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Title:
OPTIMIZATION OF THE MODELLING OF PROCESS MODELS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/192798
Kind Code:
A1
Abstract:
A model (8) is based on mathematical-physical equations. Said model models the production of a particular output product (1) from at least one input product (2) supplied in each case to an installation in the raw materials industry on the basis of operation (B) of the installation. During production of the output products (1), the installation is controlled by a control device (5) in such a manner that particular actual operation (B) of the installation corresponds as far as possible to particular desired operation (B*) of the installation. The desired operation (B*) is determined by the control device (5) using the model (8) of the installation. The model (8) is parameterized according to a number of first model parameters (P1) for the purpose of modelling the installation. After a multiplicity of output products (1) have been produced in each case, actual sizes (A) of the output products (1) in the particular multiplicity are compared with expected sizes (A') of the output products (1) in the particular multiplicity. On the basis of the comparison, the first model parameters (P1) are newly determined and the model (8) in the control device (5) is newly parameterized according to the new values of the first model parameters (P1). After this time, the desired operation (B*) is determined by the control device (5) using the newly parameterized model (8) of the installation in the raw materials industry. The expected sizes (A') are determined by means of the model (8), wherein the determination of the expected sizes (A') is based on the actual operation (B) of the installation.

Inventors:
KURZ MATTHIAS (DE)
MIELE MARCO (DE)
THEKALE ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/059105
Publication Date:
October 25, 2018
Filing Date:
April 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
PRIMETALS TECHNOLOGIES GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
G05B13/04; B21B37/28
Foreign References:
EP2527054A12012-11-28
EP2422893A12012-02-29
EP2527054A12012-11-28
Other References:
JIAN-GUO CAO ET AL: "VCR and ASR technology for profile and flatness control in hot strip mills", JOURNAL OF CENTRAL SOUTH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, vol. 15, no. 2, 1 April 2008 (2008-04-01), CN, pages 264 - 270, XP055414252, ISSN: 1005-9784, DOI: 10.1007/s11771-008-0049-0
Attorney, Agent or Firm:
ZUSAMMENSCHLUSS METALS@LINZ (AT)
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Claims:
Ansprüche

1. Optimierungsverfahren für ein Modell (8),

- wobei das Modell (8) auf mathematisch-physikalischen Glei- chungen basiert und die Herstellung eines jeweiligen Ausgangsprodukts (1) aus jeweils mindestens einem einer Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten Eingangsprodukt (2) in Abhängigkeit von einem Betrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie modelliert,

- wobei die Anlage der Grundstoffindustrie bei der Herstellung der Ausgangsprodukte (1) von einer Steuereinrichtung (5) derart gesteuert wird, dass ein jeweiliger Istbetrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie mit einem jeweiligen Sollbetrieb (B*) der Anlage der Grundstoffindustrie so weit wie möglich übereinstimmt,

- wobei der Sollbetrieb (B*) von der Steuereinrichtung (5) unter Verwendung des Modells (8) der Anlage der Grundstoffindustrie ermittelt wird,

- wobei das Modell (8) zur Modellierung der Anlage der Grund- stoffIndustrie entsprechend einer Anzahl von ersten Modellparametern (PI) parametriert wird,

- wobei nach jeweils der Herstellung einer Vielzahl von Ausgangsprodukten (1) Istgrößen (A) der Ausgangsprodukte (1) der jeweiligen Vielzahl mit erwarteten Größen (Α') der Aus- gangsprodukte (1) der jeweiligen Vielzahl verglichen werden, anhand des Vergleichs die ersten Modellparameter (PI) neu ermittelt werden und das Modell (8) der Steuereinrichtung entsprechend den neuen Werten der ersten Modellparameter (PI) neu parametriert wird und der Sollbetrieb (B*) von der Steuereinrichtung (5) ab diesem Zeitpunkt unter Verwendung des neu parametrierten Modells (8) der Anlage der Grundstoffindustrie ermittelt wird,

- wobei die erwarteten Größen (Α') mittels des Modells (8) ermittelt werden und

- wobei der Ermittlung der erwarteten Größen (Α') der Istbetrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie zugrunde gelegt wird.

2. Optimierungsverfahren nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass ein Optimierer (9) implementiert wird, dass dem Optimierer (9) zur Neuermittlung der ersten Modellparameter (PI) für die jeweilige Vielzahl von Ausgangsprodukten (1) jeweils die Eingangsprodukte (2) beschreibende Eingangsgrößen (E) , der Istbetrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie und die Istgrößen (A) zugeführt werden und dass der Optimierer (9) daraus die ersten Modellparameter (PI) ermittelt.

3. Optimierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

- dass die Vielzahlen von Ausgangsprodukten (1) jeweils mehrere Gruppen von Ausgangsprodukten (1) umfassen, die ihrer- seits jeweils eine Anzahl von Ausgangsprodukten (1) umfassen,

- dass nach jeweils der Herstellung einer Gruppe von Ausgangsprodukten (1) die Istgrößen (A) der Ausgangsprodukte (1) der jeweiligen Gruppe mit erwarteten Größen (Α') der Ausgangsprodukte (1) der jeweiligen Gruppe verglichen werden, anhand des Vergleichs eine Anzahl von zweiten Modellparametern (P2) neu ermittelt wird und das Modell (8) entsprechend den neuen Werten der zweiten Modellparameter (P2) neu parametriert wird.

4. Optimierungsverfahren nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Anzahl an Ausgangsprodukten (1) pro Gruppe gleich 1 ist .

5. Optimierungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Anlage der Grundstoffindustrie ein Walzwerk ist und dass das Herstellen des Ausgangsprodukts (1) das Walzen eines flachen Walzguts ist und dass die Istgrößen (A) der Ausgangsprodukte (1) das Profil (P) und/oder die Kontur (K) und/oder die Planheit (F) des gewalzten flachen Walzguts umfassen.

6. Optimierungsverfahren nach Anspruch 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die ersten Modellparameter (PI) bezüglich mindestens einer Walze (4) eines von dem flachen Walzgut durchlaufenen Walzgerüsts (3) deren Elastizitätsmodul (EM) und/oder deren durch die Temperatur und/oder durch Verschleiß bedingten Ein- fluss (TC, WC) auf die Kontur (K) der Walze (4) und/oder bezüglich mindestens eines von dem flachen Walzgut durchlaufenen Walzgerüsts (3) Parameter für ein Materialflussmodell, mittels dessen der Materialfluss des flachen Walzguts in dem Walzgerüst (3) modelliert wird, und/oder eine Anpassung von Eingangsgrößen (E) des flachen Walzguts beschreiben, umfassen . 7. Optimierungsverfahren nach Anspruch 5 oder 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Istgrößen (A) der Ausgangsprodukte (1) das Profil (P) und/oder die Kontur (K) und/oder die Planheit (F) des gewalzten flachen Walzguts umfassen und dass die ersten Model1- parameter (PI) bezüglich mindestens einer Walze (4) eines von dem flachen Walzgut durchlaufenen Walzgerüsts (3) deren Schliff (S) umfassen.

8. Optimierungsverfahren nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die ersten Modellparameter (PI) zur Beschreibung des Schliffs (S) der Walze (4) für eine Mehrzahl an Stützstellen entlang des Walzenballens der Walze (4) den Radius (R) oder den Durchmesser der Walze (4) am Ort der jeweiligen Stütz- stelle umfassen.

9. Optimierungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass eine Abweichung (5S) des Schliffs (S) der Walze (4) von einem Sollschliff (S*) der Walze (4) ermittelt wird und dass die Abweichung (5S) des Schliffs (S) vom Sollschliff (S*) einer jeweiligen Schleifmaschine (11) zugeordnet wird, von der der Schliff (S) auf die Walze (4) aufgebracht wurde.

10. Optimierungsverfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass unter Verwertung einer Zeit (δΤ) , die zwischen einem Ausbauen der Walze (4) aus dem Walzgerüst (3) und dem Schleifen der Walze (4) mittels der Schleifmaschine (11) vergangen ist, ein thermischer Schlifffehler (5S' ) ermittelt wird und der genannten Zeit (δΤ) zugeordnet wird. 11. Computerprogramm, das Maschinencode (7) umfasst, der von einer Recheneinrichtung (5') abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes (7) durch die Recheneinrichtung (5') bewirkt, dass die Recheneinrichtung (5')

- von einer eine Anlage der Grundstoffindustrie steuernden Steuereinrichtung (5) Istgrößen (A) einer Vielzahl von Ausgangsprodukten (1), die durch die Anlage der Grundstoffindustrie aus jeweils mindestens einem Eingangsprodukt (2) hergestellt wurden, Eingangsgrößen (E) der zugehörigen Eingangsprodukte (2) und die Istbetriebe (B) der Anlage der Grundstoffindustrie beim Herstellen der Ausgangsprodukte

(1) aus den Eingangsprodukten (2) entgegennimmt,

- unter Verwendung der Eingangsgrößen (E) der jeweiligen Eingangsprodukte (2) und des jeweiligen Istbetriebs (B) der Anlage der Grundstoffindustrie mittels eines auf mathema- tisch-physikalischen Gleichungen basierenden und die Herstellung der Ausgangsprodukte (1) aus den Eingangsprodukten

(2) in Abhängigkeit vom jeweiligen Istbetrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie modellierenden Modells (8) für die Ausgangsprodukte (1) jeweils erwartete Größen (A' ) er- mittelt,

- nach der Herstellung der Vielzahl von Ausgangsprodukten (1) die Istgrößen (A) der Ausgangsprodukte (1) der jeweiligen Vielzahl mit den erwarteten Größen (A' ) der Ausgangsprodukte (1) der jeweiligen Vielzahl vergleicht und anhand des Vergleichs erste Modellparameter (PI) neu ermittelt und

- die neu ermittelten ersten Modellparameter (PI) einer die Anlage der Grundstoffindustrie steuernden Steuereinrichtung (5) zur Parametrierung eines in der Steuereinrichtung (5) implementierten Modells (8) zur Verfügung stellt.

12. Computerprogramm nach Anspruch 11,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Abarbeitung des Maschinencodes (7) durch die Recheneinrichtung (5') bewirkt, dass die Recheneinrichtung (5') die zusätzlichen Schritte der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 10 implementiert .

13. Recheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung mit einem Computerprogramm (6) nach Anspruch 11 programmiert ist, so dass die Recheneinrichtung ein Optimierungsverfahren nach Anspruch 1 ausführt.

14. Recheneinrichtung nach Anspruch 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass das Computerprogramm (6) derart ausgebildet ist, dass die Abarbeitung des Maschinencodes (7) durch die Rechenein- richtung bewirkt, dass die Recheneinrichtung die zusätzlichen Schritte der Ansprüche 2 bis 4 oder 6 bis 10 implementiert.

15. Anlage der Grundstoffindustrie zur Herstellung von Ausgangsprodukten (1) aus jeweils mindestens einem der Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten jeweiligen Eingangsprodukt (2),

- wobei der Anlage der Grundstoffindustrie zum Steuern der Anlage der Grundstoffindustrie eine einen Istbetrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie einstellende Steuerein- richtung (5) zugeordnet ist,

- wobei die Steuereinrichtung (5) ein auf mathematischphysikalischen Gleichungen basierendes Modell (8) der Anlage der Grundstoffindustrie aufweist, unter dessen Verwendung sie einen Sollbetrieb (B*) der Anlage der Grundstoff- Industrie ermittelt,

- wobei das Modell (8) die Herstellung eines jeweiligen Ausgangsprodukts (1) aus jeweils mindestens einem einer Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten Eingangsprodukt (2) in Abhängigkeit von einem Betrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie modelliert,

- wobei das Modell (8) zur Modellierung der Anlage der Grundstoffindustrie entsprechend einer Anzahl von ersten Model1- parametern (PI) parametrierbar ist,

- wobei die Steuereinrichtung (5) die Anlage der Grundstoffindustrie bei der Herstellung der Ausgangsprodukte (1) derart steuert, dass ein jeweiliger Istbetrieb (B) der Anlage der Grundstoffindustrie mit dem jeweiligen Sollbetrieb (B*) der Anlage der Grundstoffindustrie so weit wie möglich übereinstimmt,

- wobei die Steuereinrichtung (5) als Recheneinrichtung (5') gemäß Anspruch 13 oder 14 ausgebildet ist oder zusätzlich zur Steuereinrichtung (5) eine Recheneinrichtung (5') nach Anspruch 13 oder 14 vorhanden ist, die mit der Steuereinrichtung (5) datentechnisch verbunden ist.

16. Anlage der Grundstoffindustrie nach Anspruch 15,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Anlage der Grundstoffindustrie ein Walzwerk ist und dass das Herstellen des Ausgangsprodukts (1) das Walzen eines flachen Walzguts ist.

Description:
Beschreibung

Bezeichnung der Erfindung Optimierung der Modellierung von Prozessmodellen Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Optimierungsver- fahren für ein Modell,

- wobei das Modell auf mathematisch-physikalischen Gleichungen basiert und die Herstellung eines jeweiligen Ausgangsprodukts aus jeweils mindestens einem einer Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten Eingangsprodukt in Abhän- gigkeit von einem Betrieb der Anlage der Grundstoffindustrie modelliert,

- wobei die Anlage der Grundstoffindustrie bei der Herstellung der Ausgangsprodukte von einer Steuereinrichtung derart gesteuert wird, dass ein jeweiliger Istbetrieb der An- läge der Grundstoffindustrie mit einem jeweiligen Sollbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie so weit wie möglich übereinstimmt,

- wobei der Sollbetrieb von der Steuereinrichtung unter Verwendung des Modells der Anlage der Grundstoffindustrie er- mittelt wird,

- wobei das Modell zur Modellierung der Anlage der Grundstoffindustrie entsprechend einer Anzahl von ersten Modellparametern parametriert wird. Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Recheneinrichtung abarbeitbar ist.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Re- cheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist. Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Anlage der Grundstoffindustrie zur Herstellung von Ausgangsprodukten aus jeweils mindestens einem der Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten jeweiligen Eingangsprodukt,

- wobei der Anlage der Grundstoffindustrie zum Steuern der Anlage der Grundstoffindustrie eine einen Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie einstellende Steuereinrichtung zugeordnet ist,

- wobei die Steuereinrichtung ein auf mathematisch-physika- lischen Gleichungen basierendes Modell der Anlage der

Grundstoffindustrie aufweist, unter dessen Verwendung sie einen Sollbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie ermittelt,

- wobei das Modell die Herstellung eines jeweiligen Ausgangs- produkts aus jeweils mindestens einem der Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten Eingangsprodukt in Abhängigkeit von einem Betrieb der Anlage der Grundstoffindustrie modelliert,

- wobei das Modell zur Modellierung der Anlage der Grund- stoffIndustrie entsprechend einer Anzahl von ersten Modellparametern parametrierbar ist,

- wobei die Steuereinrichtung die Anlage der Grundstoffindustrie bei der Herstellung der Ausgangsprodukte derart steuert, dass ein jeweiliger Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie mit dem jeweiligen Sollbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie so weit wie möglich übereinstimmt,

- wobei die Steuereinrichtung als Recheneinrichtung wie obenstehend erläutert ausgebildet ist oder zusätzlich zur Steu- ereinrichtung eine derartige Recheneinrichtung vorhanden ist, die mit der Steuereinrichtung datentechnisch verbunden ist .

Stand der Technik

Beim Betrieb von Anlagen der Grundstoffindustrie erfolgt der Betrieb der Anlage oftmals modellgestützt. Zu diesem Zweck werden der Steuereinrichtung der Anlage der Grundstoffindust- rie Eingangsgrößen der Eingangsprodukte zugeführt, aus denen jeweils das Ausgangsprodukt hergestellt werden soll. Weiterhin werden der Steuereinrichtung Sollgrößen für das Ausgangsprodukt vorgegeben. Die Steuereinrichtung ermittelt unter Verwendung eines Modells der Anlage der Grundstoffindustrie den zugehörigen, gewünschten Sollbetrieb der Anlage (Setup- Berechnung) . Das Modell ist mit einer Vielzahl von Kenngrößen (= Modellparameter) der zu modellierenden Anlage parame- triert. Die Kenngrößen können der Steuereinrichtung fest vor- gegeben sein oder von außen zugeführt werden. Der Sollbetrieb kann ein einzelner Zustand sein. In der Regel handelt es sich jedoch um eine Abfolge von Betriebszuständen .

