利用现有的信息化系统，对产品制造过程的质量数据、工艺参数进行集成和融合，采用统计方法和大数据分析技术，实现产品质量在线监控、诊断、优化、判定与全流程质量追溯分析，提高产品质量的稳定性和成品率。（1）数据采集、预处理与时空融合：从自动化控制系统、MES、ERP、大型仪表采集产品制造过程的重要工艺参数、质量参数、物料参数、判定结果、以及控制系统报警事件等。（2）生产过程与产品质量实时监控：对来自工艺过程实时数据库、产品质量数据库的基础数据，在经过数据转换与重整后，采用相应的数学模型，对生产过程和产品质量进行在线监控，避免出现批量的质量偏差。（3）产品质量分析与预测：对关键过程参数进行符合性分析，预测产品质量，为产品质量在线评级与判定、工艺优化等提供依据。（4）质量全流程追溯与诊断分析：根据物料号追溯产品在整个制造过程中的工艺参数与质量数据。采用质量分析算法进行全流程质量诊断。（5）过程质量在线优化：通过案例方式为生产过程控制的操作人员提供工艺参数调控策略。

苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、丁苯橡胶、 不饱和树脂等产品的生产。相对来说国内苯乙烯生产装置规模偏小，优化运行技术在苯乙烯行 业的应用相对落后，缺乏国际竞争力。为了改变这一现状，本项目综合应用化学工程技术、建 模技术、计算机应用技术、数据分析处理技术及优化技术，针对乙苯脱氢制苯乙烯工业生产装 置的实际情况，开展烷基化制乙苯过程的机理建模、烷基化产物精馏过程的机理建模、乙苯脱 氢制苯乙烯反应过程的机理建模、乙苯脱氢制苯乙烯产物精馏过程的机理建模、以及基于上述 模型的工业装置关键工艺参数操作特性研究，完成苯乙烯装置在线优化运行技术的研发；并通 过工业装置实际应用，在满足装置约束的前提下，使得生产装置更加接近于约束边界的条件运 行，实现装置运行过程中物耗和能耗的降低与生产效益的最大化。此外，开发了优化系统的界 面，操作人员在浏览器端就可以按要求输入优化系统所需的参数，提交完毕后，优化系统会根 据输入的参数计算出优化值。根据系统给出的优化操作值，调整现场的相关参数指导了苯乙烯 全流程的调优，实现了装置的节能降耗。 该项目在齐鲁石化20万吨/年乙苯/苯乙烯装置上实施以后，烷基化反应产物分离过程蒸汽 消耗降低了2.7%，乙苯脱氢反应过程蒸汽消耗降低了2.6%，脱氢反应产物分离过程蒸汽消耗降 低了2.1%，综合能耗降低2.3%，各项技术和经济指标达到了令人满意的效果，经过技术科经济 核算，可净创直接经济效益425.6万元/年。

本成果完全自主研发的铸造全流程工艺设计与生产管理工业软件包含“华铸CAE”，“华铸ERP”等系列软件及“1+N”数字化铸造软件平台，能够为铸造企业提供全流程工艺模拟仿真、生产质量管理等数字化技术，降低铸件产品的废品率，提高产品稳定性与品质。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 本成果完全自主研发的铸造全流程工艺设计与生产管理工业软件包含“华铸CAE”，“华铸ERP”等系列软件及“1+N”数字化铸造软件平台，能够为铸造企业提供全流程工艺模拟仿真、生产质量管理等数字化技术，降低铸件产品的废品率，提高产品稳定性与品质。 “华铸CAE”与德国的MAGMA和法国的ProCAST相比，系统总体性能指标达到国际先进水平，部分功能国际领先，如本成果首创的缩孔缩松定量预测与数值鼠标功能，能定量预测缩孔缩松等缺陷大小与位置等。“华铸ERP”在国内率先实现了由传统批次管理向单件化管理的转变，利用信息系统的智能化技术使信息化系统由传统机械式走向人性化。

