面向钢铁连铸设备MRO的企业语义集成及业务协同平台

在分析以往维护、维修和大修信息支撑技术方案弊端的基础上,针对维护、维修和大修业务模式特点,借鉴面向服务的架构、语义Web服务及业务流程管理等相关标准、技术,建立了面向钢铁连铸设备维护、维修和大修的企业语义集成及业务协同平台,并深入研究了平台中维护、维修和大修知识层本体模型的构建,探讨了业务流程服务协同执行框架和基于本体映射的企业语义集成算法等平台实现的关键技术.结合面向钢铁连铸设备维护、维修和大修业务流程实例中的应用场景给出了原型示例.     

面向连铸设备维护维修和大修的知识模型

讨论了钢铁连铸设备生命周期内维护、维修与大修业务的特点和业内知识管理现状,在分析利用本体技术构建维护、维修和大修知识模型的意义之后,提出基于元本体、领域本体和应用本体三层结构用Web本体语言构建维护、维修和大修知识模型的思路:将元本体简单、合理的逻辑结构作为知识模型中抽象的顶层概念,来较优地体现事物之间具有的一般规律;在元本体之上结合维护、维修和大修领域知识结构构建领域本体;面向某钢铁企业连铸设备的维护、维修和大修业务,构建了设备结构、设备状态、设备故障和维护、维修和大修业务流程等相关知识模型.讨论了基于维护、维修和大修知识模型的可配置流程实例,以促进维护、维修和大修行业知识的共享与重用.     

基于复合维修物料清单的设备运行状态管理模型

为提高大型设备维护、维修和大修(MRO)服务的水平与效率,分析了MRO服务的特点和相应的维护需求,构建了面向设备维护的复合维修物料清单;针对设备MRO服务的数据管理和组织方式,设计了一种基于复合维修物料清单的设备维护与运行状态数据管理框架,并提出基于有限状态机的维护与运行状态演化模型。通过宝钢连铸设备运行状态管理系统的实施,验证了所提模型和方法的可行性与有效性。     

连铸机械常见故障与维修措施探讨

连续铸钢是钢铁生产中的新工艺,为钢铁工艺的进步和钢铁企业的发展提供了技术支撑。与传统工艺相比,连铸技术保障了铸坯的质量,节省了大量能源。随着连铸机械的不断深化应用,出现了各种故障问题,主要分为一般故障和电气故障两种,只有做好日常的检修和维修工作,才能降低故障发生概率,保障钢铁工艺生产。本文针对连铸机械常见故障与维修措施进行了分析研究,旨在减少故障保障生产。     

基于物联网和工业云的纺织机械远程运维系统运用

为了实现纺织机械设备的故障快速纠错和远程修复,为纺织生产企业提供准确、快速、低成本的设备监控及远程维修服务,提升客户效益,降低纺织机械制造商设备运维成本,开发了基于物联网和工业云的纺织机械远程运维系统。该远程运维系统利用工业互联网智能传输终端硬件、工业以太网通信、检测传感以及大数据等技术采集纺织机械设备的运行数据,实现设备远程监控、故障和警报的实时分析和通知、远程设备维保管理、设备预防性维护等功能。     

面向钢铁连铸设备维护维修和大修的智能点检系统

针对连铸生产线维护、维修和大修对设备故障预测的需求,设计了一种基于设备状态监控的智能点检系统,利用数据采集节点进行数据采集和本地化处理,通过无线通信传输数据.设计了摹于8051单片机的智能传感器节点,并提出了基于小波包分解一支持向量数据描述的设备性能退化描述算法.通过在钢铁连铸生产线中的应用,验证了所设计系统的可靠性和有效性.     

