冷軋酸洗產(chǎn)品表面缺陷分析及質(zhì)量控制

田志偉

[摘 要]冷軋酸洗產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程包括煉鋼、熱軋、酸洗，其涉及范圍廣泛，僅僅通過(guò)關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程來(lái)控制產(chǎn)品質(zhì)量有其局限性，而且在不同的生產(chǎn)環(huán)境，影響冷軋酸洗產(chǎn)品質(zhì)量的因素可能不同。本文主要研究?jī)?nèi)容是根據(jù)某鋼鐵企業(yè)冷軋酸洗產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，使用SAS Enterprise Miner工具提供的二分決策樹(shù)、邏輯回歸、多分決策樹(shù)模型等數(shù)據(jù)挖掘模型來(lái)分析冷軋酸洗產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷，通過(guò)SAS Enterprise Miner提供的評(píng)分工具以及企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況對(duì)各模型進(jìn)行評(píng)分，選擇最為適用的模型一一多分決策樹(shù)，并將其應(yīng)用于冷軋酸洗產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷分析中，產(chǎn)生了較好的效果。

[關(guān)鍵詞]質(zhì)量缺陷 數(shù)據(jù)挖掘 SAS 酸洗

中圖分類號(hào)：O006 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0013-01

1 研究背景

鋼鐵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的中流砥柱，是國(guó)家的命脈，是國(guó)家生存和發(fā)展的物質(zhì)保障。鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵企業(yè)的發(fā)展是國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平和綜合國(guó)力提高的重要標(biāo)志。隨著國(guó)際產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展取得了巨大成就。冷軋酸洗產(chǎn)品是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)品，其在汽車板、冰箱殼等民用行業(yè)均有重要的應(yīng)用。但酸洗產(chǎn)品的生產(chǎn)和推廣在我國(guó)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)處于起步階段，產(chǎn)品不合格率較高，隨著冷軋鋼帶用戶對(duì)表面質(zhì)量要求的提高，冷軋鋼帶表面缺陷越來(lái)越受到關(guān)注，為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，提高企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，分析出影響酸洗產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷的因素，從而有效的提高酸洗產(chǎn)品質(zhì)量是現(xiàn)階段各鋼鐵公司研究的重點(diǎn)方向。 隨著中國(guó)加入 WTO，各行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加強(qiáng)，各鋼鐵公司逐漸感受到同歐、美等國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的壓力，都在努力尋求降低企業(yè)成本的有效途徑。其中降低企業(yè)成本的主要方法有：降低原料成本；降低人工成本；降低產(chǎn)品不合格率，其中存在表面質(zhì)量缺陷的酸洗產(chǎn)品在冷軋酸洗不合格產(chǎn)品中占有較大的比重。通過(guò)對(duì)上述因素的分析，可以知道在目前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)前提下，提高酸洗產(chǎn)品表面判定合格率是降低企業(yè)成本的最有效途徑。各企業(yè)均投入較大的人力以提高產(chǎn)品合格率。

2 研究意義

盡管所有鋼鐵企業(yè)都能有這樣的共識(shí)，高質(zhì)量的產(chǎn)品是產(chǎn)出來(lái)的，而不是檢測(cè)數(shù)來(lái)的。但是，在設(shè)備、工藝水平均有了較大的提高后，嚴(yán)格產(chǎn)品質(zhì)量控制仍然是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)技術(shù)重點(diǎn)，也是技術(shù)攻關(guān)的難點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)冷軋酸洗產(chǎn)品高合格率的生產(chǎn)對(duì)提高酸洗產(chǎn)品生產(chǎn)效率，合同完成率，以及提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力將起到較為明顯的積極作用。具體的來(lái)講，冷軋酸洗產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷分析對(duì)鋼鐵企業(yè)的發(fā)展具有以下三個(gè)方面的意義。

