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          基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法及裝置

          282   編輯:中冶有色技術網   來源:北京科技大學  
          2024-03-15 16:17:13
          權利要求書: 1.一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,其特征在于,所述方法包括:S1、獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子;其中,所述影響因子包括軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度以及軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙;

          S2、根據所述多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到所述多個影響因子的最優水平個數;

          S3、根據所述多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表;

          S4、計算所述正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率;

          S5、根據極差分析法對所述軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子中每個影響因子的極差值,根據所述極差值的大小確定多個影響因子的主次關系,根據所述主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案;

          所述S3中的根據所述多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表包括:S31、將多個影響因子的個數作為正交試驗表的縱列數 ;

          S32、將最優水平數個數作為正交試驗表的字碼數 ;

          S33、根據正交試驗表的固有結構,確定正交試驗表的行數 ;

          S34、根據所述縱列數、字碼數以及行數,得到正交試驗表 。

          2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述S1中的獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子包括:S11、獲取現場軋機設備維護時的多個測量數據;其中,所述多個測量數據中的每個測量數據分別包括多個特征;

          S12、根據所述多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子。

          3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,所述S12中的根據所述多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子包括:S121、根據隨機森林算法計算所述多個測量數據中每個特征的變量重要性評分;

          S122、根據所述變量重要性評分,得到所有特征的變量重要性評分的平均值,將所述平均值作為閾值;

          S123、獲取所有特征中變量重要性評分大于所述閾值的特征,將所述大于所述閾值的特征作為軋機縱向剛度末端的影響因子。

          4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述S2中的根據所述多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到所述多個影響因子的最優水平個數包括:S21、獲取變量重要性評分最高的影響因子;

          S22、根據區間水平劃分模型對所述變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數,將所述水平個數作為所述多個影響因子的最優水平個數。

          5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述S22中的根據區間水平劃分模型對所述變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數的計算方法,如下式(1)所示:其中, 為最優水平個數; 為 個最優水平中第 個水平包含數據的個數。

          6.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述S4中的計算所述正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率包括:S41、獲取末端數據集;所述末端數據集包括多個測量時間以及多個測量時間中每個測量時間所對應的多個影響因子的數據;

          S42、在所述末端數據集中獲取符合正交試驗表中規定的試驗方案的數據,得到所述數據的測量時間,根據所述測量時間獲取所述測量時間對應的軋機剛度測試數據;

          S43、根據所述軋機剛度測試數據計算試驗方案的軋機剛度保持率。

          7.一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護裝置,其特征在于,所述裝置包括:獲取模塊,用于獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子;其中,所述影響因子包括軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度以及軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙;

          劃分模塊,用于根據所述多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到所述多個影響因子的最優水平個數;

          試驗表獲取模塊,用于根據所述多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表;

          保持率計算模塊,用于計算所述正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率;

          輸出模塊,用于根據極差分析法對所述軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子中每個影響因子的極差值,根據所述極差值的大小確定多個影響因子的主次關系,根據所述主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案;

          所述試驗表獲取模塊,進一步用于:

          S31、將多個影響因子的個數作為正交試驗表的縱列數 ;

          S32、將最優水平數個數作為正交試驗表的字碼數 ;

          S33、根據正交試驗表的固有結構,確定正交試驗表的行數 ;

          S34、根據所述縱列數、字碼數以及行數,得到正交試驗表 。

          8.根據權利要求7所述的裝置,其特征在于,獲取模塊,進一步用于:S121、根據隨機森林算法計算所述多個測量數據中每個特征的變量重要性評分;

          S122、根據所述變量重要性評分,得到所有特征的變量重要性評分的平均值,將所述平均值作為閾值;

