材料塑性成型工程学－生产工艺优化部分11.ppt

材料塑性成型工程学
原料-产品生产系统的优化
又称为计算机辅助生产管理系统
一、.计算机轧制辅助工程发展状况
二、生产系统的优化
三、工艺规程制订的数学模拟
一、计算机轧制辅助工程发展状况

. 国内外轧钢生产中的模拟和优化
研究
.国内外轧钢生产中原料-产品生
产系统的优化
.引言
目前在我国一提到计算机应用,人们往往想到自动化控制系统,而忽视技术决策支持系统的作用。
轧钢技术决策支持系统可为轧钢产品结构优化提供可靠的依据。同时,它本身就是工艺技术结构优化的一个重要方面。
美国钢铁学会组织众多专家、学者指出:
必须开发灵活的能够比较不同生产工艺和产品质量的方法,考虑带有一定柔性以适应不同生产路径或对现有工艺进行改造
我国国家冶金局规划发展司组织的冶金科技发展指南中也指出,“十五”期间,我国钢铁工业科技进步的具体目标与主要方向是:
(1) 优化钢铁生产流程,节能降成本,提高经济效益
(2) 以市场为导向,调整产品结构,提高实物质量和增加短缺品种
(3) 加强环保和资源综合利用,推进清洁生产,走可持续发展道路
(4) 提高钢铁企业生产过程的自动化水平和管理信息化水平
着重提出要大力研究钢铁企业内部各工序间的优化组合,充分发挥整条生产线的生产能力
21世纪轧钢技术进步将集中于生产工艺流程的连续化、紧凑化,过程控制将实现轧材性能的高品质化、品种规格多样化及控制和管理的计算机化和信息化。
计算机辅助轧钢生产管理系统(PPS)、计算机辅助工艺制定(CAP)
计算机辅助设计(CAD)
计算机辅助质量监控(CAQ)
计算机辅助工程(CAE)以及其他种种计算机辅助功能。
综合应用到整个轧钢生产过程中,形成了计算机集成生产系统(CIM)
图轧钢系统CIM方案。
其中轧钢技术决策支持系统提出决策或为决策提供依据,自动化控制系统是实现决策的执行系统。
. 国内外轧钢生产中的模拟和优化研究
用计算机模拟生产过程中各工段或各工序的配合以优化生产过程的协调性,模拟变形过程以优化变形参数以及其他工艺制度的优化,美国、德国、日本、加拿大和前苏联等国。
①生产过程的模拟与优化
美国开发了均热炉—初轧机仿真系统,均热坑数量和装入能力的优化设计及均热炉—轧机的合理配合和作业调度;
加拿大的轧钢厂直观仿真系统用于编制作业计划,减少了工序和生产时间,减少了中间库存。
②变形过程和参数的模拟与优化:
德国IBF研究所开发了轧制钢轨和工字钢等异型断面时变形区中各点的变形分布、温度分布等的模拟。
建立了轧材组织和性能与工艺参数间关系的模型。按工艺参数预报轧后轧材组织和性能,或者按产品性能要求优化控轧、控冷工艺制度。
德国、美国一些工厂还开发了无缝钢管在变形区中的形状变化、壁厚分布和各有关参数变化的模拟和图形显示系统,用以优化工具参数和轧机调整参数。
前苏联也建立了根据轧制工艺参数预报轧材性能或按轧材性能要求优化轧制工艺的程序系统。其中用于高精度型材拉拔工艺的系统。
③工艺制度的优化:
前苏联建立了钢锭从浇注到轧制成品整个过程中的热状态变化模型,得出综合能耗最小的钢锭加热制度。