基于物联网和工业云的选矿设备状态监控系统

针对目前选矿设备的监控缺乏异常工况诊断、缺乏对运行数据的分析处理等情况,提出了基于物联网和工业云的选矿设备状态监控系统。该系统通过采用物联网技术实现了选矿设备运行实时数据的感知和检测;将设备监控系统与工业云相结合,采用微服务体系架构,实现了选矿设备状态监控系统功能的服务化,从而可以为不同选矿厂提供定制化的设备监控云服务;利用多传感器融合技术实现了视频数据与设备过程参数融合监控;利用故障诊断、移动互联等关键技术为选矿设备的智能监控提供了新思路。     

基于物联网技术的煤矿设备状态管理

介绍了物联网技术的概念,分析了物联网技术在机械设备组建安全监控系统、机械设备组建高效的运输系统及其他煤矿机械设备中的应用。该系统可对矿井设备信息进行动态跟踪采集,能够实现矿井设备从采购、验收、入库、出库、运行、维修直至报废的整个工作流程的动态管理,提高设备管理效率。     

过程工业动态的以可靠性为中心的维修研究及应用

针对过程工业设备类型、结构、运行和维护特点,研究过程工业以可靠性为中心的维修评估技术,开发集风险评估、状态监测、绩效审查、专业管理、档案管理为一体的动态的以可靠性为中心的维修决策系统。利用风险评估技术确定设备优先维护等级、优化维修内容、确定最佳维修时间指导设备维护和维修决策;状态监测用于故障诊断与预测确定设备预知性维修任务;绩效指标用于量化关键部件故障频率和故障后果,确定关键部件的最佳维修周期进而量化设备动态风险、确定预防性维修任务内容;专业管理是维修决策和维修内容的执行环节。开发的系统应用于中国石油某炼油厂,实现以信息为重要资源,以设备健康状态为依据,基于风险量化指标决策和设备量化风险动态管理,提高维修决策水平,确保了设备运行的安全性、可靠性和可用性。     

面向钢铁连铸设备的故障知识模型及构建研究

分析了连铸生产线故障知识层次与设备结构的关联关系,利用本体编辑工具Protege采用OWL语言对故障特征进行形式化的表示和编码,建立的模型为行业提供了通用的概念层次的统一标识。将模型应用于某大型钢铁设备检修企业的故障诊断系统中,并给出了该原型系统的结构与系统框架。     

A RESTful framework for Internet of things based on software defined network in modern manufacturing

In this paper, we first analyze the scalability and programming network architectures for Internet of things (IoT) in industries. Then, a representational state transfer(REST) framework for IoT based on software defined network (SDN) is proposed. Based on the proposed framework, control plane model and data plane model for IoT are proposed. In addition, a gateway model is provided to evaluate the proposed framework and use case results show that the proposed architectures are good for raw sensor data collecting. This framework provides a sharing mechanism for IoT in the modern manufacturing.     

MRO支持技术研究

为支持预测性维修为主的综合维修模式,从产品全生命周期管理角度出发,研究了产品生命中期阶段维护、维修和大修支持系统总体框架以及维护、维修和大修支持技术体系.在总结维修服务系统发展历程的基础上,分析了维护、维修和大修服务管理需求,给出了维护、维修和大修支持系统总体框架和支持技术体系.最后,阐述了维护、维修和大修支持技术体系各个部分的核心技术.     

Computational modeling and control system of continuous casting process

A finite difference model was developed and applied to calculate the temperature distribution and solid shell thickness profile of continuous cast in a steel plant and to control the process of continuous casting. In the developed model, the optimization module of the water distribution of secondary cooling zone was established according to the metallurgical criterion for billet and target temperature controlling principle. The quantitative relation expressions of casting speed and water amount can be regressed by the result data. Meanwhile, the non-linear material properties of specific heat and thermal conductivity as well as phase changes during solidification were considered in the model. The calculated results of the model were in good accordance with measured data in the steel plant. Finally, a continuous casting and control system was developed based on the model. The relations between technology parameters including casting speed, cooling intensity, superheat of melt, and the casting process were analyzed with the system. The system could also be used to predict the optimum process parameters and the water distribution of secondary cooling zone on the new steel grade continuous casting.     

风电齿轮箱行星齿轮用连铸坯的试验研究

为了验证合金钢连铸坯作为兆瓦级风电齿轮箱行星齿轮原材料是否能满足设计要求,在控制合金钢连铸坯冶金质量的前提下,进行试验研究.具体试验包括旋转弯曲疲劳试验、齿根弯曲疲劳试验、齿面接触疲劳试验等.最终得到的试验数据表明,对于内孔不小于300 mm的行星齿轮而言,使用合金钢连铸坯作为原材料,能够满足设计要求.     

