（机械工程专业论文）太钢不锈冷轧厂生产信息管理与库存优化研究.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 太钢不锈冷轧厂生产信息管理与库存优化研究 专业：机械工程 硕士生：马新慧 指导教师：原思聪教授 摘要 本文根据太钢不锈冷轧厂的基本生产过程，对不锈冷轧厂生产信息系统的数据库模 型及数据流进行了详细分析，阐述了实现不锈冷轧厂生产信息系统设计的思路、开发该 系统的基本要求以及数据库的基本模型，此外还提出了开发系统应注意的事项。 在对不锈冷轧厂库存分析研究的基础上，提出了以库存时间为目标的库存优化模 型，并用冷轧厂2 0 0 0 2 0 0 3 年的生产数据进行验证，该模型对冷轧厂未来的生产管理 有指导作用，对企业今后的发展和企业领导的科学决策具有重要意义。 本文对太钢不锈冷轧厂实现生产过程的计算机管理，从而达到科学管理的目的具有 重要意义。 关键词】：库存分析； 库存优化模型；数据库模型：生产信息系统 论文类型 ：应用基础 两安建筑科技大学硕士学位论文 r e s e a r c ho nt h ep r o d u c t i o ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma n d o p t i m i z e dm o d e l o fs t o c kf o rs t a i n l e s ss t e e lr o l l i n gf a c t o r y s p e c i a l t y ： n a m e ： i n s t r u c t o r ： m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g m ax i n h u i p r o f y u a ns i c o n g a b s t r a c t a e c o r d i n gt ot h eb a s i cp r o d u c i n gp r o c e s s ，w em a d eap a t i c u l a ra n a l y s i st ot h ed a t a b a s em o d e lo f t h ep r o d u c ei n f o r m a t i o ns y s t e mo fs t a i n l e s ss t e e lr o l l i n gf a c t o r yo ft a i y u a ni r o na n ds t e e l g r o u pc o m p a n yl t d ，e x p a t i a t e dt h em a i ni d e a ，b a s i cr e q u i r e m e n to ft h ep r o d u c ei n f o r m a t i o n s y s t e m ，t h em o d e lo f t h ed a t a b a s es y s t e me t c 。 o nt h eb a s i so ft h ei n v e s t i g a t i o nt ot h es t o c ko fs t a i n l e s ss t e e lr o l l i n gf a c t o r y , w ea d o p t e d o p t i m i z e dm o d e lo fs t o c kw h i c ha i m e da ts t o c kt i m e ，a n dm a d eu s eo ft h ed a t af r o m2 0 0 0t o 2 0 0 3t ov a l i d a t et h em o d e l t h i sm o d e lw i l li n s t r u c tt h ep r o d u c i n ga n dm a n a g e m e n ta n di ti s i m p o r t a n tt ot h ed e v e l o p m e n to f t h ee n t e r p r i z ea n dt h es c i e n c ed e c i s i o n - m a k i n go f t h el e a d e r w er e a l i z e dc o m p u t e rm a n a m e n tt ot h ep r o d u c i n gp r o c e s so f o fs t a i n l e s ss t e e lr o l l i n gf a c t o r y o ft a i y u a ni r o na n ds t e e lg r o u pc o m p a n yl t d 。i nt h i st e x t ，w h i c hi si m p o r t a n tt oa t t a i nt h e p u r p o s eo f t h es c i e n c em a n a g e m e n t k e yw o r d ：a n a l y s i so f s t o c k ，o p t i m i z e dm o d e lo f s t o c k ，d a t a b a s em o d e l ，p r o d u c ei n f o r m a t i o n s y s t e r n t h e s i st y p e ：a p p l i c a t i o na n df o u n d a t i o n 声明 y 。