          S123、獲取所有特征中變量重要性評分大于所述閾值的特征,將所述大于所述閾值的特征作為軋機縱向剛度末端的影響因子。

          說明書: 基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法及裝置技術領域[0001] 本發明涉及熱軋技術領域,特別是指一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法及裝置。背景技術[0002] 軋機縱向剛度是實際軋制過程中一個非常重要的參數,精確的軋機縱向剛度設定對軋機彈跳方程和厚度設定模型的準確構建起著至關重要的作用,同時也是軋輥調平的重要依據。由此可見,軋機縱向剛度對帶鋼產品質量的提高有重要影響。[0003] 軋機縱向剛度與軋機本身的固有結構有關,因此把對軋機自身設備與軋機縱向剛度的分析稱為軋機縱向剛度末端分析,軋機各零部件之間的合理裝配是保證實際軋機縱向剛度與目標軋機縱向剛度相接近的條件之一。但是,隨著軋制過程的不斷進行,軋機設備自身會不可避免地出現磨損和消耗從而導致軋機各零部件之間的配合出現偏差,這一現象往往會導致軋機縱向剛度出現變化,甚至出現不理想的軋機縱向剛度,而由于軋機零部件較多,配合復雜,全盤的維護和修繕往往會造成資源的浪費且不符合現場的軋制節奏,因此,對低剛度評價下的軋機設備因素精確查找具有重要意義,進一步地,對現場不同剛度評價差異下的軋機縱向剛度維護提供科學化、標準化的指導,保障軋機縱向剛度的準確設定具有重大意義。[0004] 通過對當前有關軋機縱向剛度的資料進行查閱,可以得出當前有一些學者進行過探究軋機設備參數與軋機縱向剛度的關系的研究。[0005] 文獻1(軋機縱向剛度與測量技術[J].冶金設備),利用激光跟蹤儀測量技術分析了軋機牌坊窗口及軋輥軸承座受力面的形位公差對軋機縱向剛度的影響。[0006] 文獻2(帶鋼熱連軋機兩側剛度差的成因分析與對策[J].中國冶金),利用[0007] 激光追蹤儀對軋機部分部件的自身參數和裝配數據進行測量,得出牌坊襯板平面度、磨損、傾斜以及位置關系對軋機縱向剛度有重要影響,并通過分析實測數據提出了一系列減小軋機縱向剛度的對策措施。[0008] 公開號為CN114289522A的中國專利公開了一種基于正交試驗的森吉米爾二十輥軋機輥系軋制工藝參數的優化方法,其技術方案設計了正交試驗表對不同參數下的工作輥與板材的最大接觸應力進行試驗,得到可以降低輥間接觸應力的輥系工藝參數,但其僅僅將標準的正交試驗操作步驟加以套用,直接給定了正交試驗表的橫向參數和縱向參數,容易丟失參數本身所蘊含的信息。[0009] 通過對以上文獻的進入總結可以得出,當前對軋機縱向剛度末端分析,即探究軋機設備外形尺寸和裝配關系與軋機縱向剛度的關系的研究主要是基于統計分析和經驗分析,缺乏一定的科學性和針對性,不能充分挖掘設備測量數據中的信息。同時,未見通過運用數據計算而非直接給定的方式確定正交試驗表橫向參數縱列數和縱向參數水平個數以及將正交試驗應用于探究軋機設備外形尺寸和裝配關系與軋機縱向剛度的關系的報道。發明內容[0010] 本發明針對當前對軋機縱向剛度末端分析缺乏一定的科學性和針對性,不能充分挖掘設備測量數據中的信息的問題,提出了本發明。[0011] 為解決上述技術問題,本發明提供如下技術方案:[0012] 一方面,本發明提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,該方法由電子設備實現,該方法包括:[0013] S1、獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0014] S2、根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數。[0015] S3、根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表。[0016] S4、計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率。[0017] S5、根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0018] 可選地,S1中的獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子包括:[0019] S11、獲取現場軋機設備維護時的多個測量數據;其中,多個測量數據中的每個測量數據分別包括多個特征。[0020] S12、根據多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0021] 可選地,S12中的根據多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子包括:[0022] S121、根據隨機森林算法計算多個測量數據中每個特征的變量重要性評分。[0023] S122、根據變量重要性評分,得到所有特征的變量重要性評分的平均值,將平均值作為閾值。[0024] S123、獲取所有特征中變量重要性評分大于閾值的特征,將大于閾值的特征作為軋機縱向剛度末端的影響因子;其中,影響因子包括軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度以及軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙。[0025] 可選地,S2中的根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數包括:[0026] S21、獲取變量重要性評分最高的影響因子。[0027] S22、根據區間水平劃分模型對變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數,將水平個數作為多個影響因子的最優水平個數。[0028] 可選地,S22中的根據區間水平劃分模型對變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數的計算方法,如下式(1)所示:[0029][0030] 其中, 為最優水平個數; 、 為 個最優水平中第 個水平包含數據的個數。

