磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

張會華,張 倩，亓魯剛 ，張麗麗

（1.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，河北 唐山 063299; 2.河鋼集團唐鋼公司，河北 唐山 063000）

軋輥是鋼鐵行業(yè)軋制工藝的關(guān)鍵生產(chǎn)備件，軋輥管理水平的高低直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)組織節(jié)奏及生產(chǎn)成本。近年來，隨著市場對高精度冷軋板帶材需求量的增加，以及中國智能制造理念深入產(chǎn)線，企業(yè)對磨輥車間的生產(chǎn)能力和加工質(zhì)量提出了更高的要求。目前鋼鐵行業(yè)內(nèi)磨輥車間管理能力水平不一，有的僅有基礎(chǔ)磨床自動化設(shè)備，缺少歷史使用數(shù)據(jù)指導磨削，有的軋輥存放混亂，信息匹配費時，造成加工時間延誤，數(shù)據(jù)信息化不足，軋輥數(shù)據(jù)與使用產(chǎn)線交互困難等[1]。雖然有些磨輥車間具有一定功能的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，但其系統(tǒng)大多管理功能簡單，偏重與磨床通訊存儲磨床數(shù)據(jù)。本文立足滿足河鋼唐鋼高強汽車板有限公司磨輥車間數(shù)據(jù)管理功能需求，并考慮融入廠二、三級計算機系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計開發(fā)了一套磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，投用后得到了良好的應(yīng)用效果。

1 磨輥車間工藝介紹

河鋼唐鋼高強汽車板有限公司磨輥車間主要任務(wù)是：1）為酸軋線、連退線及鍍鋅線的軋機和平整機提供工作輥、中間輥和支撐輥，并根據(jù)各類輥粗糙度、磨削量和輥形的要求進行磨削加工，以及對事故輥進行消缺處理；2）根據(jù)軋制工藝要求對部分工作輥表面進行毛化處理；3）從換下的工作輥、中間輥和支撐輥上拆下軸承座，并為加工好的軋輥裝上軸承座及重新配對；4）對軋輥及配件進行修理、清洗和維護，努力延長軋輥及配件使用壽命，減少生產(chǎn)成本[2]。

此設(shè)計前河鋼唐鋼高強汽車板有限公司磨輥車間的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要作用是用來查看磨床磨削數(shù)據(jù)，功能定制化不足，沒有發(fā)揮數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)有的信息化增強效果，因此造成磨輥間業(yè)務(wù)流程仍以線下紙質(zhì)輥卡為工作憑證，有很大的信息化提升空間，設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)用前磨輥間工作過程如下。

1.1 下線軋輥接收流程

下線軋輥由換輥小車送到磨輥間，舊輥使用方將相應(yīng)的紙板輥卡移交給磨輥間工作人員，并登記接收時間。磨輥間操作人員指揮天車工將軋輥吊至存放區(qū)。存放區(qū)分布在磨輥間多處，沒有嚴格區(qū)分，且軋輥在存放區(qū)擺放無序。

1.2 拆卸軸承流程

下線軋輥被天車搬運到拆裝區(qū)進行軸承拆卸工作。同時，輥卡交給拆卸人員，并登記拆卸時間。拆卸人員對軸承座和軋輥做簡單檢查，在輥卡上記錄軋輥狀況，并判斷軸承座是否需要維護。

1.3 靜置與磨削加工流程

拆卸軸承后，工作輥中間輥由天車搬運進磨輥區(qū)內(nèi)的靜置區(qū)。同時，輥卡被交到操作室操作工。操作工在一級界面輸入相應(yīng)輥號，完成輥號上線一級系統(tǒng)。磨削完成后，操作工將舊輥卡進行存檔，并在新的輥卡上記錄新的軋輥數(shù)據(jù)信息，同時登記磨削時間。軋輥新數(shù)據(jù)信息也會存于磨輥間二級數(shù)據(jù)庫中。