6 1 6 8 1 8 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 乍及取得熬硬究藏聚。尽我所翔，除了文中特澍瓣醚标注和致落鹣墟方努， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他 人强其它单位己申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 惠对本褫究辑骰翡艨有荧献均已在论文巾佟了明确的淡臻并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之她，本人承担一切相关责任。 一：习蝗嘲：倒 关于论文使用授权的说明 本人完全了解鼹安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，& 口； 学校鸯较景聱送交论文酶复印斧，允诲沦文棱查阂葶嚣错阅；学校霹戳公枣 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它艇制手段保存论文。 ( 保密的论文在沧文解密后应遵守此规定) 论文捧者签名弓睫 导酃签名： 浅； 蠢穗既要黠在论文罄蕊。 霸期衩潲矗“ 1 引言 睫蛰我国熬入整赛爨爨组织，不锈钢冷季l 褥监露嚆羲空 ；誊激燕戆竞争。为了提高竞争 能力，加强生产管理创新力度，减员增效，加快资金周转，太钢不锈钢冷轧厂迫切要求丌 发生产嵇息系统与痒存侥纯。为了开发不锈钢冷辄厂生产信息系统与黪存优亿，魂结台刀。 发实践，对不锈钢冷轧厂生产信息系统与库存优化的设计和实现过程进行探讨。 l 。l 太钢不锈冷轧厂的生产管理和库存现状 太钢不锈钢冷轧厂怒我国最大的冷轧不锈钢宽带薄板专业生产厂，可生产2 0 0 、3 0 0 、 4 0 0 系列、_ 摹度斑o 5 弓，o m m 各葶孛援撂鼹不锈镪冷霉l 卷板，亦可生产3 ，8 6 o m m 不锈镄热 轧酸洗卷，2 0 0 3 年不锈钢产量达到4 0 万吨。 集甏公司强滋了要建设具有颡际承平的浚不锈锈为主静特豫钢企业磊标，在2 0 0 5 年不 锈钢冷轧厂将具备1 0 0 万吨不锈钢生产能力，成为全球最大的单车间不锈钢生产专业厂寒。 随著不锈诵的使用穗围越来越广泛，对不锈钢产品的夕 观和质量掇出了更离的要求。 但不锈钢生产工芑复杂，生产工序多，对生产缎织要求离，如何保证生产均镶、稳定、有 序；保诫物流正常周转，协调平衡各机组间的生产能力，最大效益化的组织生产，保持合 疆鳆痒菇量，搜本厂当兹生产中造切震器艇决的遗遂。 由于不锈钢冷轧厂怒在1 9 9 7 年1 0 条生产线年产3 万吨的熬础上，在原址上通过不断 遥幸亍设餐改造、增容等攒疆发麓戮霞蔫蕤有2 2 条生产线、年产鬟达弱4 0 万蘸蹩三产麓力。 在生产工艺流程( 参见图1 1 ) 和机组平面布置( 参见圈1 2 ) 上存在一定的缺陷，这对有 散组织羹产增加了难度。 2 0 0 3 年冷轧厂的年产量达到4 0 万吨成品生产能力，根据成材率计算使用原料数鬣达 到4 5 万吨钢卷数量达到3 5 万个，平均每月流通量为3 7 5 万吨，钢卷数量为3 0 0 0 余祛， 按照生产工艺滚攘理论计算，每个镪卷剃残品出厂期阍霉转运7 次，绘现场锈淀转运謦鞋统 计带来很大困难。 逶：j 篷强1 1 掰承工艺滚程及辫t 2 瓒累视缝平嚣毒黉潮可敬纛密，不锈镪生产工艺遭程， 包括原料退火酸洗一轧机轧制一成品退火酸洗一平整机一精整机组一包涟一发运。但现场 机组平瑟布置图上相应枫组布弱分散，不符合工艺流程，加大了钢卷流通周转次数。嗣时 由于机缎能力的不平衡和生产中的突发枣件，会造成一系列问题，例如热线、混线酸洗后 嚣安建燕辩技大学硬学位论文 圈l ；1生产= 王麓滚程国 塑耋壅墼塾垫奎兰堡圭耋堡堡茎 l 准备机组l 热0 鼻光 八辊机组l 线冷亮 机 线机 罗思轧机 组机组 组1 # 两辊 修 1 # 纵切 磨 机 1 #1 # 横轧 1 拌2 样 组 冷冷 切机 线线 2 拌 2 抖纵 横切 切 混 2 拌 线包平 2 撑 机 装整 轧 组现 机 场 2 拌3 拌4 拌3 撑 修纵纵轧 磨 切 切机 机 组 图1 2机组平面布置图 ( 注：粗线表示车间，钢卷需通过电瓶车进行车间之间转运) 嚣安建筑秘接大学颈学垃论文 的原料可供4 台轧枫轧捌，如何进行合理分配? l 孬轧枫轧制完成的钢卷在保证o 搏冷线、光 亮机组用料后如何调度到l 、2 # 冷线使用? 1 撑、2 f 冷线酸洗后的钢卷2 拌平整机消化不了如 何转到1 平整机加工? 如何平衡4 条纵切线的剪切能力? 出现紧急事件或上道工序不能为 下邀王j 葶备足原料热何进行决断，优亿选撵黢经处置方案，撼损失终到最低? 如何对当翁 生产滋浚进行评徐? 翔秘瓣生产质量获凝避行评价? 螽肖对合闲完成信凝评傍等? 邋过对生产报表和记淤分析，还发现生产过程存在以下问题： 混线、热线原料的分配引发轧机轧制问题 幽计划员根据生产计划寻找相应卡片后，通知吊运工现场寻找钢卷，找到铡卷后通知 诗鞠燹霉壤蕹合同及毒b 糗羹蘸获嚣逶絮瑟运王转到穗应筑瓠，诗翊受确认焉下达谤划缀织 轧制。