用于无缝钢管生产的物料数据管理方法及系统与流程

本发明涉及物料数据管理，具体为用于无缝钢管生产的物料数据管理方法及系统。

背景技术：

1、过程控制系统是mes系统与基础自动化的连接桥梁，采用标准成熟的工业通讯接口，自动采集生产线的各类数据，监视生产情况，从而实时掌握生产节拍、设备运转概况等，为mes系统提供数据源，也将mes系统与基础自动化系统数据进行整合，发挥集群效应。过程控制系统主要的一项功能是就是物料跟踪，特别是对于类似钢管生产企业来说更显得重要，近年来由于客户不但对于产品质量越来越看重，对于产品生产过程中的质量监管也越来越注重，尤其是用于核电、石油钻探、高压锅炉等特殊行业的无缝钢管，不仅国外用户，国内用户也开始要求生产企业建立逐支跟踪系统，实现对钢管过程质量的收集，能够随时追溯钢管生产数据，个别用户还特定要求交货时提供产品生产过程质量数据，因此为了保证物料跟踪的准确性，需要设计特定的跟踪算法满足项目需求。

2、目前的物料追踪系统主要是对无缝钢管生产过程中的加工信息进行收集，便于后续对于合格的无缝钢管进行追溯，但是对于在加工过程中下线的不合格的无缝钢管，其并没有继续对其后续处理进行追踪记录，并且不合格的无缝钢管长期堆在废料缓冲区，无法合理有效的对其进行回收再利用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于无缝钢管生产的物料数据管理方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：用于无缝钢管生产的物料数据管理方法，所述方法包括以下步骤：

3、步骤s1、制定生产计划，获取管捆信息，根据管捆信息进行入炉准备操作，并对管体赋予管号；

4、步骤s2、实时监测管体的生产信息，对管体的生产信息进行追踪，并将采集到的生产信息数据储存在数据库中，管体制造完成后，将该管体对应的管号以及所有生产信息提取出来，生成该支管体的生产追踪数据；

5、步骤s3、若管体在加工过程中下线，则标记为不合格管体，将不合格管体输送至废料缓冲区，采集不合格管体的不合格信息，并进行储存；

6、步骤s4、根据指定的特征筛选信息，对废料缓冲区中的不合格管体进行筛选，输出回收利用不合格管体的推荐方案。

7、进一步的，所述步骤s1包括：

8、步骤s101、接收mes系统下发的生产合同和生产计划信息，并按照合同标准组织实物信息，编制生产计划，将生产计划以管捆为单位下发至l2系统，所述管捆包括n支管体，l2系统根据生产计划组织生产；

9、步骤s102、根据管捆信息进行入炉准备操作，所述管捆信息包括管捆号、合同号、轧批号、钢级、材质、合同用户名称、管坯规格、成品规格和热处理方式；

10、步骤s103、根据生产顺序，为每一支管体赋予唯一的管号进行跟踪，所述管号为x。

11、进一步的，所述步骤s2包括：

12、步骤s201、根据生产工艺，对应划分数据储存区域，所述生产工艺包括环形炉加热、穿孔、轧机、热锯、再加热和定径；

13、步骤s202、追踪管体进行环形炉加热、穿孔、轧机、热锯、再加热和定径生产工艺过程中的生产信息，并将生产信息储存在对应的数据储存区域中，所述生产信息包括管体开始加工时间、管体加工过程和管体结束加工时间；

14、步骤s203、提取完成加工的管体的各个生产工艺的生产信息，生成管体的生产追踪数据，储存在数据库中，通过用户终端调取查看。

15、所述步骤s202中，环形炉加热的生产工艺中的生产信息储存过程为：

16、自动记录管坯进出炉时刻、进出炉温度；

17、跟踪每一支管坯在炉内料位，不同炉号之间通过空料位进行为区分；

18、记录每一支管坯进入每一加热区段的时刻，并自动计算每一管坯在各个加热区段的加热时间；

19、自动记录每一支钢管在炉内加热数据，并绘制加热曲线。

20、追踪环形炉加热的生产工艺中的生产信息的过程为：

21、管坯入炉时，l1系统发送入炉信号给l2系统，l2系统接收到信号后触发管坯入炉逻辑；

22、管坯入炉后进入跟踪，l1系统提供环形炉转动开始信号、转动结束信号，以及每次转动的角度信息发送给l2系统；

23、l2系统根据l1系统发送的环形炉转动信息，对环形炉转动信息进行处理，记录每一次转动信号和角度，并进行累计计算，根据角度累计逻辑计算管体在炉内的位置信息，并记录每一段的时刻、停留时间，绑定温度信息。

