专利名称：铝铸造配料及排包生产计算机控制方法
技术领域：
本发明涉及一种铝铸造生产控制方法，具体地说是涉及一种铝铸造生产计算机精确配料及排包控制方法。
背景技术：
现在的铝铸造生产大多数都是依靠人工进行配料计算，计算中难免出现计算错误而导致毁炉事故的发生，许多配料工甚至单纯依靠经验口算配料，根本谈不上精确配料和对成品铝质量进行控制。在进行人工排包时，除计算失误外，还有书写错误也会造成毁炉事故的发生。排包员在按照原铝分析单进行排包时只能看到电解槽前一天的分析结果，对有上涨或下降趋势的电解槽无法做到预测，只能被动地进行配料，很难避免质量事故。
微软公司的EXCEL电子表格程序具有强大的计算功能，但只能作为平台应用，无法对生产起到指导作用。
发明内容
本发明要解决的问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种利用EXCEL软件电子表格强大的计算和函数功能完成配料及排包生产的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法。
本发明铝铸造配料及排包生产计算机控制方法通过下述技术方案予以实现所述的控制方法包括下述步骤设计数据输入模型步骤用于将电解槽原铝质量数据输入计算机；设计原铝质量变化预测曲线步骤用于将电解槽原铝质量数据采用EXCEL曲线功能绘制出质量变化曲线；设计排包模型步骤用于根据电解槽原铝质量数据设计出原铝排包模型；设计校验区步骤用于对指定区域内的数据进行校验；设计固体配料计算模型步骤用于在固体铝锭需要配料时的配料计算；生成排包打印单步骤用于从排包模型相应位置联接生成排包打印单。
本发明铝铸造计算机精确配料及排包控制方法的实施，可以极大地减少排包员的任务量，排包员只需输入每天的出铝任务量即可完成排包；模型可以避免人工计算造成的失误，通过对原铝进行质量预测调整，可以使排包计算更为精确；配料员可以根据排包单进行科学地分析与计算，从而使配料计算更接近生产实际；班组配料员可以根据平均配料参考值确定当天所配铝锭成品的标准值，由于采用计算机计算，可以将计算结果精确到小数点后三位，使所配出的铝锭品位更加集中和精确；原铝质量的输入一人完成即可在局域网内实现数据共享，模型可以共享原铝质量数据，电解车间也可以共享该数据以帮助生产分析；电脑打印出的排包单避免了人工书写造成的难以辨认和读错的情况发生；本发明铝铸造计算机精确配料及排包控制方法还为下一步实现管控一体化进行程序开发提供了思路和雏形，打下了良好的基础。
本发明有如下附图图1为本发明生产车间原铝生产1个月动态的变化曲线示意图；图2为本发明4#槽2003年8月变化曲线示意图；图3为本发明4#槽2002年9月变化曲线示意图；图4为本发明4#槽2002年10月变化曲线示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明铝铸造配料及排包生产计算机控制方法作进一步描述。
本发明铝铸造配料及排包生产计算机控制方法技术方案为所述的控制方法包括下述步骤设计数据输入模型步骤用于将电解槽原铝质量数据输入计算机；设计原铝质量变化预测曲线步骤用于将电解槽原铝质量数据采用EXCEL曲线功能绘制出质量变化曲线；设计排包模型步骤用于根据电解槽原铝质量数据设计出原铝排包模型；设计校验区步骤用于对指定区域内的数据进行校验；设计固体配料计算模型步骤用于在固体铝锭需要配料时的配料计算；生成排包打印单步骤用于从排包模型相应位置联接生成排包打印单。
所述的原铝质量数据输入模型包括原铝质量分析结果、电解生产大组的出铝任务、槽号、日期；质量分析结果中包括原铝中的铁(Fe)含量、硅(Si)含量、镓(Ga)含量；单位为％；表格按月设计，从1日到31日，车间所有的电解槽每台电解槽的三种元素含量均输入到表格中，数据采用人工输入。
