CN104376395B - 一种钢铁产品质量追溯的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁产品质量追溯的方法及装置，涉及产品质量追溯技术领域，其方法包括以下步骤：通过建立每个最终产品在各相邻工序生产的产品的编号之间的对应关系，生成每个最终产品从原料到最终产品所经历的生产工艺路线的有向图；建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库；在进行产品质量追溯时，根据输入的产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终产品的工艺路径；按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的产品相关数据；利用所获取所述相应工序的产品相关数据，建立数据分析图表，以便对产品质量进行追溯。本发明无需人工处理，并提高了效率及用户体验。
Description
技术领域
本发明属于产品质量追溯领域，特别涉及一种钢铁产品质量追溯的方法及装置。
背景技术
传统机械加工业是离散型、非连续、常温化的生产过程，而对于一个连续、长流程、跨工序的生产过程，比如钢铁企业，其产品及中间产品的质量不仅取决于本工序的过程质量，而且与前道甚至更前的工序有关，因而在整个生产过程中各工序原料质量情况、过程操作参数的取值、设备运行状态、操作和检验人员的经验及其工作状态直接决定了产品及中间产品的质量。产品质量追溯有利于保证每个在线的批次数据得到及时的跟踪和监控，在质量事故发生后也更有利于质量信息的溯源。
在处理追溯信息流时需要有相应的链接点将信息流转下去，跟踪与追溯需要将产品的物流和信息交换联系起来，为了确保信息流的连续性，在生产环节中就需要将上工序与下工序的链接信息组织起来。目前大多数的研究集中在利用产品批次记录来解决产品质量追溯的问题，综合我国制造企业的现状和相关的研究，我国制造企业在产品质量追溯方面主要存在以下问题：产品质量追溯信息分散不集中，难以利用。在生产管理过程中，很多的质量信息分散在各个部门中，处于孤立的、局部的状态，这样就会造成决策信息不对称，无法为质量改进提供及时、准确的决策支持；很多的数据依赖于人工处理，效率低下，影响了质量追溯的效率和水平。
为解决上述问题，本发明提供了一种钢铁产品质量追溯的方法及装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢铁产品质量追溯的方法及装置，解决了现有技术中产品质量追溯信息分散不集中，且需要人工处理所带来的效率低下的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种钢铁产品质量追溯的方法，包括以下步骤：
通过建立每个最终产品在各相邻工序生产的产品的编号之间的对应关系，生成每个最终产品从原料到最终产品所经历的生产工艺路线的有向图；
建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库；
在进行产品质量追溯时，根据输入的产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终产品的工艺路径；
按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的产品相关数据；
利用所获取所述相应工序的产品相关数据，建立数据分析图表，以便对产品质量进行追溯。
优选地，所述的建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库包括：
建立每个生产工序的基本数据信息表，表中包括生产工序的开始时间、结束时间、工序编号以及前一工序的工序编号；
建立每个生产工序的数据信息存储表，表中包括检化验信息、投料数据信息以及工序编号。
优选地，所述基本数据信息表与所述数据信息存储表通过每个工序的工序编号进行一一对应。
优选地，通过实时数据库中的设备参数数据计算所述生产工序的开始时间、结束时间。
优选地，所述工艺路径包括：
以生产工序的第一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第一工艺路径；
以生产工序中间的任意一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第二工艺路径。
根据本发明的另一方面，提供了一种钢铁产品质量追溯的装置，包括：
生成有向图模块，用于通过建立每个最终产品在各相邻工序生产的产品的编号之间的对应关系，生成每个最终产品从原料到最终产品所经历的生产工艺路线的有向图；