程序繁琐，一虽中间环节出现衔接问题或人工作业偏麓，极易造成轧枫停车或计划 未能及时下达的问题。 产量的统计偏差问题 生产工段、生产秘、技术辩等单位均对人工填写豹掇表避行绞计，毽每月三个摹位对 梳缀滟产量核算慈存奁偏差，给生产成本按簿、工作韭绩评价、奖金发放等造成影鞠，不 利于工作的开展。 使用人工纪录方法导致可追踪性能藏 如现场有一卷钢卷巍予存放对闻长，需缀织补卡片处理。假嚣簧专人在大量的强始台 派中寻我该镄卷匏稳关数摅。 产品库存清查工作复杂，造成统计数据的不准确健 每月1 日零时对农产库存的清查工作，浠组织5 7 人在统一时间内对现场所有钢卷进 行滴巍。由于钢卷集中搬放，有些数据不熊记录，对再生产过程中处于流通状态的钢卷往 往誊燕复记录或漏记，谶霖爱鳃在产表还嚣专人芘费三至嚣天时耀送行数据戆整理黯缀， 统计出的数据时间滞焉，准确率低，容器给警冀生产计划产生错误信息，造成向上道工序 要料数量不准确或超数墩轧制等，影响当月合同的完成。 随着生产规模的逐步扩大，各机组前的铸料生产准备工作熙加复杂，人工上作翁造成 镳簸，不能合理地组织器工序储料。为了儇诞生产豹正常运转，往往需储备大量钢豢餐用， 逡袋镶卷豹洚整，不麓澎成合理疼存，占瘸大整资金。 1 2 系统的研究目的和生产与库存发臆阶段 囱予冷轧厂生产规模的不断扩大，特别是产量从2 0 0 2 年的1 9 万吨猛增到2 0 0 3 年的 4 0 万豁毽，钢卷浚逶数鬃氆多，痒存数量急弱壤藤，理存静手工记荣方式送萼亍粒数凝分撬已 4 趟安建筑科技火学硕士学位论文 远远不能满足当前生产的需要，严重制约了冷轧厂的发展。目前市场竞争日益激烈，如何 有效利用企业资源，适应市场与客户需求快速发展的变化，减少库存占有时间，缩短生产 计划编制时间、缩短生产备用时间、减少废次品、提高市场占有率、从而进一步提升冷轧 厂的管理模式和水平，有必要对冷轧厂进行生产信息系统和库存优化设计和开发。 自1 8 世纪产业革命以来，所有企业都在追求基本相似的营运目标，即实现企业资源( 包 括资金、设备、人力等) 的合理利用，追求企业利润最大化、生产计划的合理化、成本的 有效控制、设备的充分利用、作业的均衡安排、库存的合理管理、财务状况的及时分析等 等，日趋激烈的市场竞争环境使上述因素对企业具有生死存亡的意义。于是应付上述挑战 的各种理论和实践也就应运而生。 首先被提出并研究最多的是库存管理的方法和理论。早期的研究工作主要集中在如何 建立库存问题的数学模型以及优化和求解，而没有认识到库存管理本质上是一个大量信息 的处理问题。 2 0 世纪5 0 年代中期计算机的商业化应用，开辟了企业管理信息处理的新纪元，同时 也对企业管理所采用的方法产生了深远的影响。而在库存控制优化和生产计划管理方面， 这种影响比其他任何方面都更为明显。 企业管理信息化和库存优化设计主要经历以下几个阶段： ( 1 ) 2 0 世纪6 0 年代的时段m r p ( t i m ep h a s e dm a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ) 该系统是为了解决定货点法存在的缺陷而提出的，它首先将物料需求区分为独立需求 和非独立需求，并分别加以处理。其次在库存状态数据中引入了时问分段的概念，给库存 状态数据加上时间坐标，按照具体的日期或计划时区记录和存储状态数据以解决何时订货 以及订货数量问题。 ( 2 ) 2 0 世纪7 0 年代的闭环式m r p 系统 除物流需求计划外，还将生产能力需求计划、车间作业计划和采购计划也全部纳入 m r p ，形成了一个封闭的系统。其原理是根据长期生产计划制定短期主生产计划，主生产 计划需经过生产能力负荷分析，才能够真正具有可行性。然后再确定和执行物料需求计划 和能力需求计划、车间作业计划，并在计划执行过程中，将来自车间、供应商和计划人员 的反馈信息进行计划的平衡调整，从而使计划的各个方面得到协调统，其工作过程是一 个“计划、实施、评价、反馈、计划”的封闭循环过程。它能对生产中的人力、机器和材 料各项资源进行计划和控制。这一点已大大超越了m r p 系统的资源计划范围，从而使生产 管理对市场的应变能力大大增强。 s 两安建筑科技火学硕士学位论文 ( 3 ) 2 0 世纪8 0 年代的m r p i i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n g ) 系统 阙环m r p 系统鲍出现，使生产溪韵方垂鲍各耪子系统雩导到了统一。毽这还不够，因为 在企业的管理中，生产鬻理只是一个方面，它所涉及的是物流，而与物流密切相关的还有 资金流。这在许多企业中是由财务人员另行管理的，造成了数据的重复录入芹口贮存，甚至 造成数据瓣不一致性。农更衰数管瑾层上也有类似的阕邃。 用于激离管理层管理的经营规划露回答以下三个问题：我们要销售些什么? 我们有些 什么? 我们必须制造什么? 生产规划也是用来回替这些问题的。但问题在于经营规划与生 产趣划是分剐剑定弱，程诤多金业中测定生产攥划敕人甚至不麓意识到经营矮捌翳存在， 制定经营规划的入也从不了节省厂溉划。而事实上经营规划就藏基本形式而言，如果不考 虑研究开发以及其他不与生产直接相关的部分，那么不过是搬生产规划的总和用货币表示 露已。予怒应建立一个一钵纯静譬毽系统，去簿不必要载重复羧工 睾，减少数据闻款磺i 一 致性现象和提高工作效率，实现资金流与物流的统一管理，要求把财务子系统与生产子系 统结合到一起，形成一个系统总体，遮使得闭环m r p 向m r p i i 前进了一大步。