shí)現(xiàn)對(duì)一線生產(chǎn)行為的宏微調(diào)整，并進(jìn)一步加強(qiáng)冶金生產(chǎn)線的指令下達(dá)、數(shù)據(jù)共享、生產(chǎn)資料（影音、圖文）保存等具體功能，從而在真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的全面監(jiān)控[5]。

某冶煉廠生產(chǎn)流水線中的軟件應(yīng)用體系以Linux系統(tǒng)為核心，利用自身享有高度兼容性的系統(tǒng)特點(diǎn)，嵌入了不同功能的系統(tǒng)應(yīng)用軟件，包括如數(shù)據(jù)采集、故障診斷、網(wǎng)絡(luò)通訊等不同功能，實(shí)現(xiàn)了中央系統(tǒng)對(duì)于生產(chǎn)線的全面監(jiān)管需要。

3.2 硬件結(jié)構(gòu)體系

硬件體系是支撐軟件功能實(shí)現(xiàn)的根本保障，在冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線中，其硬件功能組成主要集中在網(wǎng)絡(luò)通選、數(shù)據(jù)顯示、信息存儲(chǔ)與分析幾項(xiàng)功能，根據(jù)自身生產(chǎn)特點(diǎn)，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)體系主要有主控制板構(gòu)成，包括復(fù)位電路、Flash存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路、SDRAM存儲(chǔ)器、觸摸屏、電源、LCD顯示器、鍵盤電路、RS485總線接口、音頻輸入端口、Ethernet總線接口、視頻輸入端口、通用線路端口等等。該結(jié)構(gòu)體系具有信息高度集成處理特點(diǎn)，同時(shí)能夠滿足信息監(jiān)控的即時(shí)傳播需求，并且可以高效進(jìn)行信息處理保存工作，使得冶金自動(dòng)化生產(chǎn)線能夠隨時(shí)根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)果做出應(yīng)變。

3.3 信息集成管理體系

生產(chǎn)線信息集成管理框架采用無中心化結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊可以實(shí)現(xiàn)同步工作狀態(tài)，從而滿足系統(tǒng)的高效運(yùn)作需求。在該監(jiān)管結(jié)構(gòu)之下，系統(tǒng)的管理層可以首先根據(jù)訂單信息向執(zhí)行層發(fā)布生產(chǎn)指令，同步將具體信息發(fā)送到生產(chǎn)線的各項(xiàng)子單元系統(tǒng)當(dāng)中；執(zhí)行層在接收到生產(chǎn)指令后會(huì)對(duì)其中信息進(jìn)行保存與分析，然后根據(jù)要求形成生產(chǎn)計(jì)劃將其出送到控制層當(dāng)中；最后由控制層直接執(zhí)行操作任務(wù)，并在生產(chǎn)過程中對(duì)全部的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集記錄，以此實(shí)現(xiàn)冶金自動(dòng)生產(chǎn)線的監(jiān)控管理功能。

4 結(jié)語

綜上所述，高度集成化的信息處理模式是冶金自動(dòng)化生產(chǎn)型監(jiān)控管理的關(guān)鍵之處，通過打造垂直化的管理結(jié)構(gòu)模型，并設(shè)置多功能并聯(lián)的橫向模塊體系，才能夠有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的智能化管理控制，并整體提高冶金成的生產(chǎn)管理效率。