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铸造熔炼配料算法模型 建立与应用指南

Construction and application guide for casting melting batching algorithm model

ICS分类号:35.240.50

中国标准分类号:J31

主起草单位:共享智能铸造产业创新中心有限公司

牵头机构:中国铸造协会智能铸造工作委员会

项目状态:

立项时间:2023-07-31

标准情况说明
目的、意义或必要性

目的:应用计算机算法和开发语言,将熔炼配料算法植入生产过程管控系统中,帮助系统使用者提高铸造生产过程中的配料效率,降低配料成本,实现铸造熔炼生产智能化。

意义:通过标准的制定和实施,可改变传统铸造依靠工人经验的生产模式,提高生产效率,降低生产成本,减少对人员经验的依赖,指导现场操作人员按照要求进行调配料;同时为推进铸造产业结构调整与优化升级创造条件,为各铸造环节实现数字化、网络化和智能化提供借鉴和参考,促进社会效益和经济效益双提高。

必要性:铸造熔炼智能配料算法是基于各个材质牌号的目标成分要求,各个物料批次入厂的实际成分,各个物料批次单价和当前库存,各个元素在熔炼过程中的烧损等因素,核算每炉熔炼生产过程中各个物料的应加料量。通过与生产、工艺、质量、库存管理等系统集成获取熔炼生产计划、成分控制要求以及物料批次成分、及时库存量、价格等信息,排定炉次计划(铁/钢水需求量)、确定成分目标、核算配料方案,并给出性价比最优的配料清单。

范围和主要技术内容

本标准规定了:本文件确立了铸造熔炼配料工艺流程,提供了熔炼智能配料算法模型,给出了熔炼智能配料算法模型的应用信息。

本标准适用于:本文件适用于铸钢、铸铁的中频炉熔炼生产,其他类型的熔炼炉可参考使用。

国内外情况简要说明

1.国内外对该技术研究情况说明:检索得到一般相关 文献 9 篇、中国专利文献 7 篇(见检索结果)。 华中科技大学周建新于 2018 年发表的《基于约束优化算法铸造炉料配比软 件的开发及应用》一文结合铸造计算机配比技术,着重改进其算法,开发了铸造炉 料配比系统优化软件,在铸铁件和不锈钢件的熔炼配比实际应用中,该软件与华 铸 FCS 软件和手工经验法相比,最优化求解方案获得的推荐配比方案在保证目标 合金成本要求的情况下,单位成本小于华铸 FCS 软件和手工经验法,能获得配比 成本更低的配比方案。 吉林农业科技学院王忠策等于 2009 年发表的《迭代并行动态规划算法在铸 钢熔炼成本优化控制方面的应用》一文以铸钢合金配料计算和成本优化控制系统 的具体设计及实现为例,介绍迭代并行动态规划算法在铸件生产过程中的应用及 为实际生产带来的效果。 华中科技大学葛红洲于 2007 年发表的《基于局域网的铸件炉料配比系统的 研究与开发》一文选取了 Windows 2003 Server 作为系统平台,以 Visual C# 2005 作为前台开发工具,对基于局域网的铸件炉料配比软件系统分炉料出入库、炉料 数据库、计算炉料配比、配料清单和用户及权限等模块进行了详细设计和开发, 并以实例介绍了整个系统在铸件炉料配比中的应用。 天津开发区精诺瀚海数据科技有限公司名称为一种基于优化小生境遗传算 法的熔炼配料优化方法,申请号 CN202010106328.7 专利中描述一种基于优化小 生境遗传算法的熔炼配料方法,针对配料优化中现存的多目标求解难和易陷入局 部最优解等问题,对基于优化小生境遗传算法的熔炼配料方法中的多目标函数确 定权值、小生境半径和交叉和变异算子这三个过程进行改进,并且有效显著提高 配料比的准确度,节约成本。 贵州大学名称为一种中频炉黑色金属熔炼的自动配料方法,申请号 CN201710570173.0 专利中描述该自动配料方法,预先输入原生铁、废钢、回炉 料、增碳剂、硅铁、锰铁 6 种熔炼原材料的碳、硅、锰、磷、硫 5 大元素含量值和各原材料元素烧损系数,通过称量系统称量各原材重量并通过数据处理器自动时时计算出原材料混合熔炼后所得金属材质化学成分,从而实现精准配料,定量熔炼。 通过对比分析得出以下结论: 国内有记载由约束松弛和遗传算法两种求解方式构成最优化求解方案,使用C++语言编码,开发基于约束优化算法铸造炉料配比软件的技术;国内有记载迭代并行动态规划算法在铸件生产过程中的应用实例;国内有记载通过称量系统称量各原材重量并通过数据处理器自动时时计算出原材料混合熔炼后所得金属材质化学成分,从而实现精准配料,定量熔炼的技术;但未见根据当前物料市场价格,通过优化的熔炼智能配料的算法模式,提高铸造行业配料算法经济性、规范性的技术。

2.与国内相关标准间的关系:国内无相关标准

3.相关国际标准或国外先进标准情况:国外无相关标准

4.对相关国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:无

项目实施计划

起草阶段:2023年1月至2023年9月

征求意见阶段:2023年10月至2023年11月

审查阶段:2023年12月至2024年1月

报批阶段:2024年2月至2024年5月

起草单位
  • 起草单位:共享智能铸造产业创新中心有限公司
  • 起草单位:共享装备股份有限公司

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