（1） 提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少合同完成周期。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致用戶要求越來(lái)高，同時(shí)冷軋產(chǎn)品在冰箱鐵皮、汽車薄板等民用行業(yè)的普遍使用，使得其要求大大提高。同時(shí)為了企業(yè)的正常經(jīng)營(yíng)，若不能較快的分析出影響產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)因素，將大大降低生產(chǎn)的效率，同時(shí)將影響合同的完成進(jìn)度。因此，如果沒(méi)有快速、準(zhǔn)確的冷軋酸洗產(chǎn)品表面缺陷分析的方法，就無(wú)法在正常生產(chǎn)條件下達(dá)到上述的目標(biāo)。

（2） 提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

國(guó)內(nèi)很多鋼鐵企業(yè)質(zhì)量缺陷原因分析均還停留在人工分析階段，這種分析方式會(huì)帶來(lái)不準(zhǔn)確和不及時(shí)兩個(gè)弊端，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：由人工分析質(zhì)量缺陷原因會(huì)受到個(gè)人固定思維的影響，較難分析出真實(shí)影響質(zhì)量缺陷的原因；在人工分析的情況下，將受生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的影響較大，這對(duì)工人的整體素質(zhì)要求較高；人工分析需要較長(zhǎng)的時(shí)間，在企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，將可能出現(xiàn)同樣質(zhì)量問(wèn)題重復(fù)出現(xiàn)在同一批及下一批產(chǎn)品中的情況，這將大大降低企業(yè)生產(chǎn)的效率，提高企業(yè)的運(yùn)行成本。

（3） 減少經(jīng)濟(jì)損失，維護(hù)企業(yè)信譽(yù)。

由于部分質(zhì)量缺陷原因不能快速有效的被分析出來(lái)，導(dǎo)致合同完成周期延長(zhǎng)，甚至造成用戶索賠，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的市場(chǎng)形象，降低了用戶對(duì)產(chǎn)品的信任度。因此，保持和提高冷軋酸洗產(chǎn)品的表面質(zhì)量，為用戶提供完整準(zhǔn)確的質(zhì)量記錄，不僅僅是減少賠償、減少浪費(fèi)的問(wèn)題，而且是維護(hù)企業(yè)形象和信譽(yù)的重大問(wèn)題。

3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

3.1 鋼鐵企業(yè)質(zhì)量控制的發(fā)展歷程

隨著企業(yè)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和企業(yè)的知名度，各鋼鐵企業(yè)均在努力尋求提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。在此市場(chǎng)環(huán)境下，質(zhì)量管理概念應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸成功國(guó)內(nèi)外各鋼鐵公司研究的重點(diǎn)方向。隨著質(zhì)量管理概念逐漸成熟，后來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了面向過(guò)程的質(zhì)量管理的概念。 鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程介于離散生產(chǎn)過(guò)程和連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程之間，是半流程半離散型，也稱為混合型生產(chǎn)過(guò)程。鋼鐵生產(chǎn)是將幾十噸的鋼水一步步地轉(zhuǎn)換成用戶要求的各種產(chǎn)品，其制造過(guò)程是一個(gè)分解的過(guò)程，是化整（鋼水）為零（客戶合同）的過(guò)程，而它的計(jì)劃過(guò)程則是化零為整，即進(jìn)行組爐與組批。鋼鐵公司采用過(guò)程結(jié)構(gòu)和配方進(jìn)行物料需求總體計(jì)劃。其配方不但代表著成分比率，還代表著企業(yè)的生產(chǎn)水平。鋼鐵生產(chǎn)主要是按合同組織生產(chǎn)，屬于訂單式生產(chǎn)，其整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程管理為現(xiàn)場(chǎng)控制主導(dǎo)型生產(chǎn)管理方法，生產(chǎn)過(guò)程中前一工序的生產(chǎn)是按后續(xù)工序的需求來(lái)確定的。