Im Idealfall ergibt sich hierdurch die Herstellung des jewei- ligen Ausgangsprodukts exakt mit den gewünschten Sollgrößen. In der Praxis ergeben sich jedoch Abweichungen. Eine Ursache der Abweichungen besteht darin, dass beim tatsächlichen Herstellen des jeweiligen Ausgangsprodukts der Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie nicht völlig exakt mit dem Sollbetrieb übereinstimmt. Eine weitere Ursache für die Abweichungen kann darin bestehen, dass das Modell, mittels dessen das Herstellen des jeweiligen Ausgangsprodukts modelliert wurde und mittels dessen also der Sollbetrieb ermittelt wurde, nicht völlig mit der realen Anlage der Grundstoffindust- rie übereinstimmt.

Im Stand der Technik ist es gängige Praxis, dass von der Steuereinrichtung nach der Herstellung jeweils eines Ausgangsprodukts (also eines einzelnen Ausgangsprodukts) Istgrö- ßen des jeweiligen Ausgangsprodukts erfasst und mit zugehörigen erwarteten Größen des Ausgangsprodukts verglichen werden und anhand des Vergleichs Modellparameter neu ermittelt werden. Das Modell wird daraufhin entsprechend den neuen Werten der Modellparameter neu parametriert . Beim Herstellen des nächsten Ausgangsprodukts werden der Ermittlung des Sollbetriebs somit die neuen Werte der Modellparameter zugrunde gelegt. Die erwarteten Größen des jeweiligen Ausgangsprodukts werden von der Steuereinrichtung mittels des Modells ermit- telt . Der Ermittlung der erwarteten Größen wird jedoch nicht der Sollbetrieb, sondern der Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie zugrunde gelegt. Dieser Vorgang ist, wie bereits erwähnt, gängige Praxis und wird üblicherweise als On- line-Adaption bezeichnet.

Mittels der Vorgehensweise des Standes der Technik lassen sich Modellparameter optimieren, bei denen eine eindeutige Beziehung zwischen Ursache und Wirkung relativ einfach zu erkennen ist. Ein Beispiel ist bei einer Kühlstrecke einer Warmbandstraße der Wärmeübergang vom gewalzten Metall zum Kühlmedium. Es existieren jedoch auch andere Modellparameter, deren Einfluss auf die Istgrößen der Ausgangsprodukte nicht ohne weiteres erkennbar ist und/oder mangels Messbarkeit nicht adaptiert wird. Beispielsweise sind beim Walzen von flachem Walzgut Profil, Kontur und Planheit wichtige Zielgrößen. Sie werden in der Regel als einzuhaltende Sollgrößen vorgegeben. Im Rahmen der Stichplanberechnung wird sodann der Stichplan (= Sollbetrieb) des Walzwerks ermittelt, in dem das flache Walzgut gewalzt werden soll. Die Ermittlung des Stichplans erfolgt derart, dass die Zielgrößen eingehalten werden.

Im Rahmen der Stichplanberechnung ist das das Walzwerk modellierende Modell mit einer Vielzahl von Modellparametern para- metriert. Die Modellparameter haben Einfluss auf das Profil, die Kontur und die Planheit des Walzguts nach dem Walzen in dem Walzwerk. Manche dieser Modellparameter werden entsprechend der obenstehend skizzierten Vorgehensweise adaptiert. Andere Modellparameter werden jedoch nicht adaptiert und kön- nen mittels der obenstehend skizzierten Vorgehensweise auch nicht adaptiert werden. Beispiele derartiger nicht adaptierbarer Modellparameter sind der Elastizitätsmodul und/oder der durch die Temperatur oder durch Verschleiß bedingte Einfluss auf die Kontur und/oder der Schliff einer Walze eines Walzge- rüsts, in dem das flache Walzgut gewalzt wird. Derartige Modellparameter werden im Stand der Technik einmal parametriert und danach beibehalten, bis sie neu vorgegeben werden. Auch andere Modellparameter - beispielsweise die Modellierung des Fließverhaltens des Walzgutes in einem Materialflussmodell - werden in der Regel unverändert beibehalten.

Aus der EP 2 527 054 AI ist ein Optimierungsverfahren für ein Modell bekannt, wobei das Modell auf mathematisch-physikalischen Gleichungen basiert und die Herstellung eines jeweiligen Ausgangsprodukts aus jeweils mindestens einem einer Anlage der Grundstoffindustrie zugeführten Eingangsprodukt in Abhängigkeit von einem Betrieb der Anlage der Grundstoffin- dustrie modelliert. Die Anlage der Grundstoffindustrie wird bei der Herstellung der Ausgangsprodukte von einer Steuereinrichtung derart gesteuert, dass ein jeweiliger Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie mit einem jeweiligen Sollbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie so weit wie möglich übereinstimmt. Der Sollbetrieb wird von der Steuereinrichtung unter Verwendung des Modells der Anlage der Grundstoffindustrie ermittelt. Das Modell zur Modellierung der Anlage der Grundstoffindustrie wird entsprechend einer Anzahl von Modellparametern parametriert . Nach der Herstellung jeweils ei- nes Ausgangsprodukts wird eine Istgröße des Ausgangsprodukts mit einer erwarteten Größe des Ausgangsprodukts verglichen. Anhand des Vergleichs werden die Modellparameter neu ermittelt. Das Modell der Steuereinrichtung wird entsprechend den neuen Werten der Modellparameter neu parametriert. Der Soll- betrieb von der Steuereinrichtung wird ab diesem Zeitpunkt unter Verwendung des neu parametrierten Modells der Anlage der Grundstoffindustrie ermittelt. Die erwarteten Größen werden mittels des Modells ermittelt. Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auch Modellparameter, deren Aktualisierung und Nachführung im Stand der Technik nicht möglich ist, nachgeführt und aktualisiert werden können . Die Aufgabe wird durch ein Optimierungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Optimierungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10.

Erfindungsgemäß wird ein Optimierungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,

- dass nach jeweils der Herstellung einer Vielzahl von Ausgangsprodukten Istgrößen der Ausgangsprodukte der jeweiligen Vielzahl mit erwarteten Größen der Ausgangsprodukte der jeweiligen Vielzahl verglichen werden, anhand des Vergleichs die ersten Modellparameter neu ermittelt werden und das Modell der Steuereinrichtung entsprechend den neuen Werten der ersten Modellparameter neu parametriert wird, und der Sollbetrieb von der Steuereinrichtung ab diesem Zeitpunkt unter Verwendung des neu parametrierten Modells der Anlage der Grundstoffindustrie ermittelt wird,

- dass die erwarteten Größen mittels des Modells ermittelt werden und

- dass der Ermittlung der erwarteten Größen der Istbetrieb der Anlage zugrunde gelegt wird.

Erfindungsgemäß werden also zur Neuermittlung der ersten Modellparameter nicht die Istgrößen und die erwarteten Größen jeweils einzelner Ausgangsprodukte herangezogen, sondern die Istgrößen und die erwarteten Größen jeweils einer Vielzahl von Ausgangsprodukten.

Die Anzahl an Ausgangsprodukten, die in einer Vielzahl von Ausgangsprodukten enthalten ist, kann nach Bedarf bestimmt sein. In manchen Fällen kann sie relativ niedrig liegen, beispielsweise zwischen 10 und 50. Oftmals wird die Vielzahl jedoch im 3-stelligen Bereich oder sogar darüber liegen, beispielsweise im 4-stelligen Bereich. Vorzugsweise wird daher von der Steuereinrichtung ein Optimierer implementiert. In diesem Fall werden dem Optimierer zur Neuermittlung der ersten Modellparameter für die jeweilige Vielzahl von Ausgangsprodukten jeweils die Eingangsprodukte beschreibende Ein- gangsgrößen, der Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie und die Istgrößen zugeführt werden. Der Optimierer ermittelt sodann daraus die ersten Modellparameter. Derartige Optimierer sind als solche bekannt. Rein beispielhaft kann auf Gradientenverfahren, SQP- erfahren (SQP = sequential quad- ratic programming) und genetische Algorithmen verwiesen werden. Auch andere Optimierer sind möglich. Die Optimierung erfolgt dadurch, dass eine Zielfunktion, in welche die ersten Modellparameter eingehen, gemäß einem (aus Sicht des Optimierers) vorbestimmten Optimierungskriterium optimiert wird. Der Wert der Zielfunktion (ein Skalar) wird also minimiert oder maximiert .

