数据可视化技术在炼钢-连铸生产调度中应用
本站原创 炼钢－连铸生产过程是现代钢铁企业的核心工序，其生产调度不足是钢铁企业生产管理的核心不足和难点所在。炼钢－连铸生产调度既要协调炼钢、精炼、连铸3个工序的生产节奏，又要考虑与后续的轧制工序之间的衔接，因此对调度系统的实时性和动态性有极高的要求。
近年来，针对炼钢－连铸生产调度应用系统方面的研究已有很多成果［１－３］。由于种种理由，炼钢－连铸生产调度领域的理论研究成果往往与实际生产情况之间存在很大的差异。生产调度软件开发的难点在于算法的复杂程度和人机交互的频繁程度。目前存在的一些生产调度软件的缺陷大都是算法与实际生产相背离或者人机交互界面不够友好。为了满足炼钢－连铸生产调度领域这一需求，可视化技术逐渐成为研究热点［４－８］。本文在上述研究基础上，使用Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术，实现了在炼钢－连铸生产管理中对调度计划以甘特图的形式进行展示、监控和调整的功能。
１Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术
数据可视化，也称作计算机可视化，它是一种计算策略，能够将符号或数据转化为直观的几何图形，便于研究人员观察及模拟计算过程。可视化技术包括图像综合，这就是说可视化是用来解释输入到计算机中的图像技术，并从复杂的多维数据中生成图像的一种工具［９］。数据可视化技术转变了传统的通过关系数据表来观察和浅析浅析数据信息的方式，使人们能够以更直观的方式看到数据及其结构关系，发现数据中隐含的信息。数据可视化技术具有交互性、多维性和视觉性等特点，一方面它可以加快数据处理的速度，使数据的使用者可以更快、更高效地获得有用的信息；另一方面通过人机之间的图像交互，挖掘出数据中所隐藏的潜在的有价值的信息。简言之，数据可视化技术能够给数据以形象，给信息以智能论文下载。
Ｄｕｎｄａｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ是数据可视化的专门工具，可以调整各种样式，连接大多数数据库，简化程序开发过程。Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ能够提供多达３７种图表类型，除了常见的图表类型（如线形、柱形、饼形等）之外，还提供需要专业性的图表类型（如玫瑰图、Sｐａｒｋｌｉｎｅ图、瀑布图、范围图等）。此外，用户还能通过Ｄｕｎｄａｓ强大的自定义图表类型功能创建各种各样的自定义图表，生成销售图表、财务图表、股票趋势图等。Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ支持高级数据浅析浅析和处理功能，应用内建公式计算数据，过滤数据点，处理丢失数据或空数据，分组数据点等，允许用户仅需数行代码即可在数秒内完成大量数据的浅析浅析。使用Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ制作的图表具有美观的视觉效果，不仅能够提供三维效果，还能支持Ｆｌａｓｈ或者ＳＶＧ格式的动画。Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ提供了全面的功能和完善的框架，开发者能够很方便地实现高级图表展示，使企业更加直观有效地管理和浅析浅析数据，提高工作效率。在炼钢－连铸生产调度中采用Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术，可将炼钢－连铸生产调度计划以甘特图的形式表现出来，以可视化的方式准确模拟现实中的炼钢－连铸调度，及时反馈调度信息，使用户能够更加直观地编制、监控和调整炼钢－连铸调度计划。
２炼钢－连铸生产调度
炼钢－连铸生产过程是现代钢铁企业生产流程中的核心工序，主要涉及炼钢、精炼、连铸3个工序，如图１所示。来自高炉的铁水经冶炼加工后转变为钢水，通过精炼处理保证所需要的化学成分和温度，然后在连铸机上浇铸成预定规格的板坯供轧制工序使用。
