无缝钢管被广泛应用于汽车、航空、石油、化工、建筑、锅炉和军工等各个部门,在国民经济中具有很重要的地位,故被人们称为工业的血管。随着经济的快速发展,无缝钢管的使用领域在不断扩大,对产品质量的要求也越来越高。项目拟利用钢厂丰富的生产数据,对无缝钢管生产过程提出了一整套各工序的质量建模和控制方案,具体如下:(1)针对管坯穿孔过程的复杂性,可将其分为一次不稳定穿孔、稳定穿孔和二次不稳定穿孔三个子时段。针对穿孔生产时段建立多个预测模型,且每个预测模型包含当前时段及其之前全部子时段的数据特性。应用表明,基于步进子时段MICR方法模型比传统的MPLS模型具有更高的回归和预测精度,为斜轧穿孔生产的毛管质量的提高提供了更有效的手段。(2)连轧荒管生产过程是一种批量生产方式,属于快速间歇生产过程。针对连轧生产过程的多时段特性,将其分为咬钢、稳定轧制和抛钢三个子时段。提出了基于步进均值子时段MPLS方法,并利用其建立了荒管质量预测模型。应用表明,基于步进均值子时段MPLS方法模型比传统的MPLS模型具有更高的回归和预测精度,为连轧荒管质量的提高提供了更有效的手段。(3)无缝钢管减径生产过程是一个典型的快速间歇生产过程。减径生产过程的数据呈梯形分布。减径过程产品规格众多,单一模型难以反映生产实际,所以需要针对各种规格产品建立预报模型。同时由于生产产品规格经常变换,对于同一种规格的产品很难保证机架的调整与上次完全相同,这会引起模型出现一定的时变。针对这种多规格、时变、快速间歇生产过程的特点,提出了自适应RMPLS算法建立减径生产质量预报模型,在保证模型具有较高精度的情况下,具有更高的灵活性和自适应性。(4)为了便于实验研究,建立了各生产阶段的DEFORM仿真模型,便于批量产生数据,并验证建模和控制算法。