最终把生 产、怼务、镇售、工毯技术、采鼹等各个子系统建藏为一个一俸诧夔系统，并称为裁遥澳 源计划系统。 ( 4 ) 2 0 墩纪9 0 年代的e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 系统 在e 炎p 系统设诗中考虑到仅靠窭己垒韭的资源不可麓有效缝参与市场巍争，还磐缬撼 经营过程巾的各方面如供应商、制造工厂等纳入一个紧密的供应链中，刁请有效的安排企 业的产、供、销活动，满足企业利用众社会一切市场资源快速褥效的进行生产经营的需求， 以麓迸一步提高效率翮在市场上获褥竞争饶势；闻时氇考虑了企业为了适应市场需求变纯 不仅组织“大批量生产”，还要组织“多品种小批鬣生产”。在遨两种情况并存时需要用不 同的方法制定计划。 在e r p 系统豹这鹈l 设计思想中体现出：第一、它把客户需求和企业内部的制造活动、 以及供应商的制造资源熬合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想，邀使得企, i kj i l o i 应 市场与客户需求快速变化的l 力增强。第二、它将制造业企业的制造流程嚣作是一个在余 社会范强蠢紧密连接静供应链，其中包括供应巍、稍造工厂、分销网络和客户等；阐嘲+ 将 分布在备士i 照所属企业的内部划分成几个相互协同作业的支持予系统，如财务、市场营销、 生产制造、质量控制、服务维护、工程技术等，逐包括对竞争对手的监视管壤。e r p 系绕 提供了可辩供瘟链上掰蠢环节进行眷效管理的功熊，这些环节镪括订单、采购、库存、汁 划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护、财务管理、人事管理、实验室管理、 6 西安建筑科技人学硕士学位论文 项目管理、配方管理等。 1 3 论文的主要工作 根据前述分析和太钢不锈冷轧厂实际存在的问题，以及企业发展的需要，本文拟就冷 轧厂如何提高生产的各种数据信息采集、管理以及库存优化问题进行分析和研究，针对冷 轧厂改造扩容后存在的问题，进行详细分析，建立集全面生产数据采集、处理的信息管理 系统( m i s ) 。在m i s 信息管理系统的基础上，优化库存设计数学模型，对冷轧厂在产库存 进行分析和评价。 设计和开发的m i s 信息管理系统，拟达到如下目标： ( 1 ) 建设一条能连接各部门的“企业信息高速公路”，将现有的集中体系合而为一，建设 统一的数据库，最大限度减少重复输入，实现信息共享。 ( 2 ) 准确、及时、全面地收集、处理与冷轧厂生产、经营、管理有关的信息，避免由于 人工统计带来的各种数据偏差，变经验管理为科学决策，提高企业的市场竞争力。 ( 3 ) 提高工作效率，减少统计人员。 ( 4 ) 使用库存优化模型，对冷轧厂的库存进行全面分析，实现库存优化，最大化减少资 金占用。 ( 5 ) 通过信息系统和库存优化，制定合理的生产计划，提高交货的及时准确率，提高服 务质量，保持老客户，争取新客户。 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 原料预处理数据库设计 太钢不锈钢冷轧厂由于生产工艺复杂，生产工序多，加工钢材种类多，产品类型多 设备性能差异大等特点，钢材原料进厂后要先入库，再根据制定的生产计划，分批按钢种 进行预处理，预处理合格的半成品再进入冷轧工序。在每道工序加工完成后，有些产品直 接进入下道工序连续加工，有些产品则需要入库，根据计划调度再安排后续工序的加工。 因此冷轧厂原料与半成品的库存与全厂的生产计划和生产进度息息相关，进行库1 竽优化管 理将有利于全厂生产计划的制定和实施。 进行库存优化管理，原料、半成品和成品信息的采用、处理、分析是关键，为此，本 文拟首先分析研究冷轧厂进行库存优化所需要的原料、半成品、成品的数据、信息，设计 相应的数据库模型，然后分析半成品、成品在加工过程中的数据库模型。 不锈钢冷轧厂的原料进厂后先入库，再根据生产计划，分批按钢种进行预处理。 冷轧厂的钢材原料主要来源有两种：集团公司1 9 产的钢卷以及进口钢卷。无论是自产 的钢卷还是进口的钢卷都需要进行预处理，预处理的主要功能是酸洗和退火。进入预处理 的原料按照生产的先后顺序又分为待洗原材料、机组待处理原材料( 不同机组预处理原材 料) 、酸洗合格原材料和酸洗不合格原材料。作为进行科学管理和科学生产、库存的第一步， 也是首要一步，是建立各种不同原材料的科学、准确完整数据库，便于进行统计、分析、 优化和信息交换。 本章主要讨论和分析在原材料预处理过程中不同预处理阶段原材料的数据表结构，以 及管理流程和模式，为构造生产信息管理系统奠定基础。 2 1 进厂原料数据库的基本模型 冷轧厂原材料包括公司自产原料和进口原材料两大类型。原材料进厂首先入库，建立 库存原料数据模型。自产原料每日签订合同，合同生效后一个月到货，冷轧厂一个月平均 需要采购原料4 7 0 0 0 吨，略有起伏。目前冷轧厂仍是改造前的原料场地，至多只能存放3 0 0 0 吨原料。如何保证原料库存合理化，保证热线、混线原料场地合理的存料，以保汪本厂生 产正常按计划进行，针对原材料入库时间、库存情况及原料属性，考虑从属性管理的角度 建立原料数据库的基本模型。 