熱連軋磨輥間工單推送系統的設計與實現

武繼權

（廣東廣青金屬壓延有限公司，廣東 陽江 529500）

1 引言

在大數據時代，磨輥間管理需要在信息化基礎上，逐步向著智能化方向發展，實現提升質量、穩定生產、降本增效和綜合優化的四項基本職能[1]。現階段廣青1 780mm熱連軋磨輥間管理仍是以簡單的紙質記錄和少量信息化模式，這樣的管理模式成本高、效率低，會造成軋輥信息管理錯誤率升高；軋線、磨床和磨輥間信息傳輸不及時，信息交互不透明等問題。通過磨輥間智能業務流程工單推送[2]，來整合資源，統一操作標準，高效管理，可極大提升勞動效率和產品質量，大幅降低工作負荷和生產成本，是磨輥間未來發展的必然選擇。

2 系統應用分析

通過充分融合1 780mm產線磨輥間工藝技術標準[3]，以軋輥管理為主線，根據磨輥間軋輥使用的庫存狀態和周轉狀態，通過“采購-驗收-配對-裝配-磨削-上機-下機-報廢”等步驟實施，構造軋輥全生命周期管理模式。按照軋輥、軸承（座）全生命周期管理流程，自動下發各種推送作業工單，如采購計劃工單、裝配推送工單、磨削計劃工單、檢測推送工單、事故推送工單、績效考評推送和分析評價推送工單等，從而實現作業流程數據化交互，動態調整作業計劃，動態分配作業資源，有效提升效率[4]。除系統自動推送功能，軋輥管理人員及點檢管理人員可以手動發送自定義工作推送。該推送依據為現場軋輥管理流程設計，磨輥間軋管理流程如圖1所示。

圖1 磨輥間軋輥管理流程

3 總體架構設計

推送系統以磨輥間信息化平臺為基礎，通過信息化平臺使推送工單貫穿于信息化平臺內，如圖2所示，系統分為硬件和軟件兩部分，硬件部分包括數采服務器、協同中心服務器、客戶端、交換機和移動端；軟件部分包括磨床數采程序、協同中心Java后臺程序、協同中心vue前臺程序及數據庫。其中數采服務器部署由磨床數采程序負責收集各磨床的磨削文件數據（數采服務器通過監聽磨床磨削文件的生成，解析文件內磨削開始時間、結束時間、磨前、磨后直徑、圓度和暗傷等數據，存入數據庫），通過數采服務器采集的數據存儲在協同中心數據庫內。數字化磨輥間的應用程序（包括軋輥信息化程序、推送程序）和數據庫都部署在協同中心服務器內，負責磨輥間信息化平臺、推送系統、磨輥間內輔助設備數據及與軋線通訊過程中獲取軋線生產設備相關信息的數據交互[5]。協同中心數據服務器與數采服務器與之間設置安全網關，隔離工業內網與上層網絡，從而避免病毒污染。本系統采用前后臺分離開發模式，保證前臺程序和后臺程序開發人員各司其職，不互相依賴，增強代碼可維護性，降低系統維護成本。其中協同中心的前端Vue畫面通過調用協同中心的后臺Java接口實現磨輥間信息化及推送工單的建設。前端畫面自適應顯示電腦端和移動端兩種形式，手持終端移動端通過無線網絡與服務器交換數據。

4 系統實現

工單系統貫穿磨輥間信息化系統。在磨輥間信息化系統中，磨輥間系統人員每人配有專有ID身份，根據人員工作內容配置相應的工作角色，同一工作人員可配置一種或多種的工作角色，不同的角色可分配不同的菜單內容，可對磨輥間系統的人員權限分配進行個性化配置，以及后期信息推送進行精準化角色接收[6]。

依照軋輥管理流程系統開發有相應的菜單管理畫面，包括軋輥基本信息化管理、軋輥配對管理、冷卻管理、磨削管理、事故管理、檢測管理和報廢管理等操作畫面，每個畫面都擁有唯一的畫面主鍵（設定主鍵為自增字段，保證主鍵唯一）和URL。根據現場生產需要分配了備輥工、磨削工、檢測工、裝配工和軋輥管理工等角色，在角色管理頁面，根據工作角色（設定主鍵為自增字段，保證主鍵唯一）勾選需要的菜單畫面并保存，實現工作角色主鍵與菜單項的主鍵及URL綁定，并存入數據庫。在人員管理畫面（設定ID為自增字段，保證ID唯一），數據庫表中設定人員ID自增，即每增加一條人員數據，ID自動加1，從而保證人員ID唯一，勾選該人員的角色項并存入數據庫，實現人員、角色和菜單的三者綁定。當人員登錄自己賬號，通過自己人員ID和角色主鍵和菜單主鍵實現工單的發送和接收。人員角色分配流程圖如圖3所示。