本项目成果是由北京科技大学与石家庄钢铁有限责任公司（以下简称石钢）于2005年9月合作开展“炼钢－轧钢过程重点合同物流优化研究”课题的基础上、在2007年教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目—汽车用特殊钢制造流程的集成优化与协调控制研究（NCET-07-0067）项目的支持下，运用冶金流程工程学基础理论，结合炼钢厂运行优化控制技术从钢铁制造工艺、技术、管理、控制等多角度对石钢炼钢－连铸－轧钢复杂制造流程的运行、优化与控制开展系统性的研究工作，对实际生产排程过程进行抽象与描述，并生成排产规则库，优化特殊钢生产排程，形成特殊钢厂炼钢－连铸－轧钢系统运行控制与优化技术： 1）炼钢－轧钢过程系统的运行原则与调控策略；2）炼钢－轧钢过程系统的时间、温度解析与优化；3）工序生产能力的确定；4）生产模式的优化；5）流程温度制度的优化；6）生产过程组织与生产控制；7）钢包转运的解析与优化；8）中间包转运的解析与优化；9）生产排程与中间坯库的库存管控系统。 根据“炉机对应”、“铸轧对应”、“能耗最小”、“拉速决定流量”、“连铸连轧”等原则，在对特殊钢厂炼钢—轧钢工序作业时间、温度、工序间流量等环节的调控策略的基础上，从时间、温度及物质量3个基本参数出发，对特殊钢厂炼钢－连铸－轧钢流程的运行过程进行研究，掌握特殊钢厂炼钢－轧钢过程系统的物质流运行规律，通过进行炼钢－连铸－轧钢工序关系的协调优化，实现转炉、连铸机与轧机的协同运行。通过对钢包运行、铸坯运转进行解析，确定合理的钢包个数和连铸坯热送热装的管控策略。 针对特殊钢厂多品种、小批量的生产特点，对石钢现有生产流程进行规则抽象和描述，指出了现有生产计划中存在的问题，并提出了解决办法。建立了棒线材产线适用的炼钢炉次计划模型、连铸浇次计划（包括异钢种混浇）模型、轧制生产计划模型和半成品库的管控模型，对石钢生产排程系统进行了总体设计和总体业务流描述，对生产排程系统进行了技术架构并用Microsoft Visual Studio 2005 + SQL Server 2000进行了实现，为炼钢－连铸－轧钢的优化排程及库存优化管理提出系统解决方案。根据以上研究内容形成的教育部科技成果（鉴字[教 CW2009]第 022 号）具有我国完全自主知识产权，在棒线材产线钢、铸、轧生产优化排程方面达到国内领先水平，在冶金流程工程学理论、方法与生产计划优化技术结合领域具有国际先进水平。

北科大独立开发了金属层状复合板带轧制复合成形新技术，比传统爆炸复合、热轧复合和冷轧复合技术的流程短、成本低且产品的性能优异，可广泛用于钛/钢、铜/钢、铝/钢、钢/钢、镍/钢、镁/钢、铝/铜、钛/铜、镍/铜、铝/铝、铝/钛、镁/铝等各种异种金属双层或多层复合板带的生产，产品在海洋工程、汽车交通、电力建筑、石油化工、信息能源、国防军工和日常生活等领域用途广阔。

北科大独立开发了金属层状复合板带轧制复合成形新技术，比传统爆炸复合、热轧复合和冷轧复合技术的流程短、成本低且产品的性能优异，可广泛用于钛/钢、铜/钢、铝/钢、钢/钢、镍/钢、镁/钢、铝/铜、钛/铜、镍/铜、铝/铝、铝/钛、镁/铝等各种异种金属双层或多层复合板带的生产，产品在海洋工程、汽车交通、电力建筑、石油化工、信息能源、国防军工和日常生活等领域用途广阔。

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本软件针对以天然气为原料的大型合成氨装置开发的，能够完成现有装置的模拟分析、能量查定、故障诊断、操作条件调优、以及提出过程和设备改造方案等方面工作。利用此软件已对多套现有大型合成氨进行了操作条件调优、故障诊断、以及过程和设备改造任务，得到较满意的结果，经济效益显着。