嚣安建筑辩按大学颈士学位论文 ( 1 ) 自黟原料 根据公司热连轧输入的成分单，以批号为熬准，采集数据包括入库日期、钢种、规格、 批量、炉罐号、化学成分等，形成以钢种、规格为基准的前一天2 4 小时和当月截至当r 1 自 产愿携糕送疼汇总，生产鼹誊孝辩进库数据库模爱。 藤辩入痒螽，对应炉溪蛋帮钢卷拯号设计本厂嚣冷轧厂内部流通卡号编卡。使予报撼 本厂卡舅查找1 条中的各种数据信息，也更可输入炉罐号和批号套找本厂卡号。刊时便于 对当日投料和当月截止当e ；i 投料情况进行汇总，统计分析。 利用第和第条信患又可以对库存原料数量进行当日和当月截止当日进行统计汇 总，隧辩了鳃寡耩疼存瀵凝，隘霞在痒存降低麓一定承乎霹及时鳃缓货滚，焉当瘁存高子 一定水平则停止入库。原料数据表结构如表l 所示。 表l不锈钢原料数据表结构 j | 孳 涵义数据类型 廖 涵义数援类型 罨号 l 钢号字符型 6 当日出库( 吨数)实型 2规格( m m ) 字符型 7 出库累计( 吨数)实型 3上月结存( 吨数)实型8原料结存( 吨数)实型 4 当日收料( 吨数)实型 9 管理员字符型 5 累计收料( 吨数)实型1 0年月西日期型 l l 羧表号字簿垄 根据、条对全月原料入库、原料投入、原料结存按照钢种、规格、吨数、 卷数进行统计汇总，产生原料收、发、存数据，数据表结构如表2 所示。 表2 原料收发存数据表结构 窿号涵义数据类型 窿号涵义数据类型 l 锈耱字符串 6 本兵退精( 穗)实登 2 上月结存( 吨)实型 7 厂矿名称字符型 3本月收入( 吨)实型8管理员字符型 4 本月发出( 吨)实型9年月日日期型 5 本月结存( 吨)实型 潮瘸上述数据模受镶予送行各魏查询，浚入卡号可疆套谗拯号，再羲入援号胃亵溺 钢材的纯学成分，有关原料的钢种规格及纯学成分数据表结构( 数据奁询可按批号避行) 如表3 及夜4 所示。 9 西安建筑科技大学硕十学位论文 表3原料钢种规格数据表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 l 批号字符型 4 规格 字符型 2炉罐号字符型5重量实型 3 钢种字符型 表4原料化学成分数据表模型 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 l炉罐号字符串8n i实型 2c实型9c u实型 3s i 实型 1 0m o 实型 4m r l实型 1 1 a l实型 5p实型 1 2v 实型 6 s实型 1 3t i 实型 7c r 实型 1 4w 实型 ( 2 ) 进口原料 进口原料有黑皮、白皮卷之分，进口原料入库主要从卡号上予以区分：t 表示进口白 皮卷、h t 表示进口黑皮卷。进口原料的其他主要性能同自产原料本无本质区别，因此除卡 号不同以示区别外，进口原料的数据库模型和自产原料数据表结构一致，这里不再重复。 2 2 原料预处理基本模型 入库后的原材料根据合同要求，按照钢种、规格、批量下达生产计划，进入原料预处 理阶段。 太钢不锈冷轧厂的原料预处理主要包括以下两方面的功能，一是酸洗：二是退火。原 料酸洗退火主要是对热轧钢板表面的氧化铁皮进行喷丸除鳞酸沈，达到进行冷轧加工的表 面质量要求，同时对钢板进行固溶软化处理满足轧机制变形量的要求。原料上线在预处理 阶段流程情况见图2 。 根据我厂目前的实际生产情况和布局，再原料预处理阶段，需要两种原材料预处理数 据库：即待洗原材料数据库和不同机组待洗原材料数据库。 ( 1 ) 待洗原料数据库模型 库存原料根据计划进行冷轧加工之前需要进行预处理，按计划进入预处理的原料称为 待洗原料。由于预处理过程中有混线和热线之分，待洗原料根据原料数据库的卡号和原料 批号，输入数据，区分原料是混线还是热线原料，形成混线待洗原料数据和热线待洗原料 l 西安建筑科技大学硕士学位论文 数据，数据表结构如表5 所示。 表5 混线或热线( 准备) 待洗原料数据表结构 序号涵义数据类型 序号涵义 数掘类型 1批号字符型 4 总吨数实型 2钢种字符型 5 卷数整型 3 规格字符型 原料一旦进入混线或热线酸洗后，数据库将自动从库存原料数据库清除并作记录。 ( 2 ) 机组预处理数据库模型 为便于科学管理，加强生产控制，对不同机组、不同班组需建立相应的生产数据库， 根据每班生产情况，只要录入钢卷卡号后可以形成当班生产报表和累计生产情况及质量情 况，相应的预处理机组基本数据表结构如表6 所示，表7 为机组生产产量数据表结构。 表6 机组生产睛况( 热线、混线、准备) 数据表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 1卡号字符型 6 是否加引带逻辑型 2 机组代码字符型 7 质量状况字符型 3 钢种字符型 8 生产类型字符型 4 规格字符型 9 年月同时日期时间型 5重量实型 其中是否加引带和质量状况需要当班组采集数据。 表7 机组生产产量数据表结构 序 涵义 数据序 涵义 数据 号类型号类型 1 机组代码字符型 4 截止当日总产量( 吨)实型 2 当班总产量( 吨)实型 5 年月日日期型 3 当日总产量( 吨)实型 数据库的连接用机组代码这个基本属性。 2 3 原材料预处理后的数据库模型 原材料( 钢卷) 经过热线或混线预处理后，根据产品的合格与否，需要分别形成合格 和不合格产品的数据库，以便为制定下一道加工计划做好准备。预处理合格的钢卷将作为 进入后续工序冷轧的原料，而预处理不合格的钢卷则需进行原材料的二次预处理。预处理 不合格的材料需要再次入库，从而作为预处理原料再进入预处理阶段。