一種鋼鐵企業生產調度管理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵生產計劃調度技術領域，具體涉及鋼鐵企業生產調度管理系統及方法，用于鋼鐵企業生產過程計劃編制與實時調度。
【背景技術】
[0002]鋼鐵行業作為傳統制造行業，生產工序較多，設備自動化程度不一、工藝流程復雜，生產連續性高。煉鋼工序是鋼鐵行業最重要的工序，也是工藝最復雜的工序。目前國內
很多鋼鐵企業為了提高產品質量和降低成本，加大對煉鋼工序生產工藝優化，同時借助各種信息化工具替代傳統管理工具，來提高生產效率和管理水平確保產品質量。
[0003]目前，我國的大型鋼鐵生產企業大都采用的是一些新型的工藝生產設備，這些設備在設備控制級上已實現了很高的自動化，能夠為企業的生產調度提供大量的生產分析數據；同時，使用生產運營系統來生產設計、生產統計、績效管理等。在實際生產過程中，由于生產運營系統主要為企業管理的上層進行服務，對車間層的管理流程不提供直接和詳細的支持；而現場設備和工藝參數的監控雖然可以向管理人員提供現場檢測和統計數據，但是本身并非真正的管理系統；于是產生了企業計劃層與過程控制層之間的信息的“斷層”，即計劃與生產之間的斷層，因此，當現場生產發生實時事件時，企業管理人員無法在最短的時間內掌握生產現場的變化并作出準確的判讀和快速的應對措施，導致無法保證生產計劃得到合理而快速的修正。
[0004]國內外部分知名企業應用制造執行系統(manufacturing execut1n system，MES)將上層的產銷系統與底層的工業控制聯系在一起，通過信息傳遞對從訂單下達到產品完成的整個生產過程進行優化管理。當車間生產發生實時事件時，MES能對此及時作出反應、報告，并用當前的準確數據進行指導和處理，從而提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業環境。
[0005]現有技術中，鋼鐵企業在煉鋼過程中，操作者參與調度的方法主要是操作者根據經驗對現場情況進行判斷后進行相應的調整。部分具有生產現場管理的信息系統也只能管理到訂單，不能管理到各個產品的生命周期。同時，在生產計劃執行過程中，缺少對計劃執行情況全面監測和評估，在出現非正常生產情況時，缺少一套有效的實時調度決策支持系統。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于針對當前鋼鐵企業生產調度現狀，提供一種鋼鐵企業生產調度管理系統及方法，解決鋼鐵企業生產調度和設備匹配的難題。
[0007]為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案:
一種鋼鐵企業生產管調度管理系統，包括數據庫服務器、應用服務器、客戶端和實時監控系統，具體如下:
(I)數據庫服務器運行專業的關系數據庫管理系統，將接收到的生產計劃、生產現場的實時過程數據和計劃編排數據以及各種系統組態數據，存儲在數據庫中；
(2)應用服務器運行計劃編排方法、實時調度方法等組件，根據需要調用數據庫服務器中的數據，并將作業計劃與實時生產狀況生成圖文形式結果并將數據發送給所述數據庫服務器進行保存；
(3)客戶端通過訪問應用服務器獲取作業計劃與實時生產狀況，實現數據和圖形的顯示，并將一定的數據保存在本地計算機，實現數據的離線分析；
(4)實時監控系統采集生產現場的各種狀態信息和工藝數據經過數據處理和格式轉換，存入數據庫中。
[0008]其中，還包括手機終端服務器，將應用服務器處理后的結果，以彩信或信息的方式發送到相應的手機。
[0009]其中，所述實時監控系統包括數據采集系統、工業控制計算機系統或集散系統。
[0010]其中，所述應用服務器采用多任務多線程并列運行的方式進行實時數據處理。
[0011 ] 其中，所述客戶端根據崗位職責設置有不同的操作權限。
[0012]該系統根據工藝路線和設備參數，在計算機中執行相應的計劃編排程序，通過選擇不同的計劃編排方式，根據裝置能力、生產工藝流程、原料備料狀況等情況，遵循配額計劃，在符合本土化基礎上選擇產最大化、質量優先、穩定滿負荷生產等原則進行生產計劃編制，并將生產計劃下達到生產執行控制器。
