冶金自動(dòng)化發(fā)展的策略與思考(編輯修改稿)
2024-07-26 00:49 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，都有了很大的跨越和進(jìn)步。同時(shí)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用與研發(fā)的水平，也是檢驗(yàn)我國(guó)冶金企業(yè)創(chuàng)新動(dòng)力的一個(gè)重要標(biāo)志。數(shù)學(xué)模型是控制對(duì)象的表征，是對(duì)象可執(zhí)行的表述，正是由于它與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、工藝能力的有效結(jié)合，發(fā)揮了重要的指揮與優(yōu)化作用，所以我們才把數(shù)學(xué)模型稱之為自動(dòng)化與信息化的核心技術(shù)。 數(shù)學(xué)模型的概念 由于數(shù)學(xué)模型涉及范圍較廣，大家會(huì)從各個(gè)角度對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，盡管版本不同，長(zhǎng)短不一，但其內(nèi)容基本都是在一個(gè)范圍內(nèi)，如果把數(shù)學(xué)模型理解為“對(duì)過(guò)程要素的數(shù)學(xué)描述”，既簡(jiǎn)潔也能說(shuō)明問(wèn)題。當(dāng)然要把這種數(shù)學(xué)描述用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言準(zhǔn)確地表述起來(lái)才可以發(fā)揮作用。 建立高可用性，高精度的數(shù)學(xué)模型是我國(guó)鋼鐵工業(yè)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的鋼材品種。提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)基礎(chǔ)。 模型分類 數(shù)學(xué)模型分類的方式很多，如果依照建模方法來(lái)劃分，可分為： （1）機(jī)理模型：這類數(shù)學(xué)模型的建立，首先要對(duì)控制對(duì)象的物理化學(xué)過(guò)程進(jìn)行深入細(xì)致的研究和理論探討，找到影響過(guò)程各因素之間的關(guān)系，應(yīng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式，圖形或算法表示出來(lái)。得到數(shù)學(xué)模型后，再用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，完善，增加修訂內(nèi)容或確定權(quán)重系數(shù)，或決定采用分段處理的方式等。 （2）統(tǒng)計(jì)控制模型：這類數(shù)學(xué)模型建模時(shí)與工藝?yán)碚撽P(guān)系較少，而是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集到的大量與過(guò)程控制因素有關(guān)的數(shù)據(jù)，以自動(dòng)控制原理和現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用回歸方式建立起數(shù)學(xué)表達(dá)式或圖形，這是一種隨機(jī)性模型，當(dāng)工藝條件（被描述對(duì)象）發(fā)生重大變化時(shí)，則需要進(jìn)行重大的修正或完善。 （3）人工智能模型：它是一種將上述兩種模型進(jìn)行結(jié)合和優(yōu)化而生成新的模型，它是隨著自動(dòng)控制理論與現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的建模方式。這是一種基于規(guī)則的模型，其主要的依據(jù)是工藝的控制經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的專家知識(shí)及理論。 當(dāng)然，也有按照模型功能劃分類別的，如設(shè)定模型、控制模型、自適應(yīng)模型等。 建模過(guò)程 不同行業(yè)不同區(qū)域的建模過(guò)程都有所不同。我們根據(jù)首鋼的具體實(shí)踐情況，大致分成以下幾個(gè)階段： （1）建模準(zhǔn)備：明確建模的目的，對(duì)要控制的對(duì)象過(guò)程經(jīng)過(guò)分析，搜索必要的信息，特征提取，通過(guò)要素分析，對(duì)建模方式進(jìn)行選擇，形成實(shí)質(zhì)性的建?？蚣?。 （2）數(shù)學(xué)描述：根據(jù)對(duì)象的特征和建模目的，經(jīng)過(guò)相關(guān)物理化學(xué)定律的應(yīng)用以及約束條件的確認(rèn)，抓住問(wèn)題的本質(zhì)，做出必要的合理的簡(jiǎn)化和假設(shè)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言，數(shù)學(xué)方法表達(dá)出所控對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律，建立包括常量和變量在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型。 （3）模型調(diào)試：通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的求解，達(dá)到模型的可執(zhí)行并通過(guò)測(cè)試。 （4）模型優(yōu)化：通過(guò)對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的分析，對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。 （5）模型檢驗(yàn)：用實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，來(lái)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性，這樣反復(fù)進(jìn)行多次循環(huán)，直至最終達(dá)到滿意的效果。 （6）模型應(yīng)用：將檢驗(yàn)合格的數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)場(chǎng)的控制系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)組成一個(gè)系統(tǒng)，在現(xiàn)場(chǎng)最終完成線程調(diào)試并開(kāi)始試運(yùn)行。 國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 從我國(guó)鋼鐵企業(yè)當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，主要工藝過(guò)程都使用了數(shù)學(xué)模型，如鐵前系統(tǒng)就有焦化數(shù)學(xué)模型、燒結(jié)數(shù)學(xué)模型和高爐數(shù)學(xué)模型；煉鋼系統(tǒng)中如轉(zhuǎn)爐煉鋼數(shù)學(xué)模型、RH真空精煉數(shù)學(xué)模型，LF爐精煉數(shù)學(xué)模型以及連鑄數(shù)學(xué)模型等；軋鋼工序是應(yīng)用過(guò)程控制數(shù)學(xué)模型技術(shù)最廣泛最成熟的領(lǐng)域，如冷熱連軋生產(chǎn)線、中厚板生產(chǎn)線，涂鍍生產(chǎn)線、熱處理系統(tǒng)等，在線生產(chǎn)控制都使用了數(shù)學(xué)模型。 但在這成績(jī)面前，我們還要看到，內(nèi)部仍然存在著更深層次的問(wèn)題。 （1）在過(guò)程控制數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用中，重復(fù)引進(jìn)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且對(duì)核心技術(shù)的封鎖也是十分嚴(yán)重的。由于種種原因，我們不能有效地對(duì)引進(jìn)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)，以致出現(xiàn)“水土不服”和不能充分發(fā)揮作用等問(wèn)題。 （2）在我們內(nèi)部的企業(yè)之間互相保密，有些企業(yè)認(rèn)為我們自己花的錢引進(jìn)的技術(shù)，就要作為自己本企業(yè)的秘密
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