          [0031] 可選地,S3中的根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表包括:[0032] S31、將多個影響因子的個數作為正交試驗表的縱列數 。[0033] S32、將最優水平數個數作為正交試驗表的字碼數 。[0034] S33、根據正交試驗表的固有結構,確定正交試驗表的行數 。[0035] S34、根據縱列數、字碼數以及行數,得到正交試驗表 。[0036] 可選地,S4中的計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率包括:[0037] S41、獲取末端數據集;末端數據集包括多個測量時間以及多個測量時間中每個測量時間所對應的多個影響因子的數據。[0038] S42、在末端數據集中獲取符合正交試驗表中規定的試驗方案的數據,得到數據的測量時間,根據測量時間獲取測量時間對應的軋機剛度測試數據。[0039] S43、根據軋機剛度測試數據計算試驗方案的軋機剛度保持率。[0040] 可選地,S5中的根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案包括:[0041] S51、根據極差分析法計算多個影響因子中每個影響因子的極差值。[0042] S52、根據極差值的大小確定多個影響因子的主次關系。[0043] S53、根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0044] 另一方面,本發明提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護裝置,該裝置應用于實現基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,該裝置包括:[0045] 獲取模塊,用于獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0046] 劃分模塊,用于根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數。[0047] 試驗表獲取模塊,用于根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表。[0048] 保持率計算模塊,用于計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率。[0049] 輸出模塊,用于根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0050] 可選地,獲取模塊,進一步用于:[0051] S11、獲取現場軋機設備維護時的多個測量數據;其中,多個測量數據中的每個測量數據分別包括多個特征。[0052] S12、根據多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0053] 可選地,獲取模塊,進一步用于:[0054] S121、根據隨機森林算法計算多個測量數據中每個特征的變量重要性評分。[0055] S122、根據變量重要性評分,得到所有特征的變量重要性評分的平均值,將平均值作為閾值。[0056] S123、獲取所有特征中變量重要性評分大于閾值的特征,將大于閾值的特征作為軋機縱向剛度末端的影響因子;其中,影響因子包括軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度以及軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙。[0057] 可選地,劃分模塊,進一步用于:[0058] S21、獲取變量重要性評分最高的影響因子。[0059] S22、根據區間水平劃分模型對變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數,將水平個數作為多個影響因子的最優水平個數。[0060] 可選地,劃分模塊,進一步用于:[0061][0062] 其中, 為最優水平個數; 、 為 個最優水平中第 個水平包含數據的個數。

          [0063] 可選地,試驗表獲取模塊,進一步用于:[0064] S31、將多個影響因子的個數作為正交試驗表的縱列數 。[0065] S32、將最優水平數個數作為正交試驗表的字碼數 。[0066] S33、根據正交試驗表的固有結構,確定正交試驗表的行數 。[0067] S34、根據縱列數、字碼數以及行數,得到正交試驗表 。[0068] 可選地,保持率計算模塊,進一步用于:[0069] S41、獲取末端數據集;末端數據集包括多個測量時間以及多個測量時間中每個測量時間所對應的多個影響因子的數據。[0070] S42、在末端數據集中獲取符合正交試驗表中規定的試驗方案的數據,得到數據的測量時間,根據測量時間獲取測量時間對應的軋機剛度測試數據。[0071] S43、根據軋機剛度測試數據計算試驗方案的軋機剛度保持率。[0072] 可選地,輸出模塊,進一步用于:[0073] S51、根據極差分析法計算多個影響因子中每個影響因子的極差值。[0074] S52、根據極差值的大小確定多個影響因子的主次關系。[0075] S53、根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0076] 一方面,提供了一種電子設備,所述電子設備包括處理器和存儲器,所述存儲器中存儲有至少一條指令,所述至少一條指令由所述處理器加載并執行以實現上述基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法。[0077] 一方面,提供了一種計算機可讀存儲介質,所述存儲介質中存儲有至少一條指令,所述至少一條指令由處理器加載并執行以實現上述基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法。[0078] 本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括:[0079] 上述方案中,提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,通過隨機森林算法確定正交試驗表縱列數的具體取值,同時通過建立區間水平劃分模型計算最優水平數的具體取值,從而確定了正交試驗表橫向和縱向兩個維度的關鍵參數,改進了6