Die ersten Modellparameter gehen in jedem Fall indirekt in die Zielfunktion ein, nämlich dadurch, dass sie das Modell parametrieren und über die Parametrierung des Modells die erwarteten Größen der Ausgangsprodukte beeinflussen, wobei die Abweichungen der erwarteten Größen der Ausgangsprodukte von den Istgrößen der Ausgangsprodukte in die Zielfunktion eingehen. Es ist möglich, dass die ersten Modellparameter ausschließlich auf diese Art und Weise die Zielfunktion gehen. Alternativ ist es möglich, dass - zusätzlich zum indirekten Eingehen in die Zielfunktion einer, einige oder alle der ersten Modellparameter auch direkt die Zielfunktion gehen. In diesem Fall ist dem Optimierer - beispielsweise durch entsprechende Vorgabe - bezüglich des jeweiligen ersten Modellparameters ein Startwert bekannt und die Abweichung des jeweiligen ersten Modellparameters von dem jeweiligen Startwert geht in die Zielfunktion ein.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist prinzipiell für alle Modellparameter anwendbar. Vorzugsweise wird sie jedoch nur für Modellparameter angewendet, die auf konventionelle Weise nicht bestimmt werden können. Für Modellparameter, die auf konventionelle Weise bestimmt werden können, werden vorzugsweise die Vielzahlen von Ausgangsprodukten jeweils in mehrere Gruppen von Ausgangsprodukten unterteilt, die ihrerseits jeweils eine Anzahl von Ausgangsprodukten umfassen. In diesem Fall können nach jeweils der Herstellung einer Gruppe von Ausgangsprodukten die Istgrößen der Ausgangsprodukte der jeweiligen Gruppe mit erwarteten Größen der Ausgangsprodukte der jeweiligen Gruppe verglichen werden, anhand des Ver- gleichs eine Anzahl von zweiten Modellparametern neu ermittelt werden und in der Folge das Modell entsprechend den neuen Werten der zweiten Modellparameter neu parametriert werden. Die ersten Modellparameter und die zweiten Modellparameter sind daher in der Regel disjunkt. Ein Modellparameter des Modells ist also in der Regel entweder ein erster Modellparameter oder ein zweiter Modellparameter, nicht aber gleichzeitig ein erster Modellparameter und ein zweiter Modellparameter. Es sind jedoch auch Fallgestaltungen denkbar, bei denen ein und derselbe Modellparameter auf beide Arten adaptiert wird.

Die Anzahl von Ausgangsprodukten der jeweiligen Gruppe kann deutlich niedriger als die Anzahl von Ausgangsprodukten der jeweiligen Vielzahl sein. Beispielsweise kann die Anzahl von Ausgangsprodukten der jeweiligen Gruppe im einstelligen oder im unteren zweistelligen Bereich liegen. Im Extremfall kann die Anzahl von Ausgangsprodukten pro Gruppe sogar bei nur 1 liegen. Dieser letztgenannte Fall entspricht - für die zweiten Modellparameter - der konventionellen Vorgehensweise.

Die Anlage der Grundstoffindustrie kann beispielsweise ein Walzwerk sein. In diesem Fall kann das Herstellen des Ausgangsprodukts das Walzen eines flachen Walzguts sein. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass die Istgrößen der Ausgangsprodukte das Profil und/oder die Kontur und/oder die Planheit des gewalzten flachen Walzguts umfassen.

Beispielsweise können die ersten Modellparameter bezüglich mindestens einer Walze eines von dem flachen Walzgut durch- laufenen Walzgerüsts deren Elastizitätsmodul und/oder deren durch die Temperatur und/oder durch Verschleiß bedingten Ein- fluss auf die Kontur der Walze umfassen. Die Modellierung des Einflusses von Temperatur und/oder Verschleiß auf die Kontur der Walze kann in einem eigenen Teilmodell erfolgen. Derartige Modelle sind Fachleuten unter dem Begriff TWM (tempera- ture-wear-model ) bekannt. Alternativ oder zusätzlich können die ersten Modellparameter bezüglich mindestens eines von dem flachen Walzgut durchlaufenen Walzgerüsts ein Materialflussmodell parametrieren, mittels dessen der Materialfluss des flachen Walzguts in dem Walzgerüst modelliert wird. Auch können die ersten Modellparameter - erneut alternativ oder zusätzlich - eine Anpassung von Eingangsgrößen des flachen Walzguts beschreiben. Beispielsweise wird im Stand der Technik in der Regel angenommen, dass ein flaches Walzgut vor dem erstmaligen Walzen in einem Fertiggerüst eine ideale Kontur aufweist. In der Praxis ist dies jedoch nicht stets der Fall. Beispielsweise kann im Rahmen des Modells mittels entspre- chender erster Modellparameter eine anfängliche Kontur des flachen Walzguts vor dem Walzen in dem Walzgerüst definiert werden. Weiterhin ist es - wiederum alternativ oder zusätzlich - möglich, dass die ersten Modellparameter den Schliff mindestens einer Walze eines von dem flachen Walzgut durch- laufenen Walzgerüsts umfassen.

Wenn die ersten Modellparameter eine Beschreibung des

Schliffs der Walze umfassen, umfassen die ersten Modellparameter zur Beschreibung des Schliffs der Walze vorzugsweise für eine Mehrzahl an Stützstellen entlang des Walzenballens der Walze den Radius oder den Durchmesser der Walze am Ort der jeweiligen Stützstelle. Der tatsächliche Schliff der Walze wird also vorzugsweise nicht durch eine Konturfunktion mit einigen wenigen Funktionsparametern beschrieben, sondern durch Stützstellen, zwischen denen interpoliert wird.

Dem Modell ist in der Regel ein Sollschliff der Walze bekannt. Es ist daher möglich, dass eine Abweichung des

Schliffs der Walze von dem Sollschliff der Walze ermittelt wird. In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, wenn die Abweichung des Schliffs vom Sollschliff einer jeweiligen Schleifmaschine zugeordnet wird, von der der Schliff auf die Walze aufgebracht wurde. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Schlifffehler reproduzierbar ist.

In analoger Weise kann es in manchen Fällen von Vorteil sein, wenn unter Verwertung einer Zeit, die zwischen einem Ausbauen der Walze aus dem Walzgerüst und dem Schleifen der Walze mittels der Schleifmaschine vergangen ist, (im Ergebnis also die zum Aus- und Abkühlen der Walze zur Verfügung stehende Zeit) ein thermischer Schlifffehler ermittelt wird und der genann- ten Zeit zugeordnet wird. Dadurch können systematische Fehler berücksichtigt werden, die aufgrund des Umstands entstehen, dass das Schleifen der Walze bei einer anderen Temperatur als angenommen erfolgt. Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Recheneinrichtung bewirkt, dass die Recheneinrichtung

- von einer eine Anlage der Grundstoffindustrie steuernden Steuereinrichtung Istgrößen einer Vielzahl von Ausgangsprodukten, die durch die Anlage der Grundstoffindustrie aus jeweils mindestens einem Eingangsprodukt hergestellt wurden, Eingangsgrößen der zugehörigen Eingangsprodukte und die Istbetriebe der Anlage der Grundstoffindustrie beim Herstellen der Ausgangsprodukte aus den Eingangsprodukten entgegennimmt,

- unter Verwendung der Eingangsgrößen der jeweiligen Eingangsprodukte und des jeweiligen Istbetriebs der Anlage der Grundstoffindustrie mittels eines auf mathematisch- physikalischen Gleichungen basierenden und die Herstellung der Ausgangsprodukte aus den Eingangsprodukten in Abhängigkeit vom jeweiligen Istbetrieb der Anlage der Grundstoffindustrie modellierenden Modells für die Ausgangsprodukte jeweils erwartete Größen ermittelt,

- nach der Herstellung der Vielzahl von Ausgangsprodukten die Istgrößen der Ausgangsprodukte der jeweiligen Vielzahl mit den erwarteten Größen der Ausgangsprodukte der jeweiligen Vielzahl vergleicht und anhand des Vergleichs erste Modellparameter neu ermittelt und

- die neu ermittelten ersten Modellparameter einer die Anlage der Grundstoffindustrie steuernden Steuereinrichtung zur Parametrierung eines in der Steuereinrichtung implementierten Modells zur Verfügung stellt.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Computerprogramms korrespondieren im wesentlichen mit denen des Optimierungsverfahrens .

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Recheneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Recheneinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert, so dass die Recheneinrichtung ein erfindungsgemäßes Optimierungsverfahren ausführt.

Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Recheneinrichtung korrespondieren - analog zum Computerprogramm - im wesentlichen mit denen des Optimierungsverfahrens .