建立数据库模块，用于建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库；
获取模块，用于在进行产品质量追溯时，根据输入的产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终产品的工艺路径，以及按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的产品相关数据；
建立分析图表模块，用于利用所获取所述相应工序的产品相关数据，建立数据分析图表，以便对产品质量进行追溯。
优选地，所述建立数据库模块包括建立每个生产工序的基本数据信息表，表中包括生产工序的开始时间、结束时间、工序编号以及前一工序的工序编号，以及建立每个生产工序的数据信息存储表，表中包括检化验信息、投料数据信息以及工序编号。
优选地，所述基本数据信息表与所述数据信息存储表通过每个工序的工序编号进行一一对应。
优选地，通过实时数据库中的设备参数数据计算所述生产工序的开始时间、结束时间。
优选地，所述工艺路径包括：
以生产工序的第一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第一工艺路径；
以生产工序中间的任意一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第二工艺路径。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明通过对产品生产过程中的每一个工序的生产实时数据进行连接，以及把所有的上下游工序衔接起来，使得一个产品从原材料到最终产品成型过程中的所有相关生产数据关联起来，能够追溯每个存在质量问题的产品在各个生产工序中的生产数据，从而找出质量问题出现的根源，实施质量追溯具有重要的理论意义和实际应用价值，具有巨大的经济、社会效益。
附图说明
图1是本发明提供的一种钢铁产品质量追溯的方法流程图；
图2是本发明提供的一种钢铁产品质量追溯的装置示意图；
图3是本发明实施例提供的一种数据匹配的流程图；
图4是本发明实施例提供的一种质量追溯工序衔接查询的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1显示了本发明提供的一种钢铁产品质量追溯的方法流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101：通过建立每个最终产品在各相邻工序生产的产品的编号之间的对应关系，生成每个最终产品从原料到最终产品所经历的生产工艺路线的有向图；
根据钢铁企业生产过程中对每一个工序的成品编号，然后建立两个相邻工序的成品编号对应关系，依次建立对应关系，直到最终产品的成品编号，并根据企业生产过程中的所建立的对应关系生成一套生产工艺路线，用来标明一个产品从生产原材料到最终下线成品可能经历的所有生产工艺路线。也就是说，建立生产工序信息表，用于存储每个生产工序的基本数据信息以及该工序在生产工艺路线中所有可能的前工序，以及所有可能的后工序。如果是生产的第一道工序也必须标明。
步骤S102：建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库；
所述的建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库包括：建立每个生产工序的基本数据信息表，表中包括生产工序的开始时间、结束时间、工序编号以及前一工序的工序编号；其中所述生产工序的开始时间、结束时间是通过实时数据库中的设备参数数据计算得到。建立每个生产工序的数据信息存储表，表中包括检化验信息、投料数据信息以及工序编号。其中，所述基本数据信息表与所述数据信息存储表通过每个工序的工序编号进行一一对应。也就是说，根据每个工序生产的产品编号获取生产相关的数据，包括生产基本信息(工序生产开始时间、工序生产结束时间、钢种等)，化验检验信息(产品的化学成分、物理性能等)、投料数据(生产中使用的合金、辅料等)，并根据工序生产的开始、结束时间获取该时间段内的设备参数趋势数据，设备参数趋势数据用于数据查看、统计分析等。其中生产工序的开始结束时间是通过实时数据库中的设备参数数据计算而保存于数据库中。每一个生产设备都可以有一个或多个关键参数点可以判断出该设备生产一个产品的开始与结束。也就是说，建立每个生产工序的基本数据信息，包括生产工序的开始时间、结束时间以及产品编号和前一工序对应的产品编号。开始结束时间通过具体设备的关键参数状态计算出该设备生产该产品的设备开始与结束时间并根据实际生产情况匹配到每一个产品编号上。以及建立每个生产工序的检化验信息，投料数据等数据信息存储表，并通过工序内产品编号和生产工序的基本数据信息表进行一一对应。