          以往直接給定的正交試驗表制定方式,基于以上方法制定的正交試驗表L25(5)共進行25次試驗,然后利用極差分析法對試驗數據進行分析,確定各個影響因子的主次性從而找到最優的試驗方案。與其他試驗方法相比,所采用的正交試驗表不僅能夠在保證得到較好的試驗方案,同時有效減少試驗次數、試驗時間和精力。通過本技術方案有效挖掘軋機縱向剛度的設備因素的主次關系,提高分析效率,能夠為現場提供準確的軋機剛度優化以及維護方法和策略,這對于該領域其他科研試驗和生產都具有很大的指導意義。

          附圖說明[0080] 為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。[0081] 圖1是本發明實施例提供的基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法流程示意圖;[0082] 圖2是本發明實施例提供的各影響因子對剛度保持率的影響示意圖;[0083] 圖3是本發明實施例提供的基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護裝置框圖;[0084] 圖4是本發明實施例提供的一種電子設備的結構示意圖。具體實施方式[0085] 為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。[0086] 如圖1所示,本發明實施例提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,該方法可以由電子設備實現。如圖1所示的基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法流程圖,該方法的處理流程可以包括如下的步驟:[0087] S1、獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0088] 可選地,S1中的獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子包括:[0089] S11、獲取現場軋機設備維護時的多個測量數據。[0090] 其中,多個測量數據包括但不限于軋機牌坊測量數據、軋輥軸承座測量數據以及軋機承壓件測量數據。[0091] 多個測量數據中的每個測量數據分別包括多個特征。[0092] 舉例來說,多個特征可以是軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度、軋機牌坊與軸承座配合間隙、入口至中分面距離、出口至中分面距離、窗口偏差、中心對稱偏差、開檔尺寸以及軸承座開檔尺寸等。[0093] S12、根據多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0094] 可選地,S12中的根據多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子包括:[0095] S121、根據隨機森林算法計算多個測量數據中每個特征的變量重要性評分。[0096] S122、根據變量重要性評分,得到所有特征的變量重要性評分的平均值,將平均值作為閾值。[0097] S123、獲取所有特征中變量重要性評分大于閾值的特征,將大于閾值的特征作為軋機縱向剛度末端的影響因子;其中,影響因子包括軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度以及軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙。[0098] 一種可行的實施方式中,根據隨機森林算法計算每一個特征的變量重要性評分(重要度),以所有特征的變量重要性評分的平均值為閾值,將測量數據中變量重要性評分大于閾值的特征作為軋機縱向剛度的影響因子,確定六種影響因子為軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度、軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙。[0099] 舉例來說,本技術方案具體應用于某熱軋廠的2250熱連軋產線,以該產線采集的F7機架數據為例,采用本技術方案對進行軋機縱向剛度末端和維護分析。[0100] 統計整理現場實際測量數據,根據基于隨機森林算法的特征重要性排序模型計算現場實際測量數據中各個特征的重要性,特征重要性計算結果如表1所示:[0101] 表1[0102][0103] 根據特征計算結果,從實測測量數據中選擇重要度大于平均值的特征作為軋機縱向剛度影響因子,因此將符合條件的表1中前6種特征確定為軋機縱向剛度影響因子,具體特征分別為:軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度、軋機牌坊與軸承座配合間隙,為便于表示將以上影響因子分別標記為A,B,C,D,E,F,以上數據構成末端數據集,部分末端數據集如表2所示:[0104] 表2[0105][0106] S2、根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數。[0107] 可選地,S2中的根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數包括:[0108] S21、獲取變量重要性評分最高的影響因子。[0109] S22、根據區間水平劃分模型對變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數,將水平個數作為多個影響因子的最優水平個數。[0110] 可選地,S22中的根據區間水平劃分模型對變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數的計算方法,如下式(1)所示:[0111][0112] 其中, 為最優水平個數,其取值根據正交實驗表水平數必須為素數或者素數平方的原則且參考常用正交試驗表水平數進行約束; 、 為 個最優水平中第 個水平包含原始數據的個數。[0113] 一種可行的實施方式中,區間水平劃分模型用于計算軋機縱向剛度特征重要度最大的影響因子取值應當被劃分的水平個數,并將其作為其他所有影響因子的最優水平數。[0114] 舉例來說,將包含表1數據在內的2021年在現場所獲得的全部實測末端數據進行處理,統計表1中特征重要性最大的軋機牌坊襯板平面度特征在不同水平劃分情況下每一個水平所包含的數據個數,并利用式(1)進行計算,結果如表3所示:[0115] 表3[0116][0117] 根據表3計算結果可知,當 時可令式(1)中 函數最小,式(1)計算結果為: 。[0118] 根據區間水平劃分模型確定每一種影響因子的最優水平數為5,因此將每一種影響因子的整體取值范圍平均地劃分為5個水平,為便于表示將五個水平分別標記為1,2,3,4,5,具體結果如表4所示:

          [0119] 表4[0120][0121] S3、根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表。[0122] 可選地,S3中的根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表包括:[0123] S31、將多個影響因子的個數作為正交試驗表的縱列數 。[0124] S32、將最優水平數個數作為正交試驗表的字碼數 。[0125] S33、根據正交試驗表的固有結構,確定正交試驗表的行數 。[0126] S34、根據縱列數、字碼數以及行數,得到正交試驗表 。[0127] 一種可行的實施方式中,基于區間水平劃分模型確定每一種影響因子的最優水平數為5,因此將每一種影響因子的整體取值范圍平均地劃分為5個水平。[0128] 基于計算分析得到的影響因子個數和影響因子數值最優水平數,確定正交試驗表6

          參數為: ,建立L25(5)標準正交表,其中, 為正交表縱列

          數,由影響因子個數決定; 為字碼數,由最優水平數決定; 為正交表行數,由正交試驗表固有結構決定。

          [0129] 舉例來說,根據表2和表4中的數據信息來確定正交試驗表的各個參數,從而確定最終的正交試驗表結構。[0130] 具體地,由表2可以得出,待分析數據集有6個影響因子,根據正交試驗參數選擇原則,正交試驗表的縱列數 應定為6;進一步地,從表4可以得出數據集平均地被劃分為5個水平,因此,正交試驗表的字碼數 應定為5;最后假定因素間無交互作用,可根據下式(2)選擇正交表行數:[0131][0132] 式中, 為所考察因素及交互作用的自由度之和。根據正交表行數計算公式得出,應選擇正交表行數為 。綜上,確定正交試驗表各參數如表5所示。[0133] 表5[0134][0135] 根據表5結果,可以確定正交試驗表L25(56),其結構和試驗方案如表6所示。[0136] S4、計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率。[0137] 可選地,S4中的計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率包括:[0138] S41、獲取末端數據集;末端數據集包括多個測量時間以及多個測量時間中每個測量時間所對應的多個影響因子的數據。[0139] S42、在末端數據集中獲取符合正交試驗表中規定的試驗方案的數據,得到數據的測量時間,根據測量時間獲取測量時間對應的軋機剛度測試數據。[0140] S43、根據軋機剛度測試數據計算試驗方案的軋機剛度保持率。[0141] 一種可行的實施方式中,基于正交表確定的試驗方案,整理并篩選與各組試驗對應的現場數據,計算每組試驗條件下的軋機剛度保持率,現場數據為通過追溯所測量軋機牌坊、軋輥軸承座、軋機承壓件的最后一次上機時的軋機剛度測試數據。[0142] 舉例來說,根據正交試驗表所規定的試驗方案,從末端數據集中選擇符合試驗方案的每一條數據,并隨即追溯該條數據測量時間對應的軋機剛度測試數據用于計算試驗表中軋機剛度保持率。以表4中序號1的試驗方案為例,該試驗方案中要求6種影響因子均在第1水平時,計算對應的軋機剛度保持率。剛度保持率是軋機剛度的一個重要評價指標,其反映了軋機剛度的實際值與目標值的接近程度,其計算方式如下式(3)所示:

