Содержание к диссертации
Введение 5
1. Объект исследования - сталеплавильно-прокатный комплекс углеродистых сталей Новолипецкого металлургического комбината 10
1.1. Современное состояние и проблемы НЛМК 10
1.1.1. НЛМК - передовое предприятие отрасли 10
1.1.2. Достоинства и проблемы сталеплавильно-прокатного комплекса углеродистых сталей НЛМК 14
1.2. Основные направления и эффективность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в условиях действующего сталеплавильно-прокатного комплекса 36
1.2.1. Особенности развития сталеплавильно-прокатного комплекса углеродистых сталей НЛМК 36
1.2.2. Обзор НИР и ОКР, направленных на совершенствование технологии и оборудования комплекса 38
1.2.3. Анализ проблем создания автоматизированной системы управления сталеплавильно прокатным комплексом 40
1.3. Цель и задачи работы 45
2. Методические основы исследования 47
2.1. Общие положения 47
2.1.1. Постановка исследовательских задач 47
2.1.2. Критерий эффективности в задачах совершенствования производства 49
2.2. Частные методики исследования 3. Стр.
2.2.1. Методика сопоставления возможностей агрегатов различной единичной мощности 59
2.2.2. Методика оптимизации агрегатного состава металлургических комплексов 65
2.2.3. Методика параметрической оптимизации технологических процессов 70
2.3. Построение структур АСУ сталеплавильно-прокатным комплексом с агрегатами большой единичной мощности 76
2.3.1. Формулирование требований к функциональной структуре АСУ 76
2.3.2. Методика построения функциональной структуры АСУ 81
3. Исследование оптимальной структуры и технологических параметров сталеплавильно-прокатных комплексов 85
3.1. Сравнение эффективности металлургических агрегатов различной единичной мощности 85
3.1.1. Теоретическое исследование сравнительной эффективности агрегата мощностью М с двумя агрегатами мощностью M/z 85
3.1.2. Сравнение эффективности конвертеров различной единичной мощности 90
3.2. Оптимизация агрегатного состава комплекса прокатного
цеха для получения части продукции повышенного качества 95
3.2.1. Математическая модель эффективности агрегатов на стадии проектирования 95
3.2.2. Математическая модель эффективности вариантов при освоении качественной продукции на действующем оборудовании 100
3.2.3. Использование моделей п.п. 3.2.1. и 3.2.2. для оптимизации состава оборудования цехов горячей прокатки 103
3.3. Оптимизация температуры нагрева слябов под прокатку 109
3.3.1. Разработка оптимизационной модели 109
3.3.2. Моделирование и обсуждение его результатов 121
4. Оптимизация управления сталеплавильно-прокатным комплексом в рамках автоматизированной системы 130
4.1. Создание интегрированной АСУ сталеплавильно-прокатным комплексом 130
4.2. Характеристика некоторых задач МСУ СПК 1
4.2.1. Управление технологическими процессами на непрерывном широкополосном стане 2000 137
4.2.2. Оптимизация монтажа партий проката 141
4.2.3. Расчет совмещенного графика работы смежных агрегатов 152
4.2.4. Обработка наряд заказов на металл 158
Заключение 162
Литература 164
Приложения 172
Приложение I. Совершенствование оборудования и технологии ККЦ-І 173
Приложение 2. Совершенствование оборудования и технологии ЛПЦ-3 178
Приложение 3. Состав первой очереди АСУ СПК НЛМК 181
Приложение 4. Формы документов подсистемы управления
производством в ККЦ-2 186
Приложение 5. Формы документов подсистемы планирования
производства на основании обработки наряд заказов 187
Приложение 6. Акт о внедрении. 1Э2
Введение к работе
Хозяйственная деятельность социалистических предприятий традиционно находится в центре внимания КПСС и её Центрального Комитета. И это понятно: социалистическое производство является материальной основой всех наших достижений как во внутренней, так и во внешней политике. Забота партии о развитии социалистической экономики тем более примечательна, что в последние годы в действие вступил ряд объективных неблагоприятных факторов масштабного, демографического, сырьевого, энергетического, наконец, внешнеполитического характера. Рост объемов производства и усложнение взаимодействия между отдельными звеньями народного хозяйства, исчерпание резервов экстенсивного восполнения трудовых, сырьевых и энергетических ресурсов - все это обусловило появление в истекшей пятилетке ряда программных партийных документов по хозяйственным вопросам. Среди них Постановления "О дальнейшем совершенствовании хозяйственного механизма и задачах партийных и государственных органов" и "Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы" от 12 июля 1979 года, решения ноябрьского 1979 года Пленума ЦК КПСС и рассмотрение в их свете вопроса о работе министерств металлургии, машиностроения и строительства по повышению качества металлопродукции и эффективному использованию металла (июнь 1980 г.), наконец, решения ноябрьского 1982 года, июньского и декабрьского 1983 года.