所述的原铝质量变化预测曲线是将原铝质量数据模型中的原铝质量数据链接在EXCEL软件的单元格，点击EXCEL中绘制曲线工具按钮建立每个电解槽全月原铝质量数据变化曲线图；将每月全部电解槽的变化曲线图集中链接存放在一个单独的表格文件中，建立车间的原铝质量变化模型，再根据上述原铝质量变化趋势做出质量变化预测分析、判断，打印出质量变化异常的分析通报。
原铝质量铁含量变化通报(4月3日局部)
所述的排包模型包括铁含量数据联接表、硅含量数据联接表、出铝任务输入表、原铝预测值调整、排包单生成、打印排包表；所述的铁含量数据联接表是从原铝质量数据模型数据链接得到，包括槽号、铁含量数据、日期，连接公式为＝’D\刘玉海文件\生产管理\[原铝质量记录2004年度2.xls]五车间原铝质量’！C166，其含义是从D盘刘玉海文件\生产管理文件夹中读取原铝质量记录2004年度2文件中五车间原铝质量表中单元格C166中的数据；原铝质量铁含量数据联接表(局部)
所述的硅含量数据联接表是从原铝质量数据模型数据链接得到，包括槽号、硅含量、日期，链接公式为＝’D\刘玉海文件\生产管理\[原铝质量记录2004年度2.xls]五车间原铝质量’！C169，其含义是从D盘刘玉海文件\生产管理文件夹中读取原铝质量记录2004年度2文件中五车间原铝质量表中单元格C169中的数据；原铝质量硅含量数据联接表(局部)
根据上述原铝质量变化趋势做出质量变化预测。
所述的出铝输入表为排包模型设计与制作，数据包括车间、铝包序号、槽号、出铝量、铁含量、硅含量、出铝合计、平均铁含量、平均硅含量；制排包模型为日期2004年2月4日 小夜班
所述槽号、任务量由人工根据电解槽大组下达的任务单输入的数据，所述的Fe含量和Si含量的数据通过EXCEL中的函数功能调用得到；每槽Fe含量数据通过下述公式＝IF(C4，LOOKUP(C4，原铝Fe含量质量表！$A$3$A$58，原铝Fe质量表！$J$3$J$58)，)运用EXCEL中的IF判断函数和LOOKUP查找函数功能计算和调用得到；公式含义是先判断C4单元格中是否输入了槽号，如果没有槽号输入，则给出(0)的数值，如果有槽号输入，则去“原铝质量表”中从A3到A58单元格的范围中查找C4中的槽号，再从“原铝质量表”中J3到J58的范围内查找该槽号相对应的铁含量数值，把找到的铁含量数值放在上表E4单元格中，本表中找到的数个为0.08％，本表的排包日期为2月4日，从原铝质量Fe含量表的单元格J3到J58范围去找，如果是2月5日，则去原铝质量表的单元格K3到K58范围去找，每天开始排包前先根据日期进行更改公式，只须更改每个班次铁硅含量第一个单元格中的公式，后面的公式使用EXCEL的自动公式填充功能实现；每槽Si含量通过下述公式＝IF(C4，LOOKUP(C4，原铝Si质量表！$A$3$A$58，原铝Si质量表！$J$3$J$58)，)运用EXCEL中的IF判断函数和LOOKUP查找函数功能计算和调用得到；所述每槽出铝任务由人工根据电解槽大组下达的任务单输入的数据得到；所述的每包出铝任务由公式＝SUM(D4D7)运用EXCEL中的SUM求和功能函数从D4到D7单元格中四个电解槽的出铝任务量的求和得到；每包原铝中的平均铁含量由公式＝IF(E4，(D4×E4+D5×E5+D6×E6+D7×E7)/G4，0)计算得到，公式的含义是先判断第一台电解槽E4单元格中是否有数据，是否已经读取到了铁含量的数据，如果有，则把出铝任务量D4乘以其对应的铁含量E4，再加上第二台的，第三台、第四台的，得到该包铝中的总铁含量，除以总任务量G4得到平均含铁量，如果E4单元格中判断没有数据，没有读取铁含量数据，则表明该单元格未进行任务输入，则给出“0”数值；每包原铝中硅含量由公式＝IF(F4，(D4×F4+D5×F5+D6×F6+D7×F7)/G4，0)计算得到，含义与铁含量计算公式相同；所述车间本班次出铝任务总量由公式＝SUM(G4G67)计算得到，车间平均铁硅含量由公式＝(N4×04+N8×08+N12×012+N16×016+N20×020+N24×024+N28×028+N32×032+N36×036+N40×040+N56×056)/N60计算得到。