          [0143][0144] 式中, 為軋機操作側剛度, 為軋機傳動側剛度, 為現場生產工藝目標軋機剛度值。[0145] 根據這一試驗方案的要求,從末端數據集中選擇A、B、C、D、E、F六種影響因子分別在第1水平,即0?0.30mm、0?0.12mm、0?0.03mm、0.1?0.18mm、0?0.30mm、0?0.30mm范圍內的數據,通過查詢表2可得序號為5的數據符合這一要求,進一步按照該條數據的測量時間確定剛度保持率,作為表4中序號1試驗方案的試驗結果。同理,按照正交試驗表規定的試驗方案依次進行正交試驗并分析試驗結果。[0146] S5、根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0147] 可選地,S5中的根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案包括:[0148] S51、根據極差分析法計算多個影響因子中每個影響因子的極差值。[0149] 一種可行的實施方式中,極差值的計算公式,如下式(4)所示:[0150][0151] 式中, 為軋機縱向剛度的同一影響因子下 水平的試驗結果之和。[0152] S52、根據極差值的大小確定多個影響因子的主次關系。[0153] 一種可行的實施方式中,A,B,C,D,E,F六個影響因子的極差值R從大到小的順序代表六個影響因子的主次關系。[0154] S53、根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0155] 一種可行的實施方式中,各影響因子下 值最大的水平作為最優水平,其與影響因子的主次關系共同構成最優方案。[0156] 舉例來說,利用極差法對試驗結果進行分析,根據式(4)計算各個影響因子的極差值。[0157] 例如,針對表3中剛度保持率這一指標中的A影響因子,其極差值為:[0158][0159] 分析A,B,C,D,E,F六種影響因子的極差值R從大到小的順序代表六個影響因子的主次關系,各影響因子下值最大的水平作為最優水平,將其與影響因子的主次關系共同構成軋機剛度評價的最優方案。綜上,對正交表中每個指標的每列均進行極差計算和結果分析,最終結果如表6所示:[0160] 表6[0161][0162][0163] 根據表6可以看出,影響剛度保持率的主次分別是軸承座襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙、軋機牌坊窗口平面度、軸承座對稱度,且當軸承座襯板平面度在表2規定的水平5范圍、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差在水平3范圍、軋機牌坊襯板平面度在水平1范圍、軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙在水平1范圍、軋機牌坊窗口平面度在水平3范圍以及軸承座對稱度在水平1范圍時,可以獲得最優的剛度保持率。[0164] 可選地,還包括對主次關系和最優方案的結論進行驗證,檢驗最終結論是否符合現場工藝要求,并對現場人員維護工作進行指導。[0165] 一種可行的實施方式中,結合現場實際工藝要求和標準對以上結論進行驗證分析,軸承座襯板平面度是影響剛度保持率的主要原因,其次是軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙等參數,這符合現場工藝的實際情況。進一步地,六個影響因子中的三個(軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙、軸承座對稱度)都是在第一水平范圍內會構成最優方案,這也符合現場的部分工藝參數越接近0值越理想的工藝常識。另外,其它的三個影響因子在第四、第五水平構成最優方案,這看似不符合常識,但是第四、第五水平的因素均與人為主觀定義的管理標準有關,這一定程度上反映了現場定義的管理標準的準確性,對現場定義的管理標準的準確設定也具有重要的參考意義。綜上所述,采用本技術方案對軋機縱向剛度末端分析得到的結論符合現場工藝要求。[0166] 根據以上獲得的結論,可以作為現場操作人員維護不同剛度保持率差異下軋機剛度的科學化、標準化的指導,保障軋制穩定性。例如,某熱軋廠2250產線的精軋機組在2022年1月份和2022年2月份的平均剛度保持率如表7所示,可以看出某熱軋廠2250產線在2022年1月和2月這段時期出現下游機架剛度保持率普遍偏低的現象,可運用本技術方案的方法和結論進行分析和維護。[0167] 表7[0168][0169] 針對F7機架剛度保持率過低的現象,根據具體實施例中得到的結論,對軋機進行維護時應該按照軸承座襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙、軋機牌坊窗口平面度以及軸承座對稱度的順序進行維護,并使得軸承座襯板平面度在0.40 0.48mm范圍、軋機牌坊開檔~尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差在0.24 0.36mm范圍、軋機牌坊襯板平面度在0~ ~