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Anlage der Grundstoffindustrie zur Herstellung mehrerer Vielzahlen von Ausgangsprodukten mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung als erfindungsgemäße Recheneinrichtung ausgebildet oder es ist zusätzlich zur Steuereinrichtung eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung vorhanden, die mit der Steuereinrichtung datentechnisch verbunden ist .

Die Anlage der Grundstoffindustrie kann insbesondere ein Walzwerk sein. In diesem Fall kann das Herstellen des Aus- gangsprodukts beispielsweise das Walzen eines flachen Walz- guts sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnu Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

FIG 1 eine Anlage der Grundstoffindustrie,

FIG 2 ein Ablaufdiagramm,

FIG 3 ein flaches Walzgut im Schnitt,

FIG 4 ein Ablaufdiagramm,

FIG 5 ein Ablaufdiagramm,

FIG 6 eine Walze im Schnitt und

FIG 7 ein Ablaufdiagramm .

Beschreibung der Ausführungsformen

Gemäß FIG 1 sollen mittels einer Anlage der Grundstoffindustrie nacheinander mehrere Ausgangsprodukte 1 hergestellt wer- den. Die Anlage der Grundstoffindustrie kann beispielsweise als Anlage zum Erzeugen von Roheisen ausgebildet sein. Ein Beispiel einer derartigen Anlage ist eine Direktreduktionsan- lage . Sie kann auch als Anlage zum Erzeugen von Stahl ausgebildet sein. Beispiele derartiger Anlagen sind ein Konverter oder eine LD-Anlage. Sie kann auch als Anlage zum Behandeln einer bereits erzeugten Stahlschmelze sein, beispielsweise als Vakuumbehandlungsanlage. Sie kann auch als andere Anlage der Grundstoffindustrie ausgebildet sein, beispielsweise als Stranggießanlage. Entsprechend der Darstellung in FIG 1 ist die Anlage der Grundstoffindustrie ein Walzwerk, in dem ein flaches Walzgut (Band oder Grobblech) gewalzt wird. Diese Ausgestaltung ist jedoch nur rein beispielhaft.

Zum Herstellen des jeweiligen Ausgangsprodukts 1 wird der Anlage der Grundstoffindustrie jeweils mindestens ein Eingangsprodukt 2 zugeführt. Alternativ können der Anlage der Grundstoffindustrie zum Herstellen des jeweiligen Ausgangsprodukts 1 jeweils mehrere Eingangsprodukte 2 zugeführt werden. Bei- spielsweise können bei der Herstellung von Eisen oder Stahl die verschiedenen Bestandteile der Eisenschmelze bzw. der Stahlschmelze als Eingangsprodukte angesehen werden. Im Falle der Ausgestaltung der Anlage der Grundstoffindustrie als Walzwerk wird dem Walzwerk als Eingangsprodukt 2 ein noch nicht gewalztes oder erst teilweise gewalztes Walzgut zugeführt, das in dem Walzwerk gewalzt wird. Das gewalzte Walzgut (also das Walzgut nach dem Walzen im Walzwerk) stellt in diesem Fall das jeweilige Ausgangsprodukt 1 dar.

Wenn die Anlage der Grundstoffindustrie als Walzwerk ausgebildet ist, weist sie mindestens ein Walzgerüst 3 auf. In diesem Fall wird das Walzgerüst 3 von dem Walzgut reversie- rend oder nicht reversierend durchlaufen. Oftmals weist das Walzwerk mehrere Walzgerüste 3 auf, die von dem Walzgut se- quenziell nacheinander durchlaufen werden. Jedes Walzgerüst 3 weist Walzen 4 auf. Dargestellt sind in FIG 1 nur die Arbeitswalzen 4. Oftmals weist das Walzgerüst 3 aber weitere Walzen auf wie beispielsweise Stützwalzen oder Stützwalzen und zusätzlich Zwischenwalzen. Das Walzwerk kann beispielsweise zum Walzen von stabförmigem Walzgut, von rohrförmigem Walzgut, von profiliertem Walzgut usw. ausgebildet sein. Auch kann es zum Walzen eines flachen Walzguts ausgebildet sein. Dieser Fall wird nachfolgend angenommen. In diesem Fall ist das Herstellen des jeweiligen Ausgangsprodukts 1 das Walzen eines flachen Walzguts.

Der Anlage der Grundstoffindustrie ist eine Steuereinrichtung 5 zugeordnet, von der die Anlage der Grundstoffindustrie ge- steuert wird. Die Steuereinrichtung 5 kann mit einer Recheneinrichtung 5' datentechnisch verbunden sein, beispielsweise einem Laptop. Alternativ kann die Steuereinrichtung 5 selbst als derartige Recheneinrichtung 5' ausgebildet sein. Nachstehend wird unterschieden, ob bestimmte Maßnahmen von der Steu- ereinrichtung 5 oder der Recheneinrichtung 5' ausgeführt werden. Gegebenenfalls wird darauf hingewiesen, wenn die jeweiligen Maßnahmen auch von der jeweils anderen Einrichtung 5', 5 ausgeführt werden können. Falls die Steuereinrichtung 5 selbst als Recheneinrichtung 5' ausgebildet ist, ist die Unterscheidung belanglos.

Die Recheneinrichtung 5' ist als softwareprogrammierbare Re- cheneinrichtung ausgebildet. Ihre Wirkungsweise wird durch ein Computerprogramm 6 bestimmt, mit dem die Recheneinrichtung 5' programmiert ist. Das Computerprogramm 6 umfasst Maschinencode 7, der von der Recheneinrichtung 5' abarbeitbar ist. Die Programmierung der Recheneinrichtung 5' mit dem Com- puterprogramm 6 bzw. die Abarbeitung des Maschinencodes 7 bewirkt, dass die Recheneinrichtung 5' ein Optimierungsverfahren ausführt, das nachstehend in Verbindung mit den FIG 2 und 4 näher erläutert wird. Zum Steuern der Anlage der Grundstoffindustrie führt die Steuereinrichtung 5 folgendes Herstellungsverfahren aus:

Zunächst implementiert die Steuereinrichtung 5 gemäß FIG 2 in einem Schritt Sl ein Modell 8 der Anlage der Grundstoffin- dustrie. Das Modell 8 basiert auf mathematisch-physikalischen Gleichungen. Die mathematisch-physikalischen Gleichungen können beispielsweise Differenzialgleichungen - insbesondere partielle Differenzialgleichungen - und/oder algebraische Gleichungen umfassen. Das Modell 8 modelliert die Herstellung des jeweiligen Ausgangsprodukts 1 aus dem jeweiligen mindestens einen Eingangsprodukt 2 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Anlage der Grundstoffindustrie. Das Modell 8 als solches ist dem Fachmann bekannt und muss an dieser Stelle daher nicht näher erläutert werden. Beispielsweise beim Walzen eines flachen Walzguts wird der Fachmann ein Modell 8 implementieren, das die Umformung des flachen Walzguts im Walzspalt des Walzgerüsts modelliert. Zu diesem Zweck kann das Modell 8 beispielsweise unter anderem die thermische Balligkeit und den Verschleiß der Walzen 4 der Walzgerüste 3 (bzw. allgemein deren Konturen) ermitteln, die Kraftverteilung entlang der Ballen der Walzen des Walzgerüsts, die Durchbiegung der Walzen 4 und deren Abplattung aneinander und zum flachen Walzgut hin, den Materialfluss und die Druckver- teilung im Walzspalt, die Walzkraft, die Temperatur des flachen Walzguts ermitteln und berücksichtigen usw..

Das Modell 8 ist mit ersten Modellparametern PI parametrier- bar. In einem Schritt S2 parametriert die Steuereinrichtung 5 daher das Modell 8 mit den ersten Modellparametern PI . Die ersten Modellparameter PI können nach Bedarf bestimmt sein. Sie haben bei gegebenem Sollbetrieb B* der Anlage der Grundstoffindustrie Einfluss auf die mittels des Modells 8 ermit- telten erwarteten Ausgangsgrößen des jeweiligen Ausgangsprodukts 1 bzw. umgekehrt bei vorgegebenen gewünschten Ausgangsgrößen A* des jeweiligen Ausgangsprodukts 1 Einfluss auf den zugehörigen Sollbetrieb B* der Anlage der Grundstoffindustrie. Im Falle eines Walzwerks zum Walzen eines flachen Walz- guts können die ersten Modellparameter PI beispielsweise bezüglich mindestens einer Walze 4 des Walzgerüsts 3 deren Materialdaten, deren Elastizitätsmodul EM und/oder deren

Schliff S umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die ersten Modellparameter PI Parameter TC (für thermal crown) , WC (für wear crown) umfassen, die durch die Temperatur oder durch Verschleiß bedingten Einfluss auf die Kontur der Walze 4 beschreiben. Die entsprechenden ersten Modellparameter PI sind Fachleuten als solche bekannt. Auch können die ersten Modellparameter PI Parameter für ein Materialflussmodell um- fassen, mittels dessen der Materialfluss des flachen Walzguts in dem Walzgerüst 3 modelliert wird. Ein Beispiel eines derartigen Parameters für ein Materialflussmodell ist ein Reibwert des flachen Walzguts an den Arbeitswalzen des entsprechenden Walzgerüsts 3.