1.4 安裝軸承流程

軋輥磨削完成后，由天車吊至存放區(qū)，若需鍍鉻則送外鍍鉻。需要安裝軸承座的軋輥，由天車送至拆裝區(qū)。同時，新輥卡送至安裝人員，登記軸承座號和安裝時間。軸承座號信息也會儲存到磨輥間二級數(shù)據(jù)庫中。軋輥都是成對使用的，等配對的2個輥都安裝完軸承座后，由天車吊放至輥區(qū)存放。

1.5 出庫上線使用流程

軋輥加工完成后由換輥車送至產(chǎn)線，同時附帶輥卡，并在輥卡上登記送輥時間。產(chǎn)線使用軋輥時，需要在輥卡上登記上機時間，軋輥下線時，在輥卡上登記下線時間、軋制公里、軋制噸位，以及換輥原因等。然后，軋輥和輥卡由換輥車送到磨輥間，重復以上流程。

2 磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)功能介紹

以智能、便捷、定制為宗旨，致力于落實使用車間所需功能，完善原有管理系統(tǒng)不足，設(shè)計開發(fā)了一套智能制造磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，該功能示意如圖1所示。軋輥使用數(shù)據(jù)從不同產(chǎn)線二級系統(tǒng)傳回磨輥間管理系統(tǒng)，完全代替紙質(zhì)輥卡，為防止由于產(chǎn)線操作人員偶爾換輥操作不規(guī)范，致使返回數(shù)據(jù)有誤，磨輥間管理系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)校正功能。根據(jù)工種不同，管理系統(tǒng)客戶端界面分磨床功能區(qū)和裝配功能區(qū)兩部分，分別實施數(shù)據(jù)的管理操作。同時，考慮裝配區(qū)遠離主控室，裝配工從裝配區(qū)往返主控室錄入軋輥裝配信息費時費力，因此為裝配工開發(fā)了移動端APP，手持移動終端可以現(xiàn)場完成作業(yè)信息錄入。系統(tǒng)主要功能模塊如下：1） 通訊管理；2） 軋輥拆卸數(shù)據(jù)管理；3） 軋輥裝配數(shù)據(jù)管理；4）軋輥鍍鉻管理；5）軋輥磨削數(shù)據(jù)管理；6)磨削數(shù)據(jù)校正；7)使用數(shù)據(jù)收集與管理；8）使用數(shù)據(jù)校正；9)軸承座數(shù)據(jù)管理；10)班組生產(chǎn)報表；11)月輥耗報表；12)加強作業(yè)信息同步。

圖 1磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能示意

2.2 硬件設(shè)計

針對系統(tǒng)新功能實現(xiàn)需求，磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)增設(shè)一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)端程序的運行；增設(shè)2臺移動終端設(shè)備，開發(fā)APP便于裝配區(qū)實現(xiàn)移動遠程信息傳輸；操作平臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)客戶端安裝在原有的操作室客戶機上。以上設(shè)備利用以太網(wǎng)通信接入磨輥車間二級網(wǎng)絡(luò)，硬件網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

圖 2磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)硬件設(shè)計網(wǎng)絡(luò)圖

2.3 軟件設(shè)計

磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件設(shè)計主要涉及數(shù)據(jù)庫設(shè)計與客戶端人機交互界面設(shè)計。

2.3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是磨輥車間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)功能設(shè)計的主體，數(shù)據(jù)庫中的不同表格分別支撐系統(tǒng)的各個功能模塊。軋輥磨削數(shù)據(jù)表是磨輥間生產(chǎn)必備的重要數(shù)據(jù)表，記錄各輥加工歷史。設(shè)計見表1，表中數(shù)據(jù)主要來源于磨床設(shè)備，包含軋輥號、軋輥產(chǎn)線、磨削開始時間、磨削結(jié)束時間、輥徑、軋輥類型、粗糙度、硬度、輥形、錐度、裂紋、配對輥號等。