Пленумов ЦК КПСС, Глубокое теоретическое обоснование этим документам дано на ХХУ и ХШ съездах КПСС. Как отмечал на июньском 1983 года Пленуме ЦК КПСС Генеральный секретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума Верховного Совета СССР Ю.В.Андропов, это знаменует для нашей страны поворот "к интенсивному развитию, соединение на деле преимуществ нашего социалистического строя с достижениями научно-технической революции" ("Правда", № 167 от 16.06.83 г.).
Одной из базовых отраслей народного хозяйства СССР является черная металлургия. Успехи в её развитии общеизвестны: с 1971 года страна занимает первое место в мире по объемам производства черных металлов. В отрасли многое делается для повышения её эффективности. Проводится курс ХХІУ съезда КПСС на увеличение единичных мощностей металлургических агрегатов, капитальные вложения направляются на развитие небольшого числа крупнейших предприятий. Осваиваются в широких масштабах интенсивные технологии, такие как внепечная обработка жидкого металла, непрерывная разливка стали, в том числе с применением бесстопорных устройств и методом "плавка на плавку", термическое упрочнение проката в потоке и др. Однако, решены ещё не все проблемы. Не дают должной отдачи наши крупнейшие металлургические заводы, укомплектованные агрегатами большой единичной мощности. Между тем очевидно, что повышения эффективности отрасли в целом можно ожидать лишь от повышения эффективности именно этих заводов. Партия призывает сосредоточить первоочередное внимание на использование резервов,не требующих больших капитальных вложений. "Наши заботы, - писал Ю.В.Андропов в статье "Ученье Карла Маркса и некоторые вопросы социалистического строительства в СССР", - сейчас сосредоточены вокруг повышения эффективности производства, экономики в целом" ("Коммунист", 1983, с 9-23).
Отсюда вытекает цель настоящей работы: повышение эффективности сталеплавильно-прокатных комплексов с агрегатами большой единичной мощности за счет совершенствования их структуры, оптимизации существенных параметров по экономическому критерию, улучшения управления производством. Исследования проводились на Новолипецком ордена Ленина металлургическом комбинате, передовом предприятии отрасли, укомплектованном такими агрегатами.
Метод исследования продиктован основополагающими работами классиков марксизма-ленинизма, решениями съездов партии и пленумов её Центрального Комитета, Постановлениями ЦК КПСС и Со-ветсткого правительства по вопросам хозяйственной политики. Для анализа явлений в такой сложной технико-экономической системе, какой является объект настоящего исследования, использован системный подход как одно из проявлений диалектического метода. Из частных методов использованы, например, методы теории надежности, перспективный метод параметрической оптимизации - метод базовой точки и др.
В работе нашли отражение идеи, содержащиеся в трудах по экономике и организации металлургического производства советских ученых С.Г. Струмилина, И.П. Бардина, И.П. Приймака, Н.П. Банного, В.А. Роменца, А.Ф. Метса, Л.Н. Ройтбурда, П.А. Ширяева, Н.Ф. Склокина, Д.И. Попова и др.
Научная новизна исследования заключается в анализе проблем, связанных со строительством и эксплуатацией металлургических комплексов с агрегатами большой единичной мощности; в постановке и решении ряда задач структурной и параметрической оптимизации комплексов по подходящим критериям; в разработке стратегии и некоторых алгоритмов автоматизированной системы управления производством действующего сталеплавильно-прокатного комплекса.
Практическая ценность работы состоит в утверждении положения о необходимости первоочередного повышения надежности металлургических агрегатов большой единичной мощности; в обосновании границ эффективности строительства в цехах с такими агрегатами дополнительных (доводочных) агрегатов для получения части продукции повышенного качества; в использовании для параметрической оптимизации металлургического производства метода базовой точки; в обобщении опыта разработки и внедрения АСУП НЛМК.
Полученные результаты уже находят применение в практике НЛМК. Так, по требованию комбината в доменном цехе № 2 начато строительство печей полезным объемом 3200 м3 вместо предполагавшейся печи объемом 5000 м3; возведены доводочные агрегаты в сталеплавильных и прокатных цехах; для части сортамента стана 2000 снижена температура нагрева слябов под прокатку и т.п.
Существенный эффект получен при внедрении под руководством и при непосредственном участии автора первой очереди АСУП НЛМК.
Результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном научно-техническом семинаре "О повышении эффективности использования вычислительной техники при решении задач планирования и управления предприятиями черной металлургии" (г. Москва, 1975); на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Опыт планирования производства с применением автоматизированных систем обработки информации" (г, Москва, 1976); на Научно-технической конференции "Автоматизация управления производством на металлургических предприятиях" (г. Липецк, 1977),
Результаты работы изложены в 12опубликованных статьях.
Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и содержит введение, 4 главы, заключение и б приложений. Б работе 20 таблиц, 23 рисунка, список литературы включает 97 наименований.
