Оптимизация

Наблюдатель, прогноз, оптимизация.

В связи с многочисленными влияющими факторами и частично противоречивыми критериями, задачи оптимизации производственных процессов могут усложниться за короткое время. Поэтому celano использует трехступенчатую оптимизационную модель.


Она может быть универсально адаптирована к самым разнообразным требованиям и производственным ситуациям.

ОПТИМИЗАЦИЯ
Производственные процессы

На основе нашего опыта и результатов симуляции (например, моделирования потока путем решения уравнений Навье — Стоксаа) заранее выполняется точное моделирование процесса. Данное моделирование служит для параллельного расчета наблюдателя как основы для расчета текущего состояния процесса. Затем прогноз определяет возможные будущие состояния процесса. После чего они используются оптимизацией для определения заданных значений, которые приводят к желаемому оптимальному процессу. В зависимости от требований, это делается линейными или нелинейными алгоритмами.

Рис.:  Трехступенчатая модель для оптимизации заданных значений температуры печи (пример)

Оптимизация celFCS

celano Furnace Control System – Энергосбережение и снижение вариации качества.

celFCS - sim

Симулятор печи celFCS - sim может быть использован для различных применений: Для последующего анализа завершенных термообработок используются уже заархивированные данные и отжиг повторяется («»Что происходило?»»). Указав теоретические данные, симуляция печи может поддержать разработку новых печей («»Что если?»»).

Рис.: 
Система управления печью celFCS - rhf –
Схематический температурный профиль в нагревательной печи

celFCS - tef

celFCS - tef (tempering furnace) для отпускных печей циклически задает заданные значения температур печной камеры и скорости вращения отдельных рольгангов.

Требуемая скорость материала, а также зазоры рассчитываются до поступления материала в печь, при этом учитываются геометрические, термодинамические и качественные характеристики и допуски.

Перебои в производственном процессе (например, холодная вытяжка) компенсируются непосредственно регулировкой скорости. Оптимизация позволяет улучшить качество закаленного и отпущенного материала за счет лучшего соблюдения допусков.

Производственная мощность увеличивается за счет использования celFCS — tef, например, за счет сокращения времени ожидания путем своевременного изменения целевых температур в камере печи, а также повышения эффективности использования печи путем оптимизации указания времени входа материала.

celFCS - rhf

celFCS - rhf (reheating furnace) для нагревательных печей рассчитывает как температуру материала в печи (в зависимости от геометрии и содержания сплава), так и температуру в камере печи с помощью многомерного учета.

На основании этого определяются целевые температуры для достижения вытяжной температуры. Оптимизация сводит к минимуму потребление энергии и окалину.

celFCS - rhf учитывает следующие критерии оптимизации:

  • максимальная и минимальная температура в различных зонах
  • максимальный объем газа на зону
  • максимально допустимый градиент нагрева в каждой зоне
  • максимальные поверхностные и краевые температуры
  • установка приоритетов
  • запланированные и незапланированные простои

celFCS - bas

celFCS - bas (batch annealing shop) для топочных печей используется для предварительного расчета заданного значения для данного штабеля (время выдержки, продолжительность охлаждения нагревательной вытяжки, запуск быстрого охлаждения, температура упаковки). Это позволяет избежать вторичного отжига и обеспечивает более широкий диапазон комбинаций рулонов (различные размеры, различные сплавы, различные качества). Если указано время охлаждения, то модель рассчитывает сокращение времени нагрева и тем самым одновременно снижает риск прилипания.

Рис.: Профилирование температуры с помощью регистратора данных ролоковой печи. Сравнение измеренной и рассчитанной температуры ядра.

celFCS - cal

celFCS - cal (continuous annealing line) для линий непрерывного отжига контролирует количество газа или температуру печной камеры. Здесь учитывается не только нагрев, но и охлаждение (струйное охлаждение). Определенные температурные профили материала достигаются путем указания температуры топочной камеры. Потому как система celFCS — cal быстро реагирует на снижение скорости, это приводит к улучшению качества продукта.

Количество материала, подлежащего девальвации из-за перегрева, и вариация температурных колебаний сведены к минимуму. Кроме того, осуществляется стандартизация управления печью.

Оптимизация celSSR

celano Scheduling Scarce Resources – Оптимальное использование ресурсов.

Растущая гибкость производства, отражаемая богатым ассортиментом и небольшими партиями, а также возрастающие требования к качеству оказывают большое давление на планирование и оптимизацию производственных процессов. Еще одна проблема связана со сложными производственными путями с их взаимодействием.

Рис.: Пример оптимизации

celSSR

celano сразработала инструмент для планирования производства (celSSR), который позволяет оптимально использовать ресурсы и тем самым увеличить объем производства.

Встроенный графический редактор позволяет легко фиксировать набор правил, вытекающих из требований производства.

Результат оптимизации, например, определенная производственная последовательность, может быть отображен как в табличной форме, так и в виде диаграмме Ганта. 

При использовании celSSR производственные заказы оптимально распределяются по существующим агрегатам и производственным установкам. Эффективность может быть повышена за счет одновременного использования системы управления печи celFCS, так как термические переключения в печи могут быть оптимизированы, я счет знания о последующем материале.