3.2 國(guó)內(nèi)鋼鐵質(zhì)量缺陷分析發(fā)展現(xiàn)狀

隨著 AMR 提出的 ERP/MES/Control 三層企業(yè)集成系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用，為各鋼鐵企業(yè)的質(zhì)量管理起到了重要的作用。為質(zhì)量缺陷分析提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 ERP 在各鋼鐵企業(yè)的實(shí)施和運(yùn)行，其從整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的宏觀控制上為各企業(yè)的質(zhì)量管理起到了重要的作用。但其在具體質(zhì)量缺陷分析中卻束手無(wú)策，在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下，質(zhì)量缺陷會(huì)給企業(yè)的生產(chǎn)甚至企業(yè)的信譽(yù)帶來(lái)較為嚴(yán)重的破壞。在 ERP 系統(tǒng)高質(zhì)量數(shù)據(jù)提供的良好前提下，國(guó)內(nèi)外各鋼鐵企業(yè)均在積極尋求分析質(zhì)量缺陷產(chǎn)生因素的方法。 國(guó)內(nèi)由于企業(yè)信息化普及程度并不高，其分析方法有限，國(guó)內(nèi)較為普遍的分析方法有：人工進(jìn)行質(zhì)量缺陷分析；實(shí)驗(yàn)方法對(duì)質(zhì)量缺陷分析。

3.3 數(shù)據(jù)挖掘在國(guó)外的發(fā)展與應(yīng)用

國(guó)外信息化普及較早，同時(shí)計(jì)算機(jī)在國(guó)外鋼鐵行業(yè)普及度較高。隨著上世紀(jì)數(shù)據(jù)挖掘概念的提出，數(shù)據(jù)挖掘在國(guó)外的發(fā)展空前繁榮。其在國(guó)外諸多行業(yè)均有成功應(yīng)用。主要有數(shù)據(jù)庫(kù)營(yíng)銷背景分析、客戶群體劃分、以及欺詐發(fā)現(xiàn)、客戶信用記分等。國(guó)外各鋼鐵公司均將目光投到數(shù)據(jù)挖掘的研究中，希望從中找到將數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用于鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量分析的可能性。經(jīng)過(guò)多年的研究，數(shù)據(jù)挖掘在國(guó)外鋼鐵企業(yè)質(zhì)量控制、質(zhì)量改進(jìn)等生產(chǎn)過(guò)程分析等方面有成功應(yīng)用。通過(guò)這些成功的應(yīng)用，國(guó)外各鋼鐵公司均找到了解決鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量缺陷分析方法。由此，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)成功的在各鋼鐵公司產(chǎn)品質(zhì)量缺陷原因分析中應(yīng)用。其中較為著名的有美國(guó)鋼鐵公司和神戶鋼鐵公司利用基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的 ISPA系統(tǒng)，研究分析產(chǎn)品性能規(guī)律和進(jìn)行質(zhì)量控制，取得了顯著效果。

4 研究方案及可行性

冷軋產(chǎn)品已成為汽車生產(chǎn)、機(jī)械制造、化工、航空航天、造船等工業(yè)不可缺少的原材料，但由于軋制設(shè)備、加工工藝等方面原因，導(dǎo)致帶鋼表面形成輥印、擦傷、孔洞、氧化色、壓痕、飛邊等不同類型的質(zhì)量缺陷，從而影響了最終產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因此必須加強(qiáng)對(duì)冷軋酸洗產(chǎn)品表面缺陷的分析。 目前，國(guó)內(nèi)很多大型鋼鐵企業(yè)對(duì)冷軋酸洗產(chǎn)品表面缺陷的分析采用人工檢測(cè)的方法，這種方法不僅會(huì)造成大量的漏洞和誤判，而且還會(huì)產(chǎn)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)各異的情況，已不能適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展需要。近年來(lái)，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的飛速發(fā)展，為冷軋酸洗產(chǎn)品表面缺陷分析的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。因此，各大企業(yè)都斥巨資對(duì)冷軋酸洗產(chǎn)品表面缺陷的分析方法進(jìn)行研究，以達(dá)到提高酸洗產(chǎn)品合格率的目的。

參考文獻(xiàn)

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