In einem Schritt S3 nimmt die Steuereinrichtung 5 Eingangsgrößen E und Soll-Ausgangsgrößen A* entgegen. Die Eingangsgrößen E sind auf das Eingangsprodukt 2 bzw. die Eingangsprodukte 2 bezogen. Es handelt sich um messtechnisch oder mo- dellgestützt ermittelte Istgrößen. Die Soll-Ausgangsgrößen A* sind auf das zugehörige Ausgangsprodukt 1 bezogen. Beispielsweise können beim Walzen eines flachen Walzguts die Eingangsgrößen E für das Eingangsprodukt 2 die Breite, die Dicke, die Temperatur und die chemische Zusammensetzung des flachen Walzguts spezifizieren. Die Soll-Ausgangsgrößen A* können beispielsweise für das Ausgangsprodukt 1 die gewünschte Breite, die gewünschte Dicke, das gewünschte Profil P*, die ge- wünschte Kontur K*, die gewünschte Planheit F* usw. spezifizieren. Es ist - alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten ersten Modellparametern PI - möglich, dass die ersten Modellparameter PI Parameter umfassen, die eine Anpassung der Eingangsgrößen E des flachen Walzguts beschreiben. Beispiels- weise können dem in das Walzgerüst 3 einlaufenden Walzgut im Rahmen des Modells 8 ein bestimmtes Profil oder eine bestimmte Kontur zugeordnet werden oder kann eine Temperaturverteilung (in bis zu drei Dimensionen) aufgrund der ersten Modellparameter PI modifiziert werden.

Das Profil P eines flachen Walzguts ist in der Regel ein reiner Zahlenwert (Skalar) . Wenn entsprechend der Darstellung in FIG 3 mit y die Dicke des flachen Walzguts, mit b die Breite des flachen Walzguts und mit x ein Ort in Breitenrichtung des flachen Walzguts bezeichnet wird, wobei x = 0 in Breitenrichtung des flachen Walzguts gesehen die Mitte des flachen Walzguts ist, ist das Profil P definiert durch

P(x') = y(0) - (y(-b/2+x')+(y(b/2-x'))/2 (1) x' ist hierbei ein (prinzipiell willkürlich wählbarer) Abstand von den seitlichen Rändern des flachen Walzguts. Der Abstand x' weist in der Praxis oftmals einen Wert von 25 mm oder 40 mm auf. Es sind jedoch auch andere Werte möglich.

Die Kontur K bezeichnet im Gegensatz hierzu den Dickenverlauf, ortsaufgelöst über die Breite b des flachen Walzguts, also den Funktionsverlauf y(x), wobei x beliebige Werte von -b/2 bis b/2 annimmt oder - im Falle der Festlegung von Stützstellen - zumindest mehrere verschiedene Werte annehmen kann. Die Anzahl an Stützstellen liegt im letztgenannten Fall in der Regel mindestens bei fünf, oftmals mindestens bei zehn. Die Planheit F beschreibt die inneren Spannungszustän- de, die im flachen Walzgut herrschen. Sie ist analog zur Kontur K ortsaufgelöst über die Breite b des flachen Walzguts bestimmt. Die Ortsauflösung kann mit der Ortsauflösung der Kontur K übereinstimmen.

Basierend auf den Eingangsgrößen E und den Soll-Ausgangsgrößen A* ermittelt die Steuereinrichtung 5 in einem Schritt S4 unter Verwendung des Modells 8 den zugehörigen Sollbetrieb B* der Anlage der Grundstoffindustrie. Der Sollbetrieb B* wird von der Steuereinrichtung 5 derart ermittelt, dass im Rahmen des Möglichen das Ausgangsprodukt 1 die gewünschten Soll- Ausgangsgrößen A* aufweist. Beispielsweise kann für das Walzen eines flachen Walzguts die Stichplanberechnung erfolgen, d.h. die Ermittlung der jeweiligen Stichabnahmen, der Walzge- schwindigkeiten, der Gerüstanstellungen, der Einstellung von Walzenverschiebungen, Walzenverschränkungen, Walzenrückbiegungen, Walzenkühlungen usw.

Sodann steuert die Steuereinrichtung 5 in einem Schritt S5 die Anlage der Grundstoffindustrie während der Herstellung des jeweiligen Ausgangsprodukts 1. Die Steuerung erfolgt derart, dass ein jeweiliger Istbetrieb B der Anlage der Grundstoffindustrie mit dem zuvor ermittelten Sollbetrieb B* so weit wie möglich übereinstimmt. Während der Herstellung er- fasst die Steuereinrichtung 5 den jeweiligen Istbetrieb B.

Weiterhin erfasst die Steuereinrichtung 5 in einem Schritt S6 Istgrößen A des jeweils hergestellten Ausgangsprodukts 1. Die Istgrößen A korrespondieren von ihrer Bedeutung her mit den Soll-Ausgangsgrößen A* . Es handelt sich jedoch um die zugehö- rigen Istwerte. Insbesondere beim Walzen eines flachen Walzguts können die Istgrößen A der Ausgangsprodukte 1 beispielsweise das Profil P und/oder die Kontur K und/oder die Planheit F des gewalzten flachen Walzguts umfassen. Soweit bisher erläutert, erfolgt der Betrieb der Steuereinrichtung 5 und damit der Anlage der Grundstoffindustrie so wie im Stand der Technik auch. Zusätzlich ist jedoch ein Schritt S7 vorhanden. Im Schritt S7 prüft die Steuereinrich- tung 5, ob sie die Schritte S3 bis S6 hinreichend oft durchlaufen hat, ob in der Anlage der Grundstoffindustrie also eine Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 hergestellt worden ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 5 in einem Schritt S8, der vor dem Schritt S3 ausgeführt wird, einen Zähler ZI auf einen Anfangswert setzen (beispielsweise 0) und nach jedem Durchlauf durch die Schritte S3 bis S6 in einem Schritt S9 den Zähler ZI um 1 erhöhen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 5 im Schritt S7 prüfen, ob der Zähler ZI einen Endwert Nl erreicht hat. Der Endwert Nl ist geeignet bestimmt. In jedem Fall ist er größer als 1. Er kann sogar erheblich größer als 1 sein, beispielsweise einen Wert von 100 oder mehr aufweisen. Wenn die Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 noch nicht hergestellt worden ist, geht die Steuereinrichtung 5 zum Schritt S3 zurück. Es wird also ein weiteres Ausgangsprodukt 1 hergestellt. Wenn hingegen die Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 hergestellt worden ist, geht die Steuereinrichtung 5 zu einem Schritt S10 über. Im Schritt S10 übermittelt die Steuereinrichtung 5 die Istgrößen A der Ausgangsprodukte 1, die Eingangsgrößen E der zugehörigen Eingangsprodukte 2 und die zugehörigen Istbetriebe B an die Recheneinrichtung 5' . In einem Schritt Sil übernimmt die Steuereinrichtung 5 von der Rechen- einrichtung 5' neue erste Modellparameter PI. Sodann geht die Steuereinrichtung 5 zum Schritt S2 zurück. Die Steuereinrichtung 5 parametriert somit bei der erneuten Ausführung des Schrittes S2 das Modell 8 entsprechend den neuen Werten der ersten Modellparameter PI neu. Sodann wird in der Anlage der Grundstoffindustrie erneut eine weitere Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 hergestellt. Hierbei wird jedoch im Rahmen des Schrittes S4 zur Ermittlung des Sollbetriebs B* das neu parametrierte Modell 8 verwendet. Sodann erfolgt eine erneute Neuermittlung der ersten Modellparameter PI und eine erneute Parametrierung des Modells 8. Für die Ermittlung der neuen ersten Modellparameter PI implementiert die Recheneinrichtung 5 ' gemäß FIG 4 folgende Vorgehensweise : Sie nimmt in einem Schritt S21 von der Steuereinrichtung 5 die Istgrößen A der Ausgangsprodukte 1, die Eingangsgrößen E der zugehörigen Eingangsprodukte 2 und die zugehörigen Istbetriebe B entgegen. In einem Schritt S22 ermittelt die Recheneinrichtung 5' für die jeweiligen Ausgangsprodukte 1 erwarte- te Größen A' . Zu diesem Zweck führt die Recheneinrichtung 5' für das jeweilige Ausgangsprodukt 1 dem Modell 8 die Eingangsparameter E des zugehörigen Eingangsprodukts 2 bzw. der zugehörigen Eingangsprodukte 2 und den Istbetrieb B zu. Dies kann beispielsweise möglich sein, weil die Recheneinrichtung 5' Zugriff auf das von der Steuereinrichtung 5 verwendete Modell 8 hat. Alternativ ist es möglich, dass innerhalb der Recheneinrichtung 5' dasselbe Modell 8 implementiert ist.