炼钢－连铸生产调度是指在炉次和浇次计划的基础上，以炉次为最小单位，为炉次指定转炉设备、精炼设备和连铸机，并确定其在各设备上的生产时序和操作顺序，当生产受到随机事件干扰而不能按原计划执行时，要及时调整炉次的处理设备和生产时间，以保证生产物流畅通。
在炼钢－连铸生产过程中，合理地安排出钢计划是组织生产、保证物流畅通的关键。企业希望能够使用调度软件达到如下目的：按合同编制生产计划时能够选择较好的物流路径，使得加工时间最短，发现系统存在的瓶颈及堵塞，以便提高设备利用率和缩短生产周期，并能够模拟突发事件的发生，做到防患于未然。
３基于Ｄｕｎｄａｓ的炼钢－连铸生产调度
炼钢－连铸生产计划调度系统是钢铁制造执行系统（ＭＥＳ）的重要组成模块，可以实现生产计划的实时制约，优化生产排程和集中调度，强化工序之间的衔接，进而提高生产调度的效率。而将数据可视化技术引入到炼钢－连铸生产调度系统中，以甘特图形式对炼钢－连铸生产调度计划进行展现和监控，并且增加手动调整功能应对生产过程中的动态扰动事件，则能为生产管理人员提供更加直观便捷的工作平台，大大提高生产和管理效率。
Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术在炼钢－连铸生产调度系统中的应用主要体现在3个方面：计划编制、计划监控和计划调整。
３．１ 计划编制与展示
计划编制模块负责生成调度计划，并将炼钢－连铸生产调度结果用甘特图的形式展示出来。如图２所示，甘特图以时间为横坐标，以加工设备为纵坐标，反映出工件在各工序加工设备上的任务安排情况。计划编制模块由调度计划生成和绘制甘特图两部分组成，其中调度计划生成将调用优化引擎，结合生产约束等参数生成静态调度方案，并将调度方案写入数据库，在此基础上调用绘制甘特图策略将调度方案以甘特图形式展示。对于已编制完成的调度计划则只需调用绘制甘特图策略即可。
在Ｄｕｎｄａｓ中，绘制甘特图的关键在于ＤａｔａＰｏｉｎｔ类的使用。ＤａｔａＰｏｉｎｔ类用来存储与数据相关联的属性以及数据点值，例如，数据点具有值，但它也具有颜色属性、背景图像属性、背景渐变属性等。对于甘特图来说，每个数据点包含一个Ｘ值和两个Ｙ值，Ｘ值指的是工件的加工设备，两个Ｙ值分别为某一工件在特定设备中加工的开始时间和结束时间。此外，ＤａｔａＰｏｉｎｔ类既可以在设计或运行时添加数据，也可以在运行时使用数据绑定，给动态图表的绘制带来了极大便利。绘制甘特图的主要代码如下：
近年来，针对炼钢－连铸生产调度应用系统方面的研究已有很多成果［１－３］。由于种种理由，炼钢－连铸生产调度领域的理论研究成果往往与实际生产情况之间存在很大的差异。生产调度软件开发的难点在于算法的复杂程度和人机交互的频繁程度。目前存在的一些生产调度软件的缺陷大都是算法与实际生产相背离或者人机交互界面不够友好。为了满足炼钢－连铸生产调度领域这一需求，可视化技术逐渐成为研究热点［４－８］。本文在上述研究基础上，使用Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术，实现了在炼钢－连铸生产管理中对调度计划以甘特图的形式进行展示、监控和调整的功能。
１Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术
数据可视化，也称作计算机可视化，它是一种计算策略，能够将符号或数据转化为直观的几何图形，便于研究人员观察及模拟计算过程。可视化技术包括图像综合，这就是说可视化是用来解释输入到计算机中的图像技术，并从复杂的多维数据中生成图像的一种工具［９］。数据可视化技术转变了传统的通过关系数据表来观察和浅析浅析数据信息的方式，使人们能够以更直观的方式看到数据及其结构关系，发现数据中隐含的信息。数据可视化技术具有交互性、多维性和视觉性等特点，一方面它可以加快数据处理的速度，使数据的使用者可以更快、更高效地获得有用的信息；另一方面通过人机之间的图像交互，挖掘出数据中所隐藏的潜在的有价值的信息。简言之，数据可视化技术能够给数据以形象，给信息以智能论文下载。
Ｄｕｎｄａｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ是数据可视化的专门工具，可以调整各种样式，连接大多数数据库，简化程序开发过程。Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ能够提供多达３７种图表类型，除了常见的图表类型（如线形、柱形、饼形等）之外，还提供需要专业性的图表类型（如玫瑰图、Sｐａｒｋｌｉｎｅ图、瀑布图、范围图等）。此外，用户还能通过Ｄｕｎｄａｓ强大的自定义图表类型功能创建各种各样的自定义图表，生成销售图表、财务图表、股票趋势图等。Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ支持高级数据浅析浅析和处理功能，应用内建公式计算数据，过滤数据点，处理丢失数据或空数据，分组数据点等，允许用户仅需数行代码即可在数秒内完成大量数据的浅析浅析。使用Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ制作的图表具有美观的视觉效果，不仅能够提供三维效果，还能支持Ｆｌａｓｈ或者ＳＶＧ格式的动画。Ｄｕｎｄａｓ Ｃｈａｒｔ提供了全面的功能和完善的框架，开发者能够很方便地实现高级图表展示，使企业更加直观有效地管理和浅析浅析数据，提高工作效率。在炼钢－连铸生产调度中采用Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术，可将炼钢－连铸生产调度计划以甘特图的形式表现出来，以可视化的方式准确模拟现实中的炼钢－连铸调度，及时反馈调度信息，使用户能够更加直观地编制、监控和调整炼钢－连铸调度计划。
２炼钢－连铸生产调度
炼钢－连铸生产过程是现代钢铁企业生产流程中的核心工序，主要涉及炼钢、精炼、连铸3个工序，如图１所示。来自高炉的铁水经冶炼加工后转变为钢水，通过精炼处理保证所需要的化学成分和温度，然后在连铸机上浇铸成预定规格的板坯供轧制工序使用。
炼钢－连铸生产调度是指在炉次和浇次计划的基础上，以炉次为最小单位，为炉次指定转炉设备、精炼设备和连铸机，并确定其在各设备上的生产时序和操作顺序，当生产受到随机事件干扰而不能按原计划执行时，要及时调整炉次的处理设备和生产时间，以保证生产物流畅通。
在炼钢－连铸生产过程中，合理地安排出钢计划是组织生产、保证物流畅通的关键。企业希望能够使用调度软件达到如下目的：按合同编制生产计划时能够选择较好的物流路径，使得加工时间最短，发现系统存在的瓶颈及堵塞，以便提高设备利用率和缩短生产周期，并能够模拟突发事件的发生，做到防患于未然。
３基于Ｄｕｎｄａｓ的炼钢－连铸生产调度
炼钢－连铸生产计划调度系统是钢铁制造执行系统（ＭＥＳ）的重要组成模块，可以实现生产计划的实时制约，优化生产排程和集中调度，强化工序之间的衔接，进而提高生产调度的效率。而将数据可视化技术引入到炼钢－连铸生产调度系统中，以甘特图形式对炼钢－连铸生产调度计划进行展现和监控，并且增加手动调整功能应对生产过程中的动态扰动事件，则能为生产管理人员提供更加直观便捷的工作平台，大大提高生产和管理效率。
Ｄｕｎｄａｓ数据可视化技术在炼钢－连铸生产调度系统中的应用主要体现在3个方面：计划编制、计划监控和计划调整。
３．１ 计划编制与展示
计划编制模块负责生成调度计划，并将炼钢－连铸生产调度结果用甘特图的形式展示出来。如图２所示，甘特图以时间为横坐标，以加工设备为纵坐标，反映出工件在各工序加工设备上的任务安排情况。计划编制模块由调度计划生成和绘制甘特图两部分组成，其中调度计划生成将调用优化引擎，结合生产约束等参数生成静态调度方案，并将调度方案写入数据库，在此基础上调用绘制甘特图策略将调度方案以甘特图形式展示。对于已编制完成的调度计划则只需调用绘制甘特图策略即可。
在Ｄｕｎｄａｓ中，绘制甘特图的关键在于ＤａｔａＰｏｉｎｔ类的使用。ＤａｔａＰｏｉｎｔ类用来存储与数据相关联的属性以及数据点值，例如，数据点具有值，但它也具有颜色属性、背景图像属性、背景渐变属性等。对于甘特图来说，每个数据点包含一个Ｘ值和两个Ｙ值，Ｘ值指的是工件的加工设备，两个Ｙ值分别为某一工件在特定设备中加工的开始时间和结束时间。此外，ＤａｔａＰｏｉｎｔ类既可以在设计或运行时添加数据，也可以在运行时使用数据绑定，给动态图表的绘制带来了极大便利。绘制甘特图的主要代码如下：