24、进一步的，所述步骤s3包括：

25、步骤s301、将未加工完成的下线管体标记为不合格管体，获取不合格管体的特征信息，所述特征信息包括管号、管体尺寸、管体长度、管体材质和下线时间；记录不合格管体的不合格原因，并输入不合格管体可保留的加工工艺，若无可保留的加工工艺，则记为0；

26、步骤s302、分析不合格原因对不合格管体造成的物理损伤，并采集物理损伤的特征图像，将其作为反区别特征，储存在不合格数据库中；

27、步骤s303、采集到反区别特征后，将反区别特征与不合格数据库中对比，若没有相同的反区别特征，则将反区别特征作为该不合格管体的标记特征；

28、若不合格数据库中有相同的反区别特征，则比较当前不合格管体与不合格数据库中的不合格管体的特征信息是否完全相同，若具有不相同的特征信息，则将不相同的特征信息作为该不合格管体的标记特征；

29、若特征信息完全相同，则对当前的不合格管体打标，将打标图案作为当前的不合格管体的标记特征；

30、步骤s304、回收再利用废料缓冲区中的不合格管体时，根据标记特征识别出该不合格管体的特征信息，匹配出该不合格管体的管号，自动将回收再利用的结果记录在该不合格管体的生产信息中，继续追踪该不合格管体的生产信息。

31、进一步的，所述步骤s4包括：

32、步骤s401、将管捆信息作为特征筛选信息，输入指定的特征筛选信息，筛选废料缓冲区中的不合格管体，提取符合特征筛选信息的不合格管体hn，形成筛选集合={h1，h2，h3......hn}；

33、步骤s402、根据加工工艺划分多个废料缓冲区ln，标记出每个废料缓冲区中符合特征筛选信息的不合格管体的数量为slh，将其中具有可保留的加工工艺的不合格管体的数量记为sl’，设定需要回收的不合格管体的数量为s总；

34、步骤s403、将管体的加工工艺根据时间顺序生成时间轴线，将筛选集合中不合格管体hn的可保留的加工工艺在时间轴线上标记出来，将每一根不合格管体h可保留的加工工艺的时间长度记为tn，以一个废料缓冲区为单位，将废料缓冲区中的每个不合格管体的可保留的加工工艺的时间长度求和，除于该废料缓冲区中具有可保留的加工工艺的不合格管体数量sl’，得到每个废料缓冲区的平均加工节省时间为jn，将各个废料缓存区的平均加工节省时间jn呈降序排列；

35、步骤s404、选取s总≤slh的废料缓冲区，若该废料缓冲区中的s总＞sl’，则计算s总-sl’的差值sa，将计算的差值sa形成集合，提取集合中差值最小的samin所对应的废料缓冲区，作为回收推荐方案，对废料缓冲区中的不合格管体进行回收利用；

36、若s总＞slh，则获取多个废料缓冲区中的不合格管体slh相加大于s总的组合方式，并计算每个组合方式中废料缓冲区的平均加工节省时间jn，选取平均加工节省时间最多的jnmax其所对应的组合方式，将该组合方式中对于作为回收推荐方案，对废料缓冲区中的不合格管体进行回收利用。

37、进一步的，所述l2系统为pcs系统，所述l1基础自动化系统。

38、用于无缝钢管生产的物料数据管理系统，所述管理系统包括处理器，以及可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的用于无缝钢管生产的物料数据管理方法的步骤。

39、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

40、本发明以物料跟踪和过程质量数据收集作为重要的出发点，实现以“支”为单位物料跟踪，实现了过程质量数据和加工参数的收集、绑定，既满足用户对钢管生产过程监管需求，也满足了客户对于钢管质量的追溯要求。

41、本发明通过采集不合格管体的不合格图像生成反区别特征，从而可利用不合格图像的独特性作为不合格管体的标记特征，尽可能减少自主打标，节约资源，并且可根据不合格管体的具体情况储存标记特征，既能满足区别不同不合格管体的要求，又无需重复记录每根不合格管体的相同信息，减少所占用的储存空间。

42、本发明通过分析每个废料缓冲区中的不合格管体的情况，根据不合格管体可保留的加工工艺，并结合需要回收利用的管体数量，推出回收推荐方案，对不合格管体进行充分的回收利用，尽可能的减少再次利用时需要加工的加工工序，既节约资源，又提高加工效率。