步骤S103：在进行产品质量追溯时，根据输入的产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终产品的工艺路径；
所述工艺路径包括：以生产工序的第一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第一工艺路径；以生产工序中间的任意一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第二工艺路径。
步骤S104：按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的产品相关数据；
也可以说，从最后一个工序往前找出生产过程中的每一个工序数据，也可以从生产过程中的任意一个工序开始，以及任意一个开始工序通过生产工艺路线可以经过的工序作为结束获取生产数据；也可以根据指定的某一个工序的产品编码，生产订单，钢种等基本信息，查询全流程的生产数据。
步骤S105：利用所获取所述相应工序的产品相关数据，建立数据分析图表，以便对产品质量进行追溯。
本发明建立生产工序的工艺参数与实时数据库中的设备实时数据对应关系，通过工序基本数据信息中的每个工序的上游可能工序与下游可能工序，建立一个有向图结构，当确定查询起点和终点后，从该有向图结构中通过广度遍历算法，找出工艺路径，并通过数据获取，建立数据分析图表。
图2显示了本发明提供的一种钢铁产品质量追溯的装置示意图，如图2所示，包括：生成有向图模块201，用于通过建立每个最终产品在各相邻工序生产的产品的编号之间的对应关系，生成每个最终产品从原料到最终产品所经历的生产工艺路线的有向图；建立数据库模块202，用于建立包括各工序的产品相关数据的工序基本数据库；获取模块203，用于在进行产品质量追溯时，根据输入的产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终产品的工艺路径，以及按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的产品相关数据；建立分析图表模块204，用于利用所获取所述相应工序的产品相关数据，建立数据分析图表，以便对产品质量进行追溯。
其中，所述建立数据库模块包括建立每个生产工序的基本数据信息表，表中包括生产工序的开始时间、结束时间、工序编号以及前一工序的工序编号。所述的生产工序的开始时间、结束时间是通过实时数据库中的设备参数数据计算得到。建立每个生产工序的数据信息存储表，表中包括检化验信息、投料数据信息以及工序编号。所述基本数据信息表与所述数据信息存储表通过每个工序的工序编号进行一一对应。
其中，所述工艺路径包括：以生产工序的第一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第一工艺路径；以生产工序中间的任意一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第二工艺路径。
综上所述，本发明主要步骤如下：
1、数据收集；
收集包括生产工序的基本生产数据、检化验数据等。该数据可以由第三方***提供，也可以是人工录入数据。
2、设计工序基本数据存储表；
表中必须有工序的批次编号，开始时间，结束时间，上一工序该批次编号以及设备编号，如表1所示：
表1：工序基本数据存储表
| 批次编号 | 开始时间 | 结束时间 | 上工序批次编号 | 设备编号 |
| … | … | … | … | … |
3、设计工序其他信息存储表，如表2所示；
表2：其他信息存储表
| 批次编号 | 设备编号 | 数据1 | 数据2 | 数据3 |
| … | … | … | … | … |
4、判断设备生产批次开始结束时间，匹配批次数据保存数据库；
5、输入查询相关条件以及查询的起止工序；
6、寻找起止工序的关键工艺路径，找出工序批次之间的对应关系；
7、根据各工序的关键生产批次号信息，对应寻找该工序该批次所有相关的生产数据、以及设备参数实时数据；
8、建立分析图表。
图3显示了本发明实施例提供的一种数据匹配的流程图，如图3所示，包括以下步骤：
1、配置数据进行连接；
2、配置开始判断设备开始结束时间的关键参数点；
3、连接设备的实时数据库；
4、判断连接是否成功；
若成功进入步骤5，若失败进入步骤3重新连接设备的实时数据库，若间隔重复连接都失败则退出。
5、获取设备关键参数的实时数据；
6、判断获取设备关键参数的实时数据是否成功；
若成功进入步骤7，若失败进入步骤5重新获取设备关键参数的实时数据.
