钢铁企业mes中质量控制系统的研究与设计

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1、对制造执行系统的重要环节质量控制系统的设计进行深入的探讨与研究，并运用混合模型法建立与实现了质量控制采集子系统和质量检验判定子系统。　　本课题研究是福建省重大科技攻关项目——制造执行系统（ManufacturingExecutionSystem，MES）研究的一个重要分支，制造执行系统以福建三明钢铁厂的钢铁生产过程制造执行系统为主要研究对象，其主要包括生产计划和生产调度，钢铁生产工艺流程、生产过程自动控制，从原料进厂到产品出厂的物流控制，全过程的能源流控制，全过程的质量控制等研究内容，其中生产制造全过程的质量控制研究正是本课题研究

2、的主线。根据生产大多是一环套一环具有较强的连续性，要想大幅度提高产品质量，就必须对生产的每一个环节包括从原料、半成品到成品的各道工序进行严格的质量控制，这就从客观上要求钢铁企业必须建立一套科学、完整、高效的质量控制系统。　　1原型法与结构化生命周期法混合模型　　原型法的致命弱点是在开发初期，难于对整个系统的总目标有清晰的了解。结构化生命周期法虽然在系统分析和设计阶段，对系统的总目标有较为清楚的描述，但系统难于满足灵活多变的要求。为了克服单纯原型法与生命周期法的弱点，又产生了混合模型法。　　所谓混合模型法就是在系统分析和总体框架结构

3、，采用生命周期法，根据未来的发展目标，对系统的总目标和总体框架结构，进行清晰的描述，然后根据这些描述建立起系统原型，逐步补充，不断完善，形成最终的系统。　　混合模型既考虑了系统的主要要求，又考虑了在系统开发过程中的不确定因素，使得原型法和生命周期法相互取长补短。无疑混合模型是优于单纯原型法和生命周期的开发方法。目前，它正广泛地应用于计算机信息系统开发中。　　2质量控制系统的设计与功能结构　　钢铁质量控制系统主要分为两大部分：在线质量控制和离线质量控制。在线质量控制就是利用计算机在线采集生产过程中的生产工艺数据，并把数据长期存放在动

4、态数据库中，同时给数据添加动态显示和监视的功能，能较直观的观察数据的变化情况。离线质量控制就是建立一套离线数据库系统，利用规则和算法对大量的生产质量数据进行分析和判断，从中找出影响质量的异常因素，实现对工艺参数的优化，然后不断调整工艺参数来确保生产的钢铁产品尽可能满足质量要求。从系统实现来看，质量控制采集系统中动态数据库的建立属于在线质量控制，质量控制采集系统中离线数据库的建立和质量检验判定系统的建立属于离线质量控制。　　2.1质量控制采集子系统的数据库框架设计　　质量控制采集子系统包括各类参数的设置输入、数据采集、双机通讯、数据

5、处理、数据存储与管理、数据分析与计算、图形图表的生成、动态监视、图形图表显示、数据备份与打印输出等任务。模块之间的关系是，从PLC采集的现场数据发送到上位机上，利用上位机的通讯模块负责把PLC传送来的数据送到数据库中，它们之间的传送按照通讯协议进行的，连续不断送到上位机中，上位机中数据库应用程序到端口读取数据流，进行分析和取舍，分别绑定到数据库中的各个列上，送到动态数据库中的同时在前台进行工艺数据的监视，操作人员可以根据前台界面操作数据从而根据不同的需要来查询所关心的工艺数据，还可以根据工艺数据关系生成一些图形图表，更形象地观察数

6、据。　　质量控制采集子系统数据库的框架设计包括动态数据库的框架设计和离线数据库的框架设计两部分，其中动态数据库侧重数据的采集、存储和显示，离线数据库侧重查询和分析的功能。　　（1）动态数据库的框架设计　　（2）离线数据库的框架设计　　离线数据库的框架结构如图2所示，从图中可知，数据流的流向从外部数据的导入开始，其中生产工艺数据、钢铁化学成分数据、钢铁质量数据是在动态数据库中导出的，这些数据由管理模块分别以文本的形式导入到离线数据库中，在数据库中生成不同的表，然后再将这些表合成为一个的数据表，针对不同的查询条件对这些数据进行离线质量

7、分析。　　2.2质量检验判定子系统的功能结构　　质量检验判定是一种管理手段，它包括四个步骤：制定质量检验标准、评价标准的执行情况、偏离标准时采用纠正措施、安排改善标准的计划。由此，质量检验判定系统大致由质量基本资料控制系统、质量检测控制系统、质量分析控制系统、质量故障排除控制系统等组成。质量基本资料控制系统是指根据各生产环节的质量性能指标，建立相应的标准库、规则库、模型库并对各质量标准进行有效控制，通过该系统能及时了解整个生产过程中原料、半成品、成品的质量判定标准和规则，保证执行有效的化验指标，防止失效标准的误用及质量记录的流失。

8、质量检测控制系统是指根据质量基本资料提供的质量标准进行质量化验。质量分析控制系统负责对质量检测系统发出的检测数据进行数理统计分析处理和评价，并根据分析处理的结果为生产决策提供依据。质量故障排除系统指的是如何对生产出的不合格品进行技术处理，使其在最大