          0.3mm范圍、軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙在0 0.3mm范圍、軋機牌坊窗口平面度在~

          0.06 0.09mm范圍以及軸承座對稱度在0 0.3mm范圍,最終提高剛度保持率。

          ~ ~

          [0170] 針對F1?F6機架,若出現剛度保持率持續較低的現象,同樣利用本技術方案進行分析并將分析結論在維護時進行運用,最終相應機架的提高剛度保持率,實現軋機剛度科學化、標準化的維護。[0171] 本發明實施例提供了一種基于正交試驗的熱軋軋機縱向剛度末端分析和維護方法,結合軋機設備維護時的測量數據,確定軋機縱向剛度各個影響因子以及影響因子的主次順序,科學性地探究軋機設備外形尺寸和裝配關系與軋機剛度的關系,實現為現場不同剛度評價差異下的軋機剛度維護提供科學化、標準化的指導的目的。[0172] 本發明實施例中,提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,通過隨機森林算法確定正交試驗表縱列數的具體取值,同時通過建立區間水平劃分模型計算最優水平數的具體取值,從而確定了正交試驗表橫向和縱向兩個維度的關鍵參數,6

          改進了以往直接給定的正交試驗表制定方式,基于以上方法制定的正交試驗表L25(5)共進行25次試驗,然后利用極差分析法對試驗數據進行分析,確定各個影響因子的主次性從而找到最優的試驗方案。與其他試驗方法相比,所采用的正交試驗表不僅能夠在保證得到較好的試驗方案,同時有效減少試驗次數、試驗時間和精力。通過本技術方案有效挖掘軋機縱向剛度的設備因素的主次關系,提高分析效率,能夠為現場提供準確的軋機剛度優化以及維護方法和策略,這對于該領域其他科研試驗和生產都具有很大的指導意義。

          [0173] 如圖3所示,本發明實施例提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護裝置300,該裝置300應用于實現基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,該裝置300包括:[0174] 獲取模塊310,用于獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0175] 劃分模塊320,用于根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數。[0176] 試驗表獲取模塊330,用于根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表。[0177] 保持率計算模塊340,用于計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率。[0178] 輸出模塊350,用于根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0179] 可選地,獲取模塊310,進一步用于:[0180] S11、獲取現場軋機設備維護時的多個測量數據;其中,多個測量數據中的每個測量數據分別包括多個特征。[0181] S12、根據多個特征以及隨機森林算法,確定軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0182] 可選地,獲取模塊310,進一步用于:[0183] S121、根據隨機森林算法計算多個測量數據中每個特征的變量重要性評分。[0184] S122、根據變量重要性評分,得到所有特征的變量重要性評分的平均值,將平均值作為閾值。[0185] S123、獲取所有特征中變量重要性評分大于閾值的特征,將大于閾值的特征作為軋機縱向剛度末端的影響因子;其中,影響因子包括軋機牌坊襯板平面度、軋機牌坊開檔尺寸值與現場規定的工藝標準之間的偏差、軋機牌坊窗口平面度、軸承座襯板平面度、軸承座對稱度以及軋機牌坊與軸承座之間的配合間隙。[0186] 可選地,劃分模塊320,進一步用于:[0187] S21、獲取變量重要性評分最高的影響因子。[0188] S22、根據區間水平劃分模型對變量重要性評分最高的影響因子進行劃分,得到影響因子的水平個數,將水平個數作為多個影響因子的最優水平個數。[0189] 可選地,劃分模塊320,進一步用于:[0190][0191] 其中, 為最優水平個數; 、 為 個最優水平中第 個水平包含數據的個數。