[0013]該系統通過安裝在現場生產設備上的傳感器和控制器，實時監測生產過程中各種工藝參數、主要設備的工作狀態和關鍵參數，如出鋼時間、澆注時間等等，將生產流程中各生產裝置的控制變量與操作變量的實時測量值、生產設備與輔助設備的狀態，關鍵參數的和工藝參數、全廠范圍內生產運行的總體狀況、各單元間的物流，以及全廠關鍵點的異常工礦等，以生產流程圖等形式顯示出來，使調度人員對生產運行實況一目了然，便于進行監控。
[0014]該系統通過客戶端計算機顯示器上的各種畫面，顯示生產過程的各種狀態信息，主要對生產計劃的實際執行情況進行監控和跟蹤，讓用戶可以及時了解生產情況。
[0015]一種使用上述鋼鐵企業生產管調度管理系統進行鋼鐵企業生產調度的方法，按以下步驟實施:
(O計劃編制:根據銷售訂單，然后根據品種、規格、數量因素及對各因素的關注程度，確定相應的優先級，利用多種優化理論和智能優化算法，經應用服務器多次計算，把生產計劃分解成相應的煉鋼爐次單元計劃、連鑄饒次單元計劃；
(2)動態監控:利用實時監控系統將生產流程中各生產裝置的控制變量與操作變量的實時測量值、生產設備與輔助設備的狀態，關鍵參數的和工藝參數、全廠范圍內生產運行的總體狀況、各單元間的物流，以及全廠關鍵點的異常工礦等，以數據和/或圖形形式顯示出來，使調度人員對生產運行實況一目了然，便于進行監控；
(3)實時調度:采用動態調度方法對生產異常事件做出實時響應和生產進度表進行實時在線調整，以最終消除執行中的偏差，保證作業進度表的優化執行。
[0016]其中，所述動態調度方法如下:
(1)將生產的爐次基于規則指派到相應的生產設備上；
(2)根據優化目標建立一個線性規劃沖突消解模型，通過對模型的求解得到一個無沖突的、優化的調度計劃表；
(3)將尚未執行的作業計劃在原來的基礎上進行順延、節奏調整和路線更改，并將調整結果作為新作業計劃編制指令覆蓋掉對應的原計劃，實現計劃的滾動執行。
[0017]本發明的優點在于:將生產計劃自動編制與實時調度融為一體，解決了動態調度中的前后工序難以協調一致的問題，適用于具有混合流特點的鋼鐵生產企業。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的系統結構圖；
圖2是本發明的軟件功能分解圖。
[0019]其中，1、應用服務器，2、數據庫服務器，3、實時監控系統，4、工業計算機控制系統，
5、數據采集系統，6、集散系統，7、客戶端，8、手機終端服務器，9、手機，10、ERP系統，11、圖形界面，12、計劃編制，13、實時調度，14、算法庫，15、規則庫，16、數據庫。
[0020]計劃編制12:該模塊利用多種優化理論和智能優化算法，建立最優爐次計劃，最優澆注計劃和軋制計劃，為鋼鐵行業的生產計劃編制，提供一個優良的解決方案。
[0021]實時調度13包括:
(I)實時監控:實時監控主要是對生產計劃的實際執行情況進行監控和跟蹤，特別是生產過程出現的各種異常情況進行監控，然后以直觀的圖形方式反饋給調度部門。實時監控模塊可將底層系統監測到的數據反饋到管理層，以便管理人員能夠及時掌握生產進度并對異常進行控制。
[0022](2)動態調度:主要是針對實時監控得到的影響到生產的信息進行實時處理，借助模擬仿真和調度規則，對生產計劃進氣切合實際的調整，或者重新編制生產技術，動態調度模塊要為車間管理人員提供自動或者半自動的實時調度解決方案，以便協助陳建管理人員實現動態調度。
[0023]算法庫14:指在解決優化排產等問題中用到的不同優化算法，常規的有甘特圖法、排隊論方法等；人工智能的方法，如模擬退火、遺傳算法等。各種算法都以組件的方式進行封裝，便于今后的升級和擴充。
[0024]規則庫15:指在計劃排產和實施調度時用到的各種專家規則，如冶煉規則、組合調度順序的規則、非正常情況處理的規則等等。
【具體實施方式】
[0025]為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明進行詳細描述:
如圖1所示，本發明所提供的一種鋼鐵企業生產管調度管理系統，用于將ERP系統10與車間作業現場控制相連接，包括數據庫服務器2、應用服務器1、客戶端7和實時監控系統3，還包括手機終端服務器8。
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