所述的校验区是在排包模型中设计了对指定区域内的数据进行随时校验的校验区和日期链接表，数据的校验运用EXCEL中的位置检测函数由校验区公式＝MODE(R5R59，J4J59，B4B59)完成。
所述的固体配料锭的配料计算模型表是根据车间参考配料铁含量数据确定需加固体配料锭量，所述的平均含铁比例通过下述公式[∑每包(每槽出铝量×每槽含铁比例)]/每包出铝量计算得到；设计含铁量根据车间参考配料铁含量数据确定；需加铁量通过下述公式出铝量×10×(设计含量铁量—际平均含铁量)计算得到；大K含铁比例由实际大K块含铁量测得；需加大K块数通过下述公式需加铁量×100/[20×(大K块比例—设计铁含量)]计算得到应加大K块数。
所述的生成排包打印单是根据原铝预测曲线变化对个别电解槽进行预测值的调整，根据含铁量大小按设计含铁量搭配好出铝槽号顺序，产生排包单并打印出排包单，电解车间按排包单出铝，铸造车间按排包单配料后铸铝锭。
实施例1。
一个完整的排包模型中包含每个车间每班次12-16包任务，两个车间共计24-32包，每天有三个班次，分别是小夜班(16:00-24:00)、大夜班(0:00-8:00)、白班(8:00-16:00)。每个白班12:00之前由电解大组长把任务单送到铸造车间，由铸造车间的排包员把槽号和任务量输入电脑，在输入槽号的同时，该槽的铁、硅含量自动从数据库中调出来显示在指定的单元格内，每包任务量输入完毕后，自动完成对该包的平均铁含量、平均硅含量及总重量的计算，完成一个车间全部任务量输入后，自动完成车间所有包的平均铁含量、平均硅含量及车间该班次平均铁含量、平均硅含量、总重量的计算，并在排包单中计算出配料的参考铁含量值，排包员根据原铝预测曲线变化情况对个别电解槽进行预测值的调整，再根据含铁量的大小合理搭配好每槽出铝顺序，合理安排电解车间出铝，完成质量控制；按照设计好的模型可以自动生成排包打印单一式4份电解车间根据这个单按顺序进行出铝，铸造车间按这个单进行配料。
实施该模型管理电解车间的铝锭质量趋于稳定状态，产品的含铁量一直随着原铝的平均含铁量而变化，质量分布已经相当集中，统计已生产铝锭质量数据如下
从统计分析数据来看，上半年共生产1780批，其中当天所有铝锭均在一个点位的(即全部含铁量均相同)有613批，占34％；二个点位的(比如0.13％-0.14％)有932批，占53％；三个点位的有209批，占12％；四个点位的有27批，占1％；可见分厂铝锭质量已经全部集中在了1到2个点位内，质量受控制迹象明显。
从含铁量上分析来看，在生产的1780批中，含铁量在0.11％以下及0.17％以上的为0批；0.11％的有42批，占2.35％；0.12％的有526批，占29.4％；0.13％的有665批，占37.17％；0.14％的有352批，占19.68％；0.15％的有165批，占9.22％；0.16％的有36批，占2.01％；0.17％的只有3批，占0.17％。可见，质量已经全部根据原铝的变化集中在了0.12％-0.15％之间，占总数的95.47％，集中程度相当高，完全达到了模型设计所预期的目标。
在实际生产中原铝质量出现了波动，由于采用了模型管理，进行了及时的质量预测和调整，未出现一起质量事故，而且还多次出现质量点位在一个点位，抗御电解槽质量风险的能力得到了加强。由于有原铝质量动态变化预测及电脑排包程序进行辅助分析，在电解中生产中出现硅大的铝锭次数明显减少。