          [0192] 可選地,試驗表獲取模塊330,進一步用于:[0193] S31、將多個影響因子的個數作為正交試驗表的縱列數 。[0194] S32、將最優水平數個數作為正交試驗表的字碼數 。[0195] S33、根據正交試驗表的固有結構,確定正交試驗表的行數 。[0196] S34、根據縱列數、字碼數以及行數,得到正交試驗表 。[0197] 可選地,保持率計算模塊340,進一步用于:[0198] S41、獲取末端數據集;末端數據集包括多個測量時間以及多個測量時間中每個測量時間所對應的多個影響因子的數據。[0199] S42、在末端數據集中獲取符合正交試驗表中規定的試驗方案的數據,得到數據的測量時間,根據測量時間獲取測量時間對應的軋機剛度測試數據。[0200] S43、根據軋機剛度測試數據計算試驗方案的軋機剛度保持率。[0201] 可選地,輸出模塊350,進一步用于:[0202] S51、根據極差分析法計算多個影響因子中每個影響因子的極差值。[0203] S52、根據極差值的大小確定多個影響因子的主次關系。[0204] S53、根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0205] 本發明實施例中,提供了一種基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法,通過隨機森林算法確定正交試驗表縱列數的具體取值,同時通過建立區間水平劃分模型計算最優水平數的具體取值,從而確定了正交試驗表橫向和縱向兩個維度的關鍵參數,6

          改進了以往直接給定的正交試驗表制定方式,基于以上方法制定的正交試驗表L25(5)共進行25次試驗,然后利用極差分析法對試驗數據進行分析,確定各個影響因子的主次性從而找到最優的試驗方案。與其他試驗方法相比,所采用的正交試驗表不僅能夠在保證得到較好的試驗方案,同時有效減少試驗次數、試驗時間和精力。通過本技術方案有效挖掘軋機縱向剛度的設備因素的主次關系,提高分析效率,能夠為現場提供準確的軋機剛度優化以及維護方法和策略,這對于該領域其他科研試驗和生產都具有很大的指導意義。

          [0206] 圖4是本發明實施例提供的一種電子設備400的結構示意圖,該電子設備400可因配置或性能不同而產生比較大的差異,可以包括一個或一個以上處理器(centralprocessingunits,CPU)401和一個或一個以上的存儲器402,其中,存儲器402中存儲有至少一條指令,至少一條指令由處理器401加載并執行以實現下述基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法:[0207] S1、獲取軋機縱向剛度末端的多個影響因子。[0208] S2、根據多個影響因子以及區間水平劃分模型,得到多個影響因子的最優水平個數。[0209] S3、根據多個影響因子以及最優水平個數,得到正交試驗表。[0210] S4、計算正交試驗表中規定的試驗方案的軋機剛度保持率。[0211] S5、根據極差分析法對軋機剛度保持率進行分析,得到多個影響因子的主次關系,根據主次關系確定最優軋機縱向剛度末端維護方案。[0212] 在示例性實施例中,還提供了一種計算機可讀存儲介質,例如包括指令的存儲器,上述指令可由終端中的處理器執行以完成上述基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法。例如,計算機可讀存儲介質可以是ROM、隨機存取存儲器(RAM)、CD?ROM、磁帶、軟盤和光數據存儲設備等。[0213] 本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成,也可以通過程序來指令相關的硬件完成,所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中,上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器,磁盤或光盤等。[0214] 以上所述僅為本發明的較佳實施例,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。



          聲明:
          “基于正交試驗的軋機縱向剛度末端分析和維護方法及裝置” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
          我是此專利(論文)的發明人(作者)
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