Unter Verwendung der Eingangsgrößen E der zugehörigen Ein- gangsprodukte 2 und der zugehörigen Istbetriebe B ermittelt die Recheneinrichtung 5' also mittels des Modells 8 die zugehörigen erwarteten Größen A' . Den Schritt S22 führt die Recheneinrichtung 5' für alle Ausgangsprodukte 1 der jeweiligen Vielzahl aus, also beispielsweise für die Nl Ausgangsprodukte 1.

In einem Schritt S23 vergleicht die Recheneinrichtung 5' für die Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 die Istgrößen A und die im Schritt S22 ermittelten erwarteten Größen A' . Anhand des Vergleichs ermittelt die Recheneinrichtung 5' in einem

Schritt S24 optimierte erste Modellparameter PI. Die Recheneinrichtung 5' ermittelt die ersten Modellparameter PI also derart, dass sich eine bessere Übereinstimmung der erwarteten Größen A' mit den Istgrößen A ergibt.

Als Kriterium, das für die Beurteilung der Güte der optimierten ersten Modellparameter PI herangezogen wird, kann beispielsweise beim Walzen eines flachen Walzguts die gewichtete oder ungewichtete Abweichung des Profils P und/oder der Kontur K und/oder der Planheit F von ihren entsprechenden Sollgrößen P*, K*, F* herangezogen werden. Zur Ermittlung der optimierten ersten Modellparameter PI ist gegebenenfalls eine iterative Abarbeitung der Schritte S22 bis S24 erforderlich. Dies ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung und wird daher nachstehend nicht näher ausgeführt.

Zur Implementierung der Schritte S22 bis S24 kann die Recheneinrichtung 5' entsprechend der Darstellung in FIG 1 beispielsweise einen Optimierer 9 implementieren. In diesem Fall werden dem Optimierer 9 zur Neuermittlung der ersten Model1- parameter PI für die jeweilige Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 die entsprechenden Eingangsgrößen E, die entsprechenden Istbetriebe B und die Istgrößen A zugeführt. Gegebenenfalls können dem Optimierer 9 zusätzlich auch die erwarteten Größen A' zugeführt werden. Der Optimierer 9 ermittelt in diesem Fall die optimierten ersten Betriebsparameter PI. Gängige Optimierer sind Fachleuten bekannt.

Soweit bisher erläutert, werden die ersten Modellparameter PI jeweils dann neu ermittelt, wenn jeweils Nl Ausgangsprodukte 1 hergestellt worden sind. Um die ersten Modellparameter PI anhand einer jeweiligen Vielzahl von Ausgangsprodukten 1 zu ermitteln, sind jedoch auch andere Möglichkeiten gegeben. Beispielsweise ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 5 die Eingangsgrößen E, die Istbetrieb B und die Istgrößen A kontinuierlich an die Recheneinrichtung 5' übermittelt und die Recheneinrichtung 5' wartet, bis eine hinreichend große Anzahl an Daten vorhanden ist. Auch ist es möglich, dass beispielsweise einmal am Tag die Daten von der Steuereinrichtung 5 an die Recheneinrichtung 5' übermittelt werden und sodann die ersten Modellparameter PI neu ermittelt werden, unabhängig davon, wie hoch die Anzahl an zur Verfügung stehenden Datensätzen genau ist. Wenn beispielsweise geplant ist, die ersten Modellparameter PI anhand der Daten von jeweils etwa 100 Ausgangsprodukten 1 neu zu ermitteln, kann die Ermittlung auch dann erfolgen, wenn die Daten von 97, 102 oder 110 Ausgangsprodukten 1 zur Verfügung stehen. Auch ist es möglich, beispielsweise im Rahmen von Wartungsarbeiten die Rechenein- richtung 5' mit der Steuereinrichtung 5 zu verbinden, sodann den Datentransfer von der Steuereinrichtung 5 zur Recheneinrichtung 5' vorzunehmen und schließlich den Datentransfer von der Recheneinrichtung 5' zur Steuereinrichtung 5 vorzunehmen. Auch ist es möglich, die Optimierung jeweils dann vorzuneh- men, wenn von einer Bedienperson ein entsprechender Optimierungsbefehl vorgegeben wird. In all diesen Fällen erfolgt die Optimierung der ersten Modellparameter anhand der gerade zur Verfügung stehenden Datensätze. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind entsprechend der Darstellung in FIG 5 zusätzlich Schritte S31 bis S37 vorhanden. In diesem Fall wird das Modell 8 von der Steuereinrichtung 5 im Schritt S31 - zusätzlich zu der Parametrierung mit den ersten Modellparametern PI, die im Schritt S2 erfolgt - mit zweiten Modellparametern P2 parame- triert. Weiterhin prüft in diesem Fall die Steuereinrichtung 5 im Schritt S32, ob sie die Schritte S3 bis S6 hinreichend oft durchlaufen hat, um eine Neuparametrierung des Modells 8 mit den zweiten Modellparametern P2 durchzuführen.

Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 5 im Schritt S33, der vor dem Schritt S3 - soweit erforderlich, aber nach dem Schritt S8 - ausgeführt wird, einen Zähler Z2 auf einen Anfangswert setzen (beispielsweise 0) und nach jedem Durchlauf durch die Schritte S3 bis S6 in einem Schritt S34 den Zähler Z2 um 1 erhöhen. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 5 im Schritt S32 prüfen, ob der Zähler Z2 einen Endwert N2 erreicht hat. Der Endwert N2 ist geeignet bestimmt. In jedem Fall ist er kleiner als der Endwert Nl . Er kann sogar erheb- lieh kleiner als der Endwert Nl sein. Vorzugsweise ist der Endwert Nl durch den Endwert N2 teilbar. Wenn die entsprechende, beispielsweise durch den Endwert N2 definierte Gruppe von Ausgangsprodukten 1 noch nicht hergestellt worden ist, geht die Steuereinrichtung 5 zum Schritt S3 zurück. Es wird also ein weiteres Ausgangsprodukt 1 herge- stellt. Wenn hingegen die entsprechende Gruppe von Ausgangsprodukten 1 hergestellt worden ist, geht die Steuereinrichtung 5 zum Schritt S35 über. Im Schritt S35 ermittelt die Steuereinrichtung 5 - analog zum Schritt S22 - für die jeweiligen Ausgangsprodukte 1 erwartete Größen A' . Den Schritt S35 führt die Steuereinrichtung 5 für alle Ausgangsprodukte 1 der jeweiligen Gruppe aus, also beispielsweise für die N2 Ausgangsprodukte 1.

In einem Schritt S36 vergleicht die Steuereinrichtung 5 für die entsprechende Gruppe von Ausgangsprodukten 1 die Istgrößen A und die im Schritt S35 ermittelten erwarteten Größen A' . Anhand des Vergleichs ermittelt die Steuereinrichtung 5 in einem Schritt S37 optimierte zweite Modellparameter P2 neu. Die Steuereinrichtung 5 ermittelt die zweiten Modellpa- rameter P2 also derart, dass sich eine bessere Übereinstimmung der erwarteten Größen A' mit den Istgrößen A ergibt. Sodann geht die Steuereinrichtung 5 zum Schritt S31 zurück. Die Steuereinrichtung 5 parametriert somit bei der erneuten Ausführung des Schrittes S31 das Modell 8 entsprechend den neuen Werten der zweiten Modellparameter P2 neu. Die ersten Modellparameter PI werden im Rahmen der Schritte S31 bis S37 jedoch nicht verändert. Sodann wird in der Anlage der Grundstoffindustrie erneut eine weitere Gruppe von Ausgangsprodukten 1 hergestellt. Sodann erfolgt eine erneute Neuermittlung der zweiten Modellparameter P2 und eine erneute Parametrierung des Modells 8. Verwendet werden von der Steuereinrichtung 5 zur Parametrierung des Modells 8 auch hier stets die zuletzt ermittelten zweiten Modellparameter P2. Zur Ermittlung der optimierten zweiten Modellparameter P2 ist - analog zur Ermittlung der optimierten ersten Modellparameter PI - gegebenenfalls eine iterative Abarbeitung der

Schritte S35 bis S37 erforderlich. Dies ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung und wird daher nachstehend nicht näher ausgeführt.