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 ) 酸洗不合格产品管理数据库基本模型 根据热线或混线生产情况，经过质检，建立酸洗不合格产品数据库，对不合格钢卷的 处理是返回原料数据库，直接进入原料待处理数据库。酸洗不合格产品管理数据表结构如 表8 所示，其不合格原因、产生时间以及处理结果是需要新采集的数据。 表8 原料不合格卷待处理数据表结构 序号涵义数据类型序号涵义 数据类型 1 卡号字符型6不合格原因字符型 2 钢种字符型 7 产生时间日期时间型 3 生产机组字符型 8 处理结果字符型 4 规格字符型 5 重量实型 当不合格钢卷进入原料数据库后，数据库将自动从预处理原料数据库中删除该数据内 容。当该原料再次进入预处理数据库时应有输入提示，方便机组识别这是二次处理原料。 2 ) 合格卷切板数据库基本模型 经热线、混线预处理的合格钢卷( 不加引带) 自动进入当月预处理合格数据库，并根据后 续生产计划安排进行处理，对于处理合格产品可按钢种、规格进行统计汇总、明细查询， 进入合同计划总数据库，其数据表结构如表9 所示。其中生产机组和生产日期是需要采集 的新数据。 表9 合格卷切班数据表结构 序号 涵义数据类型序号涵义数据类型 1 卡号字符型 4生产机组字符型 2钢种字符型 5 生产日期日期型 3规格字符型 西安建筑科技大学硕士学位论文 3 冷轧加工与库存之间的关联及相关数据库设计 原材料钢卷经热线、混线工序预处理合格的钢卷将进入冷轧加工阶段。不锈钢冷轧厂 的冷轧加工过程按照加工的先后顺序为：轧机轧制一成品退火酸沈一平整机平整一精整剪 切一分类包装一入库。每道工序有性能不同或要求不同的加工机械，有的工序的加工机械 还不止一种。各个加工阶段的原材料有的直接从上道工序输入而不直接进入库房，有的原 材料需从库房调入。每道工序加工完成的半成品又有合格和不合格之分。合格半成品有的 直接进入下道工序，有的则需入库。再根据生产计划适时进入下达工序。不合格的半成品 需要经过二次加工处理。在进行二次加工处理前，有的要入库，有的则不入库。因此情况 相当复杂，原材料和半成品同库房之间的联系相当频繁。建立有效的各个加工环节的原材 料和半成品数据库模型，对于及时了解库存情况，进行库存调度的优化，合理制定全厂生 产调度计划有重要的意义。 本章主要讨论和分析轧制加工各个环节的相关数据采集和数据表结构模型。为避免繁 琐和许多雷同的叙述，将根据数据库的基本模型加以分类，并通过若干关键例子说明同类 相关数据库的特性。对于同库存直接关联的加工环节的数据库模型，也将加以介绍。奉章 的结构如下：3 1 节主要分析介绍本厂钢卷轧制过程以及轧制过程各环节原材料供应与半成 品处理同库存的关系，以便与深入了解生产各环节同库存之间直接或间接的联系；3 2 节在 3 1 节分析的基础上，分析生产各阶段原材料出库和半成品入库的情况，分析各环节所需要 的数据库模型的类型，并给出若干数据库模型的例子：在3 3 节主要讨论同库存直接相关 的生产环节的数据库模型。由于这样的模型不少，为避免冗长，将给出一些主要的不同类 别的数据库模型，并分析其性能。 3 1 冷轧原料子系统数据库模型 冷轧厂不锈钢加工过程复杂，主要体现在生产为多机组不连续生产，生产的主要过程 为：轧机轧制一成品退火酸洗一平整机平整一精整剪切一分类包装一入库。轧机轧制主要 是将预处理合格品数据库中的钢卷按照合同要求，使用五台轧机按照4 0 8 0 的变形量， 多道次进行轧制，直至轧成用户合同要求的厚度。目前，太钢不锈冷轧常有轧机五台：三 台是廿辊轧机；一台是罗恩轧机：一台是八辊轧机。三台廿辊轧机每台产量为1 4 万吨年， 八辊轧机产量5 万吨、罗恩轧机产量为3 万吨，全年轧机有5 0 万吨的生产能力。 待轧原料主要来源于热线、混线工序的合格产品。酸洗工序下来经检验合格后形成待 l 塑茎壅篁型垫奎兰堡圭兰堡墼塞 轧数据库，数据信息包括钢种，卡号，规格等。数据库要又分是单卷或并卷、是混线或热 线酸洗料、并可总体查询当前待轧原料数量、质量信息、或分钢种、规格查询。如1 # 廿辊 轧机安排3 0 4 宽料c l * f f ，利用3 0 4 和宽料信息可查询所有待轧宽料数掘。同时混线热线酸 洗完成后，自动核减待洗原料数据。待轧原料数据库的数据表结构模型如表1 0 所示。 表1 0 待轧制原料数据表结构 序号涵义数据类型序号涵义 数据类型 l 卡号字符型 3 规格字符型 2 钢种字符型 4 重量实型 3 2 轧制数据库分析 1 1 待轧生产计划数据库 待轧生产计划根据待轧原料数据库和市场要求及成品库存状况，形成轧制生产计划数 据库模型。数据表结构如表1 1 所示。 表11待轧生产计划数据表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 l卡号字符型3规格字符型 2 分配轧机计划号字符型 4 重量实型 为便于科学管理，加强生产控制，对不同机组、不同班组需建立相应的生产数据库。 根据每班生产情况，只要录入钢卷卡号后可以形成当班生产报表和累计生产情况及质量情 况分析，可形成如下轧机生产数据库模型： 表1 2 机组生产报表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 l 卡号字符型 6 成品规格字符型 2 计划号 字符型7执行标准字符型 3 钢种字符型 8 是否b a 板逻辑型 4 原料规格字符型 9 机组类型字符型 5 重量实型 1 0 年月日时日期时间型 根据待轧制数据库可以合理安排五台轧机的原料储备，合理安排轧机的轧制计划，避 免非计划产品的产生。 