实施例2。
表1是原铝质量输入表的一部分，比如今天是4月5日，则需要由排包员将4月4日的原铝质量输入到4月4日列。
表1原铝质量输入表
原铝的质量经常是突然变化的，要掌握它的变化规律，需连续查看3-5天的原铝质量变化情况进行确定，由此设计出1个月动态的变化曲线，如图1所示。
从图中明显看到在13日-18日时，该槽含铁量发生了明显的上升趋势，虽然在19、20、21、22日有所下降，但在22日到25日之间，该槽铁含量急剧上升，因此在13日-18日之间应当在后面的排包模型中对该槽进行预测，预测值应当设定在每天提高0.02％，而在22-25日尤其是在24日应当留出较大的配料空间，比如考虑将预测值设定在提高0.03％，27日该槽呈现出明显的下降趋势而且下降速率比较有规律，可以知道这次质量上升可能是化钢爪引起的，现在质量已经回调，此时应当进行降低预测值，根据电解槽的变化规律，一般每天按照降低0.02％为宜，这样就能基本把握住原铝的质量变化规律，对当天的原铝质量状况做出正确的估计，减少配料误差。
在应用原铝动态变化曲线制作出4号槽2003年8月变化曲线，如图2所示。
从图2可以看出，该槽在前面是从高位下降到0.10％处后又发生了反弹，而且在0.12-0.10％之间反复震荡，还会继续反弹上去，于是预测时对该槽要考虑每天提高0.02％的余量。
如图3、图4所示从图中可以看出，该槽在9月份果然发生了明显地上涨，采取了预防措施，配料，虽然在10月份含铁量有所回落，但刚回到0.13％附近，又发生了上涨，说明该槽存在严重的问题一直未得到解决，如不能及时处理掉，以后可能会提前破损。2003年4月份，该槽发生了漏槽，不幸验证了数据图的准确性。由于得到曲线图的帮助，使配料工作一直未出现失误。
有了质量预测，可以实现排包模型设计日期2004年 4月1日 小夜班
检查有输入错误无
原铝合计63.46含铁平均值0.125含硅平均值0.073排包员根据生产情况调整出铝顺序，确定后，电脑自动生成排包打印单。此图是模型的一部分，其中包括数据校验单元格，表中最下行提供了车间总出铝量、车间平均含铁量、平均含硅量，这个车间平均含铁量就是配料员当班配料的参考配料值，按照这个模型进行的排包准确率高，表中的数据已经是最接近生产实际的数据，配料员拿到排包单后，只需按单配料就行了，配料员也可以查看原铝质量变化曲线，对有疑问的槽子进行分析和调整。通过这样的模型管理后，车间各班组的配料工作围绕车间平均铁含量进行，上下偏差一般不会超出3个点位，70％以上集中在2个点位，完全能够做到对配料质量进行科学控制。
在生产中，经常需要配入固体铝锭进行配料，单独设计了配料计算模型，在需要进行配固体铝锭时，配料员可以采用此模型进行加入固体铝锭块数的计算。
配料计算模型需要可满足下面的要求1)具有自动计算的功能；2)将配料锭中的含铁量考虑进去；3)有单槽输入、单包计算、整炉配料计算的功能；4)根据设定的配料点进行精确计算；5)模型中的公式提前设定好，只需输入原始数据就可以完成系列运算。
表1是我们设计的一个配料计算模型例表，表中第四列之后的单元格中都含有定义好的公式和函数引用。
表1配料计算模型
在上面的表格中，槽号、任务量、含铁量、含硅量都是与排包模型相链接的，配料员只需给定今天需要配制的目标，给出配料锭的含铁量，就能自动计算出应该加入多少块配料锭。配料员每天只需在上班后花费5分钟的时间就能得到精确的配料单，就可以根据配料单进行配料了。即使是刚学会配料的人员也不会出现大的错误。
权利要求
