综合集成计算平台——宝钢股份中央研究院

2022-04-18 17:42:39 13

       目前在钢铁产品设计计算过程中涉及到多个商业计算软件,主要存在以下几个问题:

(1)这些软件彼此独立,在实际使用过程中并不能很好的利用各个软件中的输出结果;

(2)在产品设计过程中需要针对不同工艺成分进行计算,现有的商业软件基本只能进行单次计算,耗时耗力;

(3)对于产品开发的设计计算过程,很大程度上依赖于产品开发人员的经验,每个人的计算过程和计算效果都不一样,且没法进行保存,不便于知识积累。 

       综合集成计算平台项目的建设正是用于解决上述问题及困境。本项目旨在建设一个可集成现有部分软件用于统一化计算和管理的综合计算平台。该平台可以打通各个软件之间的壁垒,并把所有软件 集成在一个界面中,可进行批量计算、自动输出结果和报告,并可以记录有经验产品开发人员的设计过程。

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       平台使用软件工程中快速原型方法(Rapid Prototyping)来进行设计和开发,开发设计过程遵 循自顶向下、逐步求精的原则进行;平台构架设计中充分采用模块化设计方法以确保平台具有较好的 易用性和可扩展性,实现平台模块间的松散耦合以及各个模块的功能内聚;采用防御式编程方法 (Defensive Programming)建立完善的平台错误提示和处理机制,从而保证平台有良好的稳定性和鲁棒性;使用统一可靠的数据存储结构,便于计算结果的外部处理和分析。

       平台采用 B/S 架构作为系统总体架构,即浏览器请求,服务器响应的工作模式。平台采用通用编 程语言 Python 进行总体框架搭建,采用中央集合的平台工程化思想,实现功能模块化,按照模块化结构进行设计,各模块通过统一的数据核心进行数据共享和传递,从而减少数据冗余,提高运行效率, 同时方便用户使用、修改和增减。平台使用 Django 作为总体 Web 开发过程框架,选用 PostgreSQL 作为数据库管理软件。平台集成的材料计算软件包括 Thermo-Calc、JMatPro、FactSage 三款。

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       平台按照横向和纵向两个维度实现结构模块化:横向为过程向,按照不同的过程阶段分为炼钢模块、连铸模块、热轧模块、冷轧模块共四个模块;纵向为功能向,按照不同的功能实现分为前端界面模块、权限管理模块、资源管理模块、项目管理模块、数据管理模块、知识管理模块共六个模块。 

       平台以纵向功能模块为基础进行数据流传递和处理,并充分考虑各横向过程模块的特点和差异。 在权限管理、资源管理、数据管理和知识管理四个纵向模块中,平台基于统一的功能提供不同横向模 块不同的特异化配置;而在项目管理模块中,平台基于不同的横向模块提供不同的计算相关功能。 

       平台提供统一的用户登录界面为综合集成计算平台的初始界面,在该页面下提供了用户登录认证、用户注册等功能。在项目管理功能区域内,平台按照炼钢、连铸、热轧、冷轧四个模块组织计算功能,实现各计算任务的设置、提交、结果获取全流程集成管理。针对平台项目管理区域内的每一个功能,均根据功能的实际计算需求设计专门的计算参数设置界面,用户可以快速完成计算任务设置并一键提交计算。平台的计算监控界面能够实现对整个平台计算软硬件资源使用情况以及计算队列情况的查看 和管理,包括软件授权情况、计算队列操作及历史记录数据等。

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       对于计算队列中需要执行的计算任务,平台会自动将计算参数生成配置文件并发送给计算模块,由计算模块调用软件完成计算,并返回计算结果。平台结果查询页面能够对权限内的计算任务状态进行查看。对于已完成的计算任务,支持获取并查看计算结果、对结果进行筛选分析以及保存到知识库。 对于完成的计算任务,平台支持提取计算设置参数和筛选分析后的结果保存到知识库。在用户界面上,知识内容将以计算报告的形式展示。为了便于快速进行计算,平台提供了材料数据库功能,可以将材 料成分或材料成分范围添加到材料数据库中,并在配置计算任务时快速获取材料数据。同时,管理员用户能够访问平台后台管理页面,实现对用户账号、用户权限、软件计算资源、材料数据库、知识库等的后台管理功能。

       了解关于平台的更多信息,请点击下载。