[发明专利]一种钢卷数据跨机组对齐方法

说明书

一种钢卷数据跨机组对齐方法，属冷轧生产工艺领域。其通过在前后两个机组的不同工位安装检测仪，检测出带钢外形特征沿长度方向的波动曲线，并对曲线进行重要特征的提取和储存；利用分段和比例缩放的方法，逐段将前后机组的两条曲线进行相似性匹配，当达到预设定的相似度目标值ε₀时，则该段匹配成功；如此反复，可实现前后机组带钢全长范围的匹配。其可找出前后机组的带钢长度位置的对应关系，根据附带大量生产过程数据的“位置”匹配，实现钢卷的智能识别和对齐，实现跨机组的对齐和数据传承，亦可反算出带钢切头、切尾量以及带钢因热处理过程或张力而引起的纵向延伸量。可广泛用于带钢各种加工、处理工艺的过程控制领域。

技术领域

本发明属于冷轧生产工艺领域，尤其涉及一种用于冷轧工艺控制的钢卷数据跨机组对齐方法和装置。

背景技术

智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势，世界上主要工业发达国家正在大力推进和应用。《中国制造2025》强调的一个主攻方向是“智能制造”，发展智能制造既符合我国制造业发展的内在要求，也是重塑我国制造业新优势，实现转型升级的必然选择。

数字化制造是智能制造的核心技术之一。一方面，微利时代，对钢铁企业的生产效率和生产成本提出更高的要求；另一方面，随着客户对产品质量的要求越来越高，钢铁企业内部对产品质量的控制更加严格，必须通过数字化精益制造，实现机组内带钢长度精确计算、过程数据在带钢长度方向的精确赋值，并实现跨机组数据传承，及时跟踪和分析产品质量异常原因。同时客户往往要求提供数字化钢卷交付，能够准确描述钢卷在任意长度位置的表面质量缺陷和性能等信息，以更好的指导使用，增加产品附加值。

钢铁制造业属于传统的“傻、大、黑、粗”的粗放型行业，从炼铁、炼钢、连铸、热轧、再到冷轧，典型的流程性制造业，在过去的生产模式下，各厂各生产线积累了大量的生产过程数据，但这些数据相互独立在各个系统中，基本束之高阁，很少应用。随着信息技术和数据处理技术的高速发展，传统流程性制造业制造过程的数字化价值凸显。以冷轧为例，一卷薄料钢卷全长几公里，高速穿带生产过程中，带钢途径若干个空间位置不同的工序，各工序工艺数据相互独立，且各工序设备时间标签也不统一，即使同一工序，全长几公里的板带，穿带生产过程中，也存在工艺参数和设备状态的波动，需要对这些实时参数进行时空转换，将其与带钢物理位置对应起来，并在此基础上，实现跨机组之间的数据传承，才能建立起全流程过程数据之间的勾联，搜集的数据才有利用价值。

目前，钢铁企业生产现状与需求存在较大差异，以某冷轧为例：

(1)机组内钢卷长度测不准：机组内钢卷计长方式是根据带钢名誉厚度与卷径换算得到，忽略了中间的间隙以及名誉厚度与实际厚度的误差。有时可以采用编码器进行计算，但由于辊子打滑或辊径的磨损而产生累积误差等因素，计算误差较大；在机组入、出口处，钢卷切头、切尾量均模糊不清，以热镀锌机组为例，在开卷区域，往往是由操作工根据实际情况，随机切取，且切取块数和切取长度缺乏数据信息，这就给机组内计长精度带来更大的误差。由于机组内带钢长度测不准，工艺和质量数据在带钢长度方向无法准确定位，因此无法实现跨机组数据的遗传与继承，定位误差往往达几十米，更无法实现跨机组数据的跟踪。为了控制带钢表面质量，数据搜集过程中，相关工艺和产品质量数据必须准确对应到钢卷长度方向的准确位置。

(2)有些机组(如热镀锌机组)设置热处理炉和张力矫直机，带钢穿过时会发生长度方向的塑性延伸，过程数据与带钢物理位置的对应关系亦发生变化，但延伸量很难测量和计算。

(3)各工序存在空间位置上的不同，高速前进的带钢经过各工序时，存在时间上的不同，且工序过程参数与带钢表面质量均是动态变化的。需要将这些参数与带钢长度方向的物理位置对应起来。

在流程性制造业，尤其是冷轧钢卷生产，此类高速的、连续的、多工序的、跨机组的流程性制造业中，欲实现全流程生产过程的数字化，建立生产过程数据与产品质量之间的对应关系，首先需要解决过程数据与带钢长度位置的对应关系，具体来说：

1)机组内生产过程数据与带钢物理位置的赋值方法；