2 ) 成品待退火数据表格 轧机轧制完成后的钢卷数据进入成品待退火数据库，冷轧厂有4 条成品退火机组o # 、 1 4 塑塞壅薹墅茎奎耋冀塞耋堡垒塞 | 群、嬲冷绫和光亮退火线，车凡缀的主要功能是；将轧铡螽静钢卷进行脱脂、国溶处理、除 鳞、酸洗，趴得到表面清洁、性能满足用户需求的不锈钢带卷。】拌、2 群冷线年生产能力4 万吨。根据成品退火线的功能不同，成品待退火数据库分为四种子数据库模型：a 一0 # 冷 线待洗；b l 撵冷线待洗；c 一2 襻冷线待洗；d 光嶷待淡，具体的数攥袭结擒如表1 3 所示。 毒k 嘏聋l 翻宠藏压，羧入卡号爱送入成品特懑火数器瘁，魏时驮戆乳数撂瘴中鑫动瀵除 相关数据。成品待退火数据麾模型的建立，可以柯效控制4 条成晶遐火线库存规模，馁于 调度指挥5 台轧机钢卷的流向，更科学合理的像i 正生产的均衡、稳定、有序。 表1 3冷线( 光亮) 成品特退火数据库 黪弩涵义 数攥类壅序号涵义数据类登 l卡号字符型6 执行标准字符型 2钢种字符型 7 质量异常与否逻辑型 3 重量字符型 8 年月日日期型 4 成品规格 字符型 本厂裁制斡一般流程图如图3 1 所示。 3 ) 待平懿数据库模型的建焱 冷轧厂有两台平整机组1 撑，2 # 平整机。年平熬能力5 5 万吨。平熬的主要功能是对退 火后的成晶卷进行板行平整，同时进一步改善力举性能，达到用户深加工用途。 冷线、潺线、光亮退火酸洗竞的钢卷输入卡号后立即转入两辊佟乎整数攥库，嗣时梭 躐或鑫德邋火数据瘁孛静稳关内容。强辊黪平整数攥表结稳鲡表| 4 所示。 表1 4 两辊待平整数据库 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 l 卡号字符型 6 质量判定字符型 2 生产计划号字符型 7 是否b a 板毛边逻辑型 3镶秘字慧鍪8每胃基瑟麓鍪 4 成品规格字符型 原料平按后，经过检验，合格品进入， 瘁。詹续故工序流程如图3 + 2 所示： 原料平整爱，经过检虢，台掺品进入， 库。后续的工序流程如图3 2 所示： 成品待成交数据库，不合格品进入待改轧数掘 戒潞待成交数据痒，不合格晶送入待教飘数掇 建立两辊待平整数据库可以对成品退火酸洗情况进行全面跟踪，合理调配两台平憋机 的平整圈，保证平整工序蓠的库存优化。 图3 1 轧制过程流程图 4 1 平整后相关数据库模型的建立 经过两辊机组平整后，对平整情况进行统计，根据质量检验的结果，合格卷进入待交 钢卷数据库，并根据用户合同要求进入纵切或者横切机组数据库；不合格卷经过两辊确认， 一部分可判下流，进入合格品数据库：另外一部分可直接改轧或者经过修磨机组后进入八 辊轧机。 合格卷纵切后，经过质量检验，合格的进入合同管理数据库，不合格可一部分再进入 纵切数据库经重新纵切成交合格，另外一部分进入横切数据库。横切切片分类后，一部分 可直接进入合同管理数据库，另外一部分经过磨砂机组处理后纳入合| 一j 管理数据库。 1 6 图3 2 后续工序流程 这一部分主要形成以下各种不同的数据库模型： 对每班的生产情况，录入卡号后形成当班生产报表，累计生产情况及质量情况数据表 结构模型如表1 5 所示。 表1 5 冷线( 混线、光亮) 机组数据表结构 序号涵义 数据类型序号 涵义 数据类型 l卡号字符型6是否b a i i 及毛边逻辑型 2钢种字符型 7 当班总产量实型 3 成品规格字符型 8 当日总产量实型 4重量 实型 9 截止当日总产量 实型 5质量状况字符型l o年月日日期型 两辊平整，打开待平整数据库可以查询，根据生产计划号下达平整计划。两辊平整完 成后的产品分量部分，一部分将b a i i 以上级别生产的直接平整毛边交货、一部分为平整完 成后组织精整成交。两辊平整完成后输入卡号，形成当班生产数据，表结构如表1 6 所示。 交货b a 板平整完成后进入合同管理数据库：对于后步精整工序成交的合格钢卷经甲 整完成后进入成品待成交区数据库，表结构如表1 7 所示。 西安建筑科技大学硕士学位论文 表1 6 两辊机组( 班) 生产报表 序号涵义数据类型 序号涵义 数据类型 1卡号字符型6是否毛边交货b a 板逻辑型 2 钢种字符型 7 当班总产量实型 3 成品规格字符型 8 当日总产量实型 4重量实型 9 截止当日总产量实型 5 质量判定字符型 1 0 年月日日期型 表1 7 成品待成交区数据表结构 序号 涵义数据类型序号涵义数据类型 1生产计划号字符型 5 标准字符型 2卡号字符型 6 成交类别 字符型 3钢种字符型 7 年月日 日期型 4 规格字符型 根据成品待成交数据库的内容给各条成品剪切线下达生产计划，各成品剪切线生产完 成后输入卡号，自动核减成品待成交数据库中的相应内容，同时相关数据进入合同计划管 理数据库和建立成品数据库，包括三方面内容：一是合格卷成品数据库、二是不合格钢卷 数据库、三是冷板盒板成品数据库、四是卷切板数据库、五是磨砂板成品数据库。下面给 出其中1 3 个典型的数据库模型。 ( 1 )合格卷成品数据库模型( 表结构如表1 8 所示) ： 表1 8合格卷成品数据表结构 序号涵义数据类型 序号涵义数据类型 1 卡号 字符型 4 成品重量实型 2钢种字符型 5 执行标准 字符型 3成品规格字符型 6表面组别字符型 ( 2 ) 两辊平整后的b a 板经横切过磅，根据b a 板毛边判定结果，进入成交后合格卷 数据库和相应的合同计划，形成如表1 9 所示b a 板毛边判定结果数据库 表1 9b a 板毛边判定结果数据表结构 序号涵义数据类型序号 涵义数据类型 1 卡号 字符型 4 成品重量实型 2 钢种 字符型 5 判定组别 字符型 3成品规格字符型 6 执行标准 字符型 ( 3 ) 纵切机组生产数据库基本模型如下表2 0 所示 塑薹堡篁坠垫奎兰堡主耋堡鎏查 表2 0 纵切机组生产报表数据表结构 序号涵义 数据类型序号涵义数据类型 l 卡号字符型7 不合格原因字符型 2 钢种字符型8执行标准字符型 3生产计划号 字符型 9 当班总产量实型 4 成品规格字符型1 0当日总产量 实型 5 成品重量实型 1 1 截止当日总产量实型 6表面组别 字符型 1 2年月同 日期型 ( 4 ) 成交不合格卷，纳入不合格卷数据库，其基本模型如下表2 1 所示 表2 1成交不合格卷数据表结构 序号 涵义数据类型序号涵义数据类型 1卡号 字符型 4成品重量 实型 2钢种字符型5不合格原因字符型 3 成品规格字符型 ( 5 ) 平整不合格钢卷，纳入横切数据库，根据客户需要和合同管理的横切料一起进行横切。 根据成品待成交数据库中待切片的钢卷和纵切成交不合格非计划数据库中的钢卷，安排组 织横切切片，横切完成后从原来数据库中自动核减，同时形成横切机组报表和待分类数据 库，其基本模型如表2 2 所示。 表2 2 横切机组报表数据结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 1 卡号字符型 6 当班总产量实型 2钢种字符型 7 当热总产量字符型 3 原料规格字符型 8 截止当日总产量字符型 4重量9年月日日期型 5 剪切尺寸 表2 3 待分类数据库表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 1 卡号字符型 4重量 实型 2钢种字符型5年月日同期型 3 规格字符型 ( 6 ) 分类完成后输入数据形成班报表，同时相关数据进入合同计划明细和冷板盒板数据库。 四条成品剪切线根据生产计划，逐卷采集卡号，自动形成钢种、规格、重量，当班人员采 集生产日期、班组、操作工、成交宽度、长度、成品重量、箱号、组别、不合格原因、是 否开卷检查或重卷、机组故障时间和原因等数据。根据以上数据形成当班生产日报表，记 1 9 雪茎垄堑塾基奎塞堡圭堂堡丝塞 录当班生产状况。相应的分类生产报表和冷板盒板数据库基本模型如表2 4 所示。 序号涵义数据类型序号涵义 数据类型 1卡号整型6成品重量 字符型 2 钢种字符型7组别 字符型 3 原料规格字符型 8 生产日期日期型 4 原料重量实型 9 分类原因字符型 5 箱号字符型 1 0 表2 5冷板盒板数据库表结构 序号 涵义 数据类型序号 涵义 数据类型 l卡号 字符型 4重量 实型 2 钢种字符型 5组别字符型 3 规格字符型 6箱号字符型 ( 7 ) 据热线、混线、卷切板数据库，又生产计划人员安排，需切片卷切板的进入卷切片数 据库，经大板机组切片后形成班报表及卷切板盒板待交库数据库。组织过磅后在进入卷切 板成卷待判定数据库，经检查判定输入形成卷切板成卷待交库数据库。待切片卷切成板数 据库、大板机组生产报表、卷切盒板待交库数据库和卷切板成卷待判定及交库数据库的基 本模型如表2 6 、表2 7 、表2 8 、表2 9 所示。 表2 6 待切片卷切板数据库表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 1 钢种字符型 3 原料重量实型 2 规格字符型 4 成品规格 字符型 表2 7 大板机组生产报表数据表结构 序号涵义数据类型序号涵义数据类型 l 卡号字符型 7 组别字符型 2 钢种字符型 8 生产日期日期型 3 原料规格字符型 9 原因字符型 4 原料重量实型 1 0 当板总产量实型 5 箱号字符型 l l 当日总厂量实型 6 成品重量实型 1 2 总计实型 序号涵义数据类型序号涵义 数猫类型 l卡号 字符型 5 重量实型 2钢种 字符型 6 组别字符型 3 麓稽字符垄7 生产日期舀期垄 4 箱号字符型 序号涵义 数据类型序号涵义数撼类型 i 卡号字符型 4 成品重量实型 2 镪耱字孝譬型 5 判定结鬃字铃型 3规格 字符型 6 年月日日期型 ( 8 ) 非计划盒板数据库中提取交大板车间磨砂，形成待磨砂数据库： 表3 0 待蘑砂数据库寝结构 序譬涵义数据类蘩窿号涵义数攒类受 1 卡号字符型 3 规格实型 2钢种字符型4组别字符垄 ( 9 ) 磨砂后形成班报表和磨砂板待交数据库，同时核减待磨砂数据库中的相关数据。形成 磨砂祝组生产报表基本模型，表缩构如表3 l 、表3 2 所示。 表3 l 蘑砂撬缝生产报凌 序号涵义数据类型序号涵义数掇类型 i 卡号字符型 9 成品重量字符型 2镶辩字符型l e组翳字符型 3规格字符型 1 l 废晶量实型 4骧料瓶格字符型 i 2 当税总产量实型 5 重量实型 1 3 当强总产量实型 6 原箱号字符型 1 4 总计实型 7 现箱号字符型 1 5年弱磊爵期型 8成品规格字德型 表3 2 翡砂羧待交庠数据露表结擒 序号涵义数据类型序号涵义数攒类型 1 卡号字符型 4 规格字符型 2铡季孛字 毒型5组别字蛰型 3箱号字符型 6 重量实型 n 0 ) 质量检验数据库一根据每日检验结果及前续输入的相关数