圖3 人員角色分配流程

系統根據軋輥管理流程引入軋輥庫存和周轉軋輥兩種狀態[7]，其中軋輥庫存包括未拆軋輥、返廠、待使用新輥、周轉軋輥、停用軋輥和報廢軋輥；周轉軋輥包括待檢測、待磨削、重磨、待上機、在換輥車、在機、下機輥和待冷卻。依照角色分工和管理流程設定人員推送模塊，確保工單準確推送給對應角色人員。

各角色通過磨輥間現場軋輥管理流程，根據推送工單角色分配，如圖4所示，構造推送模塊，使生產管理制度化流程化、模塊化[8]，從而將服務器中的海量數據根據工作內容自動發送給人員角色，以減少獲取信息所需的時間，便于信息有效性的甄別和工作效率的提高[9]，經過一年來現場系統運行統計，下發的推送信息沒有出現推送紊亂、推送錯誤事件，有效支撐了磨輥間安全生產，保證了軋線生產高效運行。

圖4 磨輥間推送工單角色分配圖

推送模塊按照軋輥的全生命周期管理[10]流程包含的推送模塊有采購計劃推送、配對推送、磨削推送、冷卻推送、檢測推送、事故推送、軸承座和軸承推送、設備點檢推送、績效考核推送和分析評價推送。自動下發給指定人員作業工單，使磨輥間管理標準化、制度化、流程化，工單的每一次分發、轉交和處理都在系統中完整記錄。事項進展一目了然，保障工作流程運作穩定化、標準化。推送軋輥周轉推送流程圖如圖5所示。

圖5 推送軋輥周轉推送流程圖

4.1 采購計劃推送

在采購計劃推送中，含有軋輥管理員主鍵的角色人員可根據軋輥庫存管理畫面的軋輥消耗數量填寫軋輥采購計劃，推送給具有審批軋輥采購角色的主鍵的磨輥間上級管理人員，上級管理人員接收并確認軋輥計劃書后，軋輥系統自動為采購的軋輥分配虛擬編號。當軋輥廠家發貨，磨輥間接收后填寫并替換虛擬號為真實的軋輥編號存入數據庫，此時該軋輥庫存狀態改為“未拆軋輥”，當軋輥需要上線使用時啟用該軋輥，此時軋輥庫存狀態為“待使用新輥”。

當軋輥庫存狀態為“待使用新輥”，磨輥間系統推送信息給軋輥檢測人員進行軋輥硬度、尺寸檢測，檢測合格后變為“周轉軋輥”，同時把“周轉軋輥”狀態將改為“待磨削”狀態，不合格則聯系廠家返廠處理。

4.2 配對推送

配對管理推送中軋輥管理員按照軋輥同廠家、同材質及各機架間一定的軋輥直徑差范圍等配輥規則，完成單輥配對工作。

各機架軋輥遵循五套周轉軋輥、兩套待上機軋輥的準備策略，如果發現各機架軋輥少于該標準，則系統自動下發推送消息到備輥工，提醒備輥工從其他機架選擇合適的軋輥到該機架備用[11]。

4.3 磨削推送

當軋輥庫存狀態為“周轉軋輥”并且周轉軋輥狀態改為“待磨削”時，該支軋輥根據軋輥的類型、機架等條件把軋輥推送給相應的磨床操作工，磨床操作工登錄自己的賬號，即可以查看推送的磨削信息，根據推送軋輥信息進行軋輥磨削[12]，磨削結束后，軋輥周轉狀態改為“待檢測”，再把需要對軋輥的磨削硬度、超聲波檢測的推送消息發送給軋輥檢測人員。檢測人員收到消息，對該支軋輥進行磨削檢測，合格后軋輥周轉狀態改為“待上機”狀態，若不合格將推送給磨削人員重新磨削。

4.4 冷卻推送

備輥工根據軋線需求可對軋輥進行備輥操作，篩選周轉軋輥狀態為“待上機”的軋輥在備輥頁面進行備輥準備，備輥提交后，軋輥周轉狀態會改為“在換輥車”狀態并發送給軋機，待軋機對該軋輥上機后周轉軋輥狀態為“在機”狀態。當軋輥下機后，如果軋輥正常下線，系統設定周轉軋輥狀態為“在冷卻”；如果軋輥異常下線，則軋輥需要進行質量異議。