1.一种铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的控制方法包括下述步骤设计数据输入模型步骤 用于将电解槽原铝质量数据输入计算机；设计原铝质量变化预测曲线步骤 用于将电解槽原铝质量数据采用EXCEL曲线功能绘制出质量变化曲线；设计排包模型步骤用于根据电解槽原铝质量数据设计出原铝排包模型；设计校验区步骤 用于对指定区域内的数据进行校验；设计固体配料计算模型步骤用于在固体铝锭需要配料时的配料计算；生成排包打印单步骤用于从排包模型相应位置联接生成排包打印单。
2.如权利要求1所述的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的原铝质量数据输入模型包括原铝质量分析结果、电解生产大组的出铝任务、槽号、日期；质量分析结果中包括原铝中的铁(Fe)含量、硅(Si)含量、镓(Ga)含量；单位为％；表格按月设计，从1日到31日，车间所有的电解槽每台电解槽的三种元素含量均输入到表格中，数据采用人工输入。
3.如权利要求1所术的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的原铝质量变化预测曲线是将原铝质量数据模型中的原铝质量数据链接在EXCEL软件的单元格，点击EXCEL中绘制曲线工具按钮建立每个电解槽全月原铝质量数据变化曲线图；将每月全部电解槽的变化曲线图集中链接存放在一个单独的表格文件中，建立车间的原铝质量变化模型，再根据上述原铝质量变化趋势做出质量变化预测分析、判断，打印出质量变化异常的分析通报。
4.如权利要求1所述的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的排包模型包括铁含量数据联接表、硅含量数据联接表、出铝任务输入表、原铝预测值调整、排包单生成、打印排包表；所述的铁含量数据联接表是从原铝质量数据模型数据链接得到，包括槽号、铁含量数据、日期，连接公式为＝’D\刘玉海文件\生产管理\[原铝质量记录2004年度2.xls]五车间原铝质量’！C166，其含义是从D盘刘玉海文件\生产管理文件夹中读取原铝质量记录2004年度2文件中五车间原铝质量表中单元格C166中的数据；所述的硅含量数据联接表是从原铝质量数据模型数据链接得到，包括槽号、硅含量、日期，链接公式为＝’D\刘玉海文件\生产管理\[原铝质量记录2004年度2.xls]五车间原铝质量’！C169，其含义是从D盘刘玉海文件\生产管理文件夹中读取原铝质量记录2004年度2文件中五车间原铝质量表中单元格C169中的数据；根据上述原铝质量变化趋势做出质量变化预测。
5.如权利要求4所述的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的出铝输入表为排包模型设计与制作，数据包括车间、铝包序号、槽号、出铝量、铁含量、硅含量、出铝合计、平均铁含量、平均硅含量；所述槽号、任务量由人工根据电解槽大组下达的任务单输入的数据，所述的Fe含量和Si含量的数据通过EXCEL中的函数功能调用得到；每槽Fe含量数据通过下述公式＝IF(C4，LOOKUP(C4，原铝Fe含量质量表！$A$3$A$58，原铝Fe质量表！$J$3$J$58)，)运用EXCEL中的IF判断函数和LOOKUP查找函数功能计算和调用得到；公式含义是先判断C4单元格中是否输入了槽号，如果没有槽号输入，则给出(0)的数值，如果有槽号输入，则去“原铝质量表”中从A3到A58单元格的范围中查找C4中的槽号，再从“原铝质量表”中J3到J58的范围内查找该槽号相对应的铁含量数值，把找到的铁含量数值放在上表E4单元格中，本表中找到的数个为0.08％，本表的排包日期为2月4日，从原铝质量Fe含量表的单元格J3到J58范围去找，如果是2月5日，则去原铝质量表的单元格K3到K58范围去找，每天开始排包前先根据日期进行更改公式，只须更改每个班次铁硅含量第一个单元格中的公式，后面的公式使用EXCEL的自动公式填充功能实现；每槽Si含量通过下述公式＝IF(C4，LOOKUP(C4，原铝Si质量表！