表 1軋輥磨削數(shù)據(jù)表設(shè)計

軋輥使用數(shù)據(jù)表是軋輥全流程數(shù)據(jù)管理的重要一環(huán)，該系統(tǒng)通過融入廠二、三級計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)磨輥間與各條產(chǎn)線二級系統(tǒng)交互軋輥數(shù)據(jù)，如表2所示，表格數(shù)據(jù)主要來源于產(chǎn)線的二級系統(tǒng)，包括軋輥號、軋輥產(chǎn)線、軋輥類型、機架號、上線時間、下線時間、軋制公里數(shù)、軋制噸數(shù)、換輥原因等。

表 2軋輥使用數(shù)據(jù)表設(shè)計

2.3.2 客戶端界面設(shè)計

客戶端界面根據(jù)工種劃分為磨床組、裝配組和技術(shù)組3個界面。磨床組包含多個頁面可以查看下線輥的下線時間，設(shè)置軋輥靜置時間，修正磨削數(shù)據(jù)，標記是否送出鍍鉻等。裝配組包含多個頁面用于顯示快速拆對、拆座、配對、裝座，自動形成軋輥運行記錄表。技術(shù)組包含多個頁面用于核對下線輥數(shù)據(jù)是否正常，是否與輥卡一致，修改默認設(shè)置等。

界面設(shè)置功能用于個人密碼修改，查看值班表，技術(shù)員可以根據(jù)需要添加員工名單。公告欄界面用于展示重要公告，系統(tǒng)60 min內(nèi)無人操作，會自動退出跳到公告欄。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

本文通過2個主要功能界面，詳細介紹系統(tǒng)功能應(yīng)用。

3.1 磨床組界面

磨床組主要有下線靜置時間管理、磨削數(shù)據(jù)管理、鍍鉻輥管理3個操作界面。圖3展示了磨削數(shù)據(jù)管理界面，界面表格區(qū)主要按時間倒序顯示4臺磨床的磨削記錄，操作人員可以通過右側(cè)下拉框按生產(chǎn)班組或生產(chǎn)日期查詢生產(chǎn)記錄。單擊每條記錄可以在上方查看該軋輥的更多屬性信息，雙擊每條記錄會彈出窗口顯示該軋輥歷史磨削記錄。點擊右上角的智能檢查按鈕，會檢查磨削量是否超限，輥號是否錯誤，軋輥屬性值是否同步等。

3.2 裝配組界面

裝配組界面主要是裝配操作界面和軋輥運行記錄臺賬展示界面。如圖4所示，界面中間顯示區(qū)可以顯示不同功能表格：軋輥號分類統(tǒng)計表，可以點擊各列篩選相應(yīng)類型軋輥；軋輥信息表，包含必要的軋輥裝配相關(guān)屬性信息；軋輥配對表，顯示軋輥是否配對及配對信息；軸承與軸承座信息區(qū)，展示裝配明細。界面右側(cè)自上而下分別是輥號模糊查詢區(qū)、配對選輥區(qū)、軋輥配對安裝區(qū)。配對按鈕會對即將配對軋輥進行輥徑、類型等參數(shù)檢查，然后彈窗提示，裝座下拉框會根據(jù)軋輥類型智能篩選縮小范圍。軋輥拆卸區(qū)有智能一鍵拆對拆座，方便操作。備輥區(qū)功能是為軋輥送往產(chǎn)線做最后的檢查。

圖 3 磨床組磨削數(shù)據(jù)管理界面

圖 4 裝配組裝配操作界面

4 結(jié)論

磨輥間管理系統(tǒng)開發(fā)完成后，2018年6月開始在河鋼唐鋼高強汽車板有限公司全面上線運行，實現(xiàn)了各條產(chǎn)線與磨輥間系統(tǒng)之間軋輥磨削與使用數(shù)據(jù)的良好互動，加快了生產(chǎn)節(jié)奏；該系統(tǒng)通過軋輥全流程數(shù)據(jù)跟蹤管理，指導軋輥磨削加工，有效提高了加工質(zhì)量，延長了軋輥壽命，減少了生產(chǎn)成本。此外系統(tǒng)設(shè)計了更符合操作人員習慣的友好畫面，自上線后得到磨輥車間操作人員的認可，大大節(jié)省了操作時間，提高了工作效率和產(chǎn)量。