连铸连轧生产电工钢板的工艺技术优势

论述我国钢板生产技术的现状,分析电工钢现有生产工艺技术关键及其所存在的问题.阐述连铸连轧工艺技术的发展情况,研究和分析采用中薄板坯连铸连轧生产电工钢的技术优势及可行性,提出连铸连轧生产电工钢的课题开发研究方向.     

Heat removal analysis on steel billets and slabs produced by continuous casting using numerical simulation

Simulation of a continuous casting process (CCP) is very important for improving industrial practices, reducing working times, and assuring safety operating conditions. The present work is focused on the development of a computational simulator to calculate and analyze heat removal during continuous casting of steel; routines for reading the geometrical configuration and operating conditions were developed for an easy management. Here, a finite difference method is used to solve the steel thermal behavior using a 2D computational array. Conduction, radiation, and forced convection equations are solved to simulate heat removal according to a steel position along the continuous casting machine. A graphical user interface (GUI) was also developed to display virtual sketches of the casting machines; moreover, computational facilities were programmed to show results such as temperature and solidification profiles. The results are analyzed and validated by comparison with industrial trials; finally, the influence of some industrial parameters such as casting speed and quenching conditions is analyzed to provide some recommendations in order to warrant safety operating conditions.     

基于PetriNet模型的钢铁厂铸坯跟踪系统

连铸生产过程与状态的实时跟踪记录,对提高钢厂生产效率与铸坯产品质量非常重要,但由于连铸过程的复杂性和不确定性,很难建立精确的数学模型来对连铸的生产条件、生产状态进行有效的分析。采用带抑止弧的P赋时有色PetriNet,建立了连铸前钢包炉次传递模型和连铸中钢坯状态跟踪模型,并对生产条件与状态进行了简单有效的分析。结合模型分析结果与采用GE的ProficyHMI／SCADA—iFIX软件现场实时采集的生产数据,在VisualStudio平台中开发出一套完整的钢铁连铸铸坯信息跟踪系统。     

基于结晶收缩特性的连铸矩形坯成形曲线研究

针对传统连铸结晶器效率低、拉坯速度慢、铸坯表面及形状缺陷等问题,设计并加工了一种高效、高速、高质(Efficient,speedy and quality, ESQ)连铸结晶器内腔形线。基于矩形坯结晶器内传热和结晶收缩行为特性,推导并建立了结晶器铜管内腔形线几何模型,运算得到形线曲线表达式和锥度表达式。根据连铸坯热交换收缩组成模型,针对高碳钢材料大矩形坯规格修正原模型及表达式,将优化结果与钢厂传统形线对比分析。依托Matlab/GUI二次开发了结晶器形线尺寸输出系统,为现有钢厂设计并加工了230 mm×170 mm断面U71Mn钢种结晶器芯棒和铜管,保持其他连铸条件基本不变,使现有连铸机拉坯速度从1.1 m/min提高至1.6～1.7 m/min。结果表明,得到的连铸坯产品表面质量与原产品相近,且并无形状缺陷,验证了模型计算的合理性和正确性。相比于传统连铸结晶器内腔形线,新形线曲线提高了结晶器的换热效率,且保证了铸坯质量,这为增加连铸坯产量提供了基础。     

基于主动学习GASVM分类器的连铸漏钢预报

针对在小样本数据情况下训练的连铸漏钢预报模型难以获得较高预报准确率的问题,提出了一种基于主动学习遗传算法-支持向量机（GASVM）分类器的漏钢预报算法。该算法首先将采集到的连铸结晶器坯壳温度数据进行预处理,并将有效数据进行标注;然后利用标注后的小样本数据和遗传算法来优化SVM的经验参数,训练并得到支持向量机模型;最后利用某钢厂采集到的连铸结晶器坯壳温度数据进行测试。测试结果表明,在利用小样本数据进行训练的情况下,所提出的基于主动学习GASVM分类器的连铸漏钢预报算法具有较高的漏钢预报率（预报精度）和100%的漏钢报出率,验证了所提漏钢预报算法的有效性。     

大型复杂装备MRO系统解决方案

Teamcenter for MRO:Maintenance,Repair & Overhaul 2009

蔡莉霞.褚学宁.张在房.程辉 面向复杂产品的多BOM转换建模与实现 2008(3)

刘东升.王建民.孙家广 工程更改管理的设计与实现 2001(7)

SIMMHAN Y L.PLALE B.GANNON D A survey of data provenance in e-science 2005(3)

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