$A$3$A$58，原铝Si质量表！$J$3$J$58)，)运用EXCEL中的IF判断函数和LOOKUP查找函数功能计算和调用得到；所述每槽出铝任务由人工根据电解槽大组下达的任务单输入的数据得到；所述的每包出铝任务由公式＝SUM(D4D7)运用EXCEL中的SUM求和功能函数从D4到D7单元格中四个电解槽的出铝任务量的求和得到；每包原铝中的平均铁含量由公式＝IF(E4，(D4×E4+D5×E5+D6×E6+D7×E7)/G4，0)计算得到，公式的含义是先判断第一台电解槽E4单元格中是否有数据，是否已经读取到了铁含量的数据，如果有，则把出铝任务量D4乘以其对应的铁含量E4，再加上第二台的，第三台、第四台的，得到该包铝中的总铁含量，除以总任务量G4得到平均含铁量，如果E4单元格中判断没有数据，没有读取铁含量数据，则表明该单元格未进行任务输入，则给出“0”数值；每包原铝中硅含量由公式＝IF(F4，(D4×F4+D5×F5+D6×F6+D7×F7)/G4，0)计算得到，含义与铁含量计算公式相同；所述车间本班次出铝任务总量由公式＝SUM(G4G67)计算得到，车间平均铁硅含量由公式＝(N4×04+N8×08+N12×012+N16×016+N20×020+N24×024+N28×028+N32×032+N36×036+N40×040+N56×056)/N60计算得到。
6.如权利要求1所述的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所术的校验区是在排包模型中设计了对指定区域内的数据进行随时校验的校验区和日期链接表，数据的校验运用EXCEL中的位置检测函数由校验区公式＝MODE(R5R59，J4J59，B4B59)完成。
7.如权利要求1所述的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的固体配料锭的配料计算模型表是根据车间参考配料铁含量数据确定需加固体配料锭量，所述的平均含铁比例通过下述公式[∑每包(每槽出铝量×每槽含铁比例)]/每包出铝量计算得到；设计含铁量根据车间参考配料铁含量数据确定；需加铁量通过下述公式出铝量×10×(设计含量铁量-实际平均含铁量)计算得到；大K含铁比例由实际大K块含铁量测得；需加大K块数通过下述公式需加铁量×100/[20×(大K块比例-设计铁含量)]计算得到应加大K块数。
8.如权利要求1所述的铝铸造配料及排包生产计算机控制方法，其特征在于所述的生成排包打印单是根据原铝预测曲线变化对个别电解槽进行预测值的调整，根据含铁量大小按设计含铁量搭配好出铝槽号顺序，产生排包单并打印出排包单，电解车间按排包单出铝，铸造车间按排包单配料后铸铝锭。
全文摘要
本发明涉及一种铝铸造生产控制方法，具体地说是涉及一种铝铸造配料及排包生产计算机控制方法。本发明方法包括下述步骤设计数据输入模型步骤；设计原铝质量变化预测曲线步骤；设计排包模型步骤；设计校验区步骤；设计固体配料计算模型步骤；生成排包打印单步骤。本发明的有益效果是可以极大地减少排包员的任务量，避免人工计算造成的失误，通过对原铝进行质量预测调整，可以使排包计算更为精确；从而使配料计算更接近生产实际；电脑打印出的排包单容易辨认不会读错；本发明铝铸造计算机精确配料及排包控制方法还为下一步实现管控一体化进行程序开发提供了思路和雏形，打下了良好的基础。
文档编号G06F19/00GK1736635SQ20051002139
公开日2006年2月22日 申请日期2005年7月30日 优先权日2005年7月30日
发明者朱永松, 王广稳, 刘玉海, 戴小平, 丁心耿, 徐卫东, 马晓琴, 万秀丽, 熊增彩, 陈蒲明, 周虹, 邢朝东, 安华 申请人:中国铝业股份有限公司