Gemäß der obenstehend erläuterten Vorgehensweise von FIG 5 erfolgt die Optimierung der zweiten Modellparameter P2 durch die Steuereinrichtung 5. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Optimierung der zweiten Modellparameter P2 durch die Recheneinrichtung 5' oder eine andere, in den FIG nicht dargestellte Recheneinrichtung erfolgt. In diesem Fall muss eine entsprechende Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 5 und der Recheneinrichtung 5' oder der weiteren Recheneinrichtung erfolgen.

Der Endwert Nl definiert jeweils eine Vielzahl von Ausgangs- produkten 1. Der Endwert N2 definiert jeweils eine Gruppe von Ausgangsprodukten 1. Der Endwert Nl ist, wie bereits erwähnt, stets größer als 1. Der Endwert N2 kann ebenfalls größer als 1 sein. Er kann jedoch auch den Wert 1 selbst aufweisen. In diesem Fall können die Schritte S32 bis S34 entfallen.

In vielen Fällen ist der Schliff S durch einige wenige Parameter definiert, die den Verlauf des Durchmessers bzw. des Radius R der Walze 4 - beispielhaft dargestellt in FIG 6 - als Funktion über den Ort X in Richtung der Walzenachse 10 beschreiben. Ein Beispiel eines derartigen Schliffs ist der in Fachkreisen allgemein bekannte SmartCrown-Schliff . In manchen Fällen kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die ersten Modellparameter PI zur Beschreibung des Schliffs S der Walze 4 für eine Mehrzahl an Stützstellen entlang des Walzenballens der Walze 4 den Radius R oder den Durchmesser der Walze 4 am Ort X der jeweiligen Stützstelle umfassen. Durch diese Ausgestaltung ist es insbesondere möglich, den Schliff S auch dann zu optimieren, wenn der tatsächliche Schliff S der Walze 4 eine andere funktionale Beziehung aufweist als durch einen Sollschliff S*, gemäß dem die Walze 4 von einer jeweiligen, in FIG 5 schematisch angedeuteten Schleifmaschine 11 geschliffen worden sein sollte, vorgegeben ist. Insbesondere ist es in diesem Fall möglich, entsprechend der Darstellung in FIG 7 dem Schritt S24 Schritte S41 und S42 nachzuordnen. Im Schritt S41 ermittelt die Recheneinrichtung 5' eine Abweichung 5S des Schliffs S der Walze 4 vom Soll- schliff S* der Walze 4. Im Schritt S42 ordnet die Recheneinrichtung 5 5' die Abweichung 5S der jeweiligen Schleifmaschine 11 zu, also derjenigen Schleifmaschine 11, von der der Schliff S auf die Walze 4 aufgebracht wurde. Weiterhin ist es in diesem Fall möglich, bereits beim Schleifen der Walze 4 mittels der Schreibmaschine 11 den tatsächlichen Schliff S zu erfassen und im Rahmen der erstmaligen Parametrierung des Modells 8 zu verwenden. Falls der tatsächliche Schliff S von der Schleifmaschine 11 erfassbar ist und eine entsprechende datentechnische Kopplung der Schleifmaschine 11 mit der Steu- ereinrichtung 5 und/oder der Recheneinrichtung 5' besteht, kann die Vorgabe der den Schliff S beschreibenden ersten Modellparameter PI auch automatisiert erfolgen, so dass eine spätere Korrektur nicht oder nur noch in geringem Umfang erforderlich ist.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, einen ersten Zeitpunkt Tl und einen zweiten Zeitpunkt T2 zu erfassen. Der erste Zeitpunkt Tl ist derjenige Zeitpunkt, zu dem die entsprechende Walze 4 vor dem Schleifen aus dem Walzgerüst 3 (oder einem anderen Walzgerüst 3) ausgebaut wurde. Der zweite Zeitpunkt T2 ist derjenige Zeitpunkt, zu dem die entsprechende Walze 4 in der Schleifmaschine 11 geschliffen wurde. In diesem Fall ist es entsprechend der Darstellung in FIG 7 beispielsweise möglich, in einem Schritt S43 die Differenz δΤ der beiden Zeitpunkte Tl, T2 zu ermitteln und damit diejenige Zeit, die zwischen dem Ausbauen der Walze 4 aus dem Walzgerüst 3 und dem Schleifen der Walze 4 mittels der Schleifmaschine 11 vergangen ist. In diesem Fall kann anhand der Abweichung 5S in einem Schritt S44 ein thermischer Schlifffeh- 1er 5S' ermittelt werden, der in einem Schritt S45 der genannten Zeit δΤ zugeordnet wird. Soweit bisher erläutert, werden die ersten Modellparameter PI (und gegebenenfalls auch die zweiten Modellparameter P2) zwar modellgestützt angepasst und adaptiert, die Anpassung und Adaptierung erfolgt jedoch stets, also unabhängig davon, wel- che Art die Eingangsprodukte 2 und/oder die Ausgangsprodukte 1 sind. Es ist jedoch ebenso möglich, dass in der Steuereinrichtung 5 mehrere Sätze von ersten Modellparametern PI (und gegebenenfalls auch von zweiten Modellparametern P2) vorhanden sind und dass das Modell 8 jeweils in Abhängigkeit von Eingangsgrößen E der Eingangsprodukte 2 und/oder von Soll- Ausgangsgrößen A* der Ausgangsprodukte 1 parametriert wird. In diesem Fall wird von der Steuereinrichtung 5 zum einen in Abhängigkeit von den Eingangsgrößen E und/oder den Soll-Ausgangsgrößen A* der jeweilige Satz von ersten Modellparametern PI (und gegebenenfalls auch von zweiten Modellparametern P2) ausgewählt. Zum anderen erfolgt auch die Optimierung der ersten Modellparameter PI (und gegebenenfalls auch der zweiten Modellparameter P2) jeweils nur innerhalb des jeweiligen Satzes von Parametern PI, P2.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. So können durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise insbesondere Modellparameter PI des Modells 8 optimiert werden, die mittels der konventionellen Vorgehensweise überhaupt nicht optimiert werden konnten. Konkret beim Walzen eines flachen Walzguts kann dadurch das Walzen des flachen Walzguts besser modelliert werden, so dass insbesondere ein verbessertes Profil P, eine verbesserte Kontur K und eventuell auch eine verbesserte Planheit F erreicht werden können. Die erfindungsgemäße Vor- gehensweise ist robust und führt zuverlässig zu einer exakten Modellierung der Anlage der Grundstoffindustrie.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Bezugszeichenliste

1 Ausgangsprodukte

2 Eingangsprodukte

3 Walzgerüste

4 Arbeitswalzen

5 Steuereinrichtung

5' Recheneinrichtung

6 Computerprogramm

7 Maschinencode

8 Modell

9 Optimierer

10 Walzenachse

11 Schleifmaschine

A Istgrößen

A' erwartete Größen

A* Soll-Ausgangsgrößen

B Istbetriebe

B* Sollbetriebe

b Breite

E Eingangsgrößen

EM Elastizitätsmodul

F, F* Planheiten

K, K* Konturen

Nl, N2 Endwerte

PI, P2 Modellparameter

P, P* Profile

R Radius

S, S* Schliff

Sl bis S45 Schritte

TC Parameter für durch die Temperatur bedingten

Einfluss auf die Kontur der Walze

Tl, T2 Zeitpunkte

WC Parameter für durch Verschleiß bedingten Einfluss auf die Kontur der Walze

X Ort in Richtung der Walzenachse

x Ort in Breitenrichtung eines flachen Walzguts Abstand

Dicke

Zähler

Abweichung

thermischer Schlifffehle Zeit