4.5 檢測推送

當達到冷卻時間后周轉軋輥狀態改為“下機輥”，磨床管理人員根據軋輥機架和材質選擇軋輥是否需要磨削，如果需要磨削推送給相應的磨床操作工，接收的推送消息進行磨削處理，磨削完成推送給檢測人員進行檢測，如檢測不合格選擇是否重磨、停用、報廢或返廠。若是重磨則檢測人員再次推送回去，停用則通知軋輥管理員。

如果無需磨削，則推送給檢測人員檢測軋輥硬度、超聲波和硬度結合層等；合格后軋輥改為“待上機”，不合格則推送“重磨”。

檢測人員選擇為“重磨”，循環步驟，則軋輥再次推送給磨床操作工進行磨削，然后再次推送給檢測人員，直到合格。檢測人員發現軋輥有重大問題，需要停用處理，則會推送給軋輥管理員停用請求，軋輥管理員核實軋輥使用情況確定軋輥是否停用。檢測人員發現軋輥達到報廢條件則會推送給軋輥管理員報廢請求，軋輥管理員核實軋輥使用情況發現達到報廢要求把軋輥庫存狀態改為“報廢”。

4.6 事故推送

當軋輥因為事故需進行質量異議時，質量異議有四條途徑，分別為周轉磨削、報廢、返廠和停用。根據事故原因對質量異議的軋輥進行選擇，然后根據選擇途徑分別推送給相應的操作工單。

當軋輥在上線使用時發生事故，軋輥管理員需要填寫軋輥事故原因，第一時間推送給上一級磨輥間領導并且存入事故歷史表中，方便領導跟蹤查看事故原因。

當軋輥非正常下線，進行質量異議并且可以上線后，對未來三次上下機軋輥情況也需要特別關注時，該軋輥會接收一個事故狀態說明，軋輥檢測人員和磨床操作工在對該軋輥檢測和磨削時會收到一個事故輥標記，連續跟蹤三次軋輥上線情況。

4.7 軸承座和軸承推送

磨輥間有數量龐大的軸承座和軸承配合軋輥使用，而每一次的軸承座上下機的使用時間和定期檢修、更換都需要時刻記錄和更新，因此對于裝配人員來說，提前預知哪些軸承座需要檢修或更換就尤為重要[13]。磨輥間推送系統設置了軸承座拆裝和預警推送系統，當設定的軸承座檢修或更換時間達到設定值后系統自動把符合條件軸承座（軸承）編號推送給裝配人員，提醒裝配人員更換或檢修。

4.8 設備點檢推送

當軸承等設備達到使用時間后，及時向操作人員下發設備維護信息推送消息。根據注油作業標準對注油工進行軸承注油工作任務推送。根據點巡檢作業標準對點檢人員下達設備點巡檢推送工單。根據檢修工作標準及設備全生命周期管理。對需要進行點檢和更換的設備，在下次檢修工單中進行任務安排。

根據設備監控系統對生產過程中出現異常的設備在下次檢修工單中進行任務安排，對軋機故障導致的軋輥進行下線封鎖、檢測或者磨削的任務推送。

4.9 績效考核推送

系統在每次任務下達后在任務推送畫面有任務接受，任務完成的按鈕供接受任務的工作人員進行操作。系統會按操作人員的ID、任務內容來統計任務的完成時間和接受任務的響應時間。管理人員可以對操作工的任務完成和響應時間進行相應的考核。

4.10 分析評價推送

磨輥間系統開發有磨床周報月報、軋輥使用分析評價和軋輥月度消耗等報表。每月1日可定時把報表推送給軋輥管理人員，方便查看磨輥間運行狀況，實現了磨輥間數據的精準推送，提高了管理人員對信息有效性的甄別。

5 結束語

磨輥間工單消息推送的應用為磨輥間規范管理、安全生產和緊密響應軋線提供了有力保障，效果主要體現在以下幾個方面。

1）磨輥間推送系統的應用，淘汰了各管理環節的操作分散、管理分散，淘汰了紙質化管理模式，使磨輥間管理標準化、制度化和流程化[14]。

2）通過磨輥間消息推送的構建，使磨床、軋線的數據交互，打通了磨輥間數據孤島難題，構成了磨輥間軋輥大數據平臺。

3）消息推送精準度高，確保了磨輥間軋輥周轉使用時數據的準確性及信息推送精準化角色接收，避免了因磨輥間管理問題導致的事故，保證上機合格率100%。

4）工單推送預留有自定義工單消息推送接口，推送人員可跟據需求自己設定推送內容給指定管理人員，方便內部信息交流，提高推送效率。

5）消息推送高效實時，消息接收實時性高，保證消息接收后能及時處理，無延誤。