7、使用开始时间判断算法，计算第一实时数据；
8、判断是否开始产生第一实时数据；
若是进入步骤9，若失败进入步骤7重新使用开始时间判断算法，计算第一实时数据。
9、使用结束时间判断算法，计算第二实时数据；
10、判断是否完成一个批次产品；
若是进入步骤11，若失败进入步骤9重新使用结束时间判断算法，计算第二实时数据。
11、获取计划生产批次的编号，匹配开始结束时间和生产；
12、通过生产批次编号匹配其他生产数据。
图4显示了本发明实施例提供的一种质量追溯工序衔接查询的流程图，如图4所示，包括以下步骤：
1、在进行初始化后输入有效的数据条件；
2、获取设定初始工序和结束工序；
3、通过有向图广度遍历找出合适的工艺路线；
4、判断设定的初始工序和结束工序是否连通；
若连通则进入步骤5，否则进入步骤1重新输入有效的数据条件。
5、读取其他条件和工序数据配置；
6、判断是否有相关的配置；
若有相关的配置则进入步骤7，否则进入步骤1重新输入有效的数据条件。
7、依次从工艺路线开始获取两两相邻的衔接对应关系；
8、根据条件获取工序数据；
9、串联工序数据，获得每个工序的唯一批次编号之间的所有对应关系；
10、查看单个工序、单个批次编号的详细数据；
11、判断是否采集了设备数据；
若是则进入步骤12，否则重新进入步骤10。
12、查看设备工艺参数的趋势数据；
13、输出数据图表。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
本发明通过对产品生产过程中的每一个工序的生产实时数据进行连接，以及把所有的上下游工序衔接起来，使得一个产品从原材料到最终产品成型过程中的所有相关生产数据关联起来，能够追溯每个存在质量问题的产品在各个生产工序中的生产数据，从而找出质量问题出现的根源，无需人工处理，并提高了效率及用户体验。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢铁产品质量追溯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据钢铁企业生产过程中对每一个工序的钢铁产品编号，建立每个最终钢铁产品在各相邻工序生产的钢铁产品编号之间的对应关系；
根据所述每个最终钢铁产品在各相邻工序生产的钢铁产品编号之间的对应关系，生成一套生产工艺路线，标明一个产品从生产原材料到最终下线成品可能经历的所有生产工艺路线，从而生成每个最终钢铁产品从原料到最终钢铁产品所经历的生产工艺路线的有向图；
建立包括各工序的钢铁产品相关数据的工序基本数据库，其包括建立每个生产工序的包括生产工序的工序编号以及前一工序的工序编号的基本数据信息表；
在进行钢铁产品质量追溯时，根据输入的钢铁产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终钢铁产品的工艺路径；
按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的钢铁产品相关数据；
利用所获取所述相应工序的钢铁产品相关数据，建立数据分析图表，以便对钢铁产品质量进行追溯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的建立包括各工序的钢铁产品相关数据的工序基本数据库还包括：
建立每个生产工序的基本数据信息表，表中包括生产工序的开始时间、结束时间、工序编号以及前一工序的工序编号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基本数据信息表与数据信息存储表通过每个工序的工序编号进行一一对应。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过实时数据库中的设备参数数据计算所述生产工序的开始时间、结束时间。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述工艺路径包括：
以生产工序的第一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第一工艺路径；
以生产工序中间的任意一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第二工艺路径。
6.一种钢铁产品质量追溯的装置，其特征在于，包括：
生成有向图模块，用于根据钢铁企业生产过程中对每一个工序的产品编号，建立每个最终钢铁产品在各相邻工序生产的钢铁产品的编号之间的对应关系；根据所述每个最终钢铁产品在各相邻工序生产的钢铁产品的编号之间的对应关系，生成一套生产工艺路线，标明一个产品从生产原材料到最终下线成品可能经历的所有生产工艺路线，从而生成每个最终钢铁产品从原料到最终钢铁产品所经历的生产工艺路线的有向图
建立数据库模块，用于建立包括各工序的钢铁产品相关数据的工序基本数据库，其包括建立每个生产工序的包括生产工序的工序编号以及前一工序的工序编号的基本数据信息表；
获取模块，用于在进行钢铁产品质量追溯时，根据输入的钢铁产品追溯条件，通过所述有向图进行遍历，找出最终钢铁产品的工艺路径，以及按照所述工艺路径从所述工序基本数据库中获取相应工序的钢铁产品相关数据；
建立分析图表模块，用于利用所获取所述相应工序的钢铁产品相关数据，建立数据分析图表，以便对钢铁产品质量进行追溯。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建立数据库模块还包括建立每个生产工序的基本数据信息表，表中包括生产工序的开始时间、结束时间、工序编号以及前一工序的工序编号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述基本数据信息表与数据信息存储表通过每个工序的工序编号进行一一对应。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，通过实时数据库中的设备参数数据计算所述生产工序的开始时间、结束时间。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述工艺路径包括：
以生产工序的第一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第一工艺路径；
以生产工序中间的任意一个生产工序为开始工序，以所述开始工序之后所经过的任意一个生产工序为结束工序的第二工艺路径。
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