中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 柳琴聲 報道
孫遠平 攝影
走進(jìn)智慧鋼城
聚焦生產(chǎn)流程、質(zhì)量控制、工藝改進(jìn)等,以數字化、信息化、智能化為實(shí)施路徑,通過(guò)數據驅動(dòng)和模型支撐,實(shí)現自主決策,持續優(yōu)化,全力打造“高效、精簡(jiǎn)、集成、少人”的現代工業(yè)控制體系智慧鋼廠(chǎng)。近年來(lái),漣鋼不斷加快向鋼鐵智造推進(jìn)的轉型步伐,讓鋼鐵制造更安全、更高效、更環(huán)保。

漣鋼鋼鐵研究院
01 精細化管控 構建鋼鐵“最強大腦”
如何把智能制造融入鋼鐵生產(chǎn)全流程和智能決策過(guò)程中,做到“精準、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、環(huán)?!?,漣鋼積極推進(jìn)數字化改造,以信息支撐、智能引領(lǐng),全力推進(jìn)智能制造。而漣鋼智能制造三大中心成為漣鋼全面提升發(fā)展質(zhì)量的重要標志。

設備智能運維中心
在漣鋼設備智能運維中心,設備管理人員透過(guò)大屏幕,就能了解到全公司重點(diǎn)設備的運行情況。將10個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)、42條生產(chǎn)線(xiàn)、400多臺套關(guān)鍵設備安裝傳感器,實(shí)時(shí)收集設備運行數據,通過(guò)對數據信息進(jìn)行綜合分析計算、智能規則模型判斷、劣化趨勢分析,提供準確的預警信息,有效地解決了不能及時(shí)對設備進(jìn)行有效維護的難題。實(shí)現設備全流程智能運維,漣鋼設備維護非計劃停機時(shí)間下降5%以上,點(diǎn)巡檢負荷量下降30%以上,設備運維成本降低10%以上,有效提高了勞動(dòng)效率。

智能協(xié)同管控中心
智能協(xié)同管控中心則是漣鋼生產(chǎn)調度及事故應急的指揮中心。中心配套60余平方米的高清晰度LED大屏,能夠實(shí)時(shí)直觀(guān)地監控漣鋼全流程生產(chǎn)的物質(zhì)流、能量流和信息流,并具有跟蹤與數據分析功能。打破原有“信息孤島”的工作模式,實(shí)現過(guò)程信息共享。應用互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數據分析技術(shù)對信息進(jìn)行集成,以關(guān)鍵數據分析、工藝過(guò)程分析、視頻分析“三合一”來(lái)實(shí)現生產(chǎn)組織、應急處置等高效協(xié)同,提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

云數據中心
2020年漣鋼完成云數據中心及私有云平臺建設。漣鋼云數據中心按照國標A級標準設計、建設,PUE值小于1.5。數據中心規劃存儲可用容量已達PB級,這里不僅是漣鋼智能制造、數字化經(jīng)營(yíng)的指揮大腦,也為漣鋼的數字化、信息化、智能化、智慧化提供海量的數據服務(wù)、云計算及快捷的業(yè)務(wù)交付服務(wù)。
充分利用新一代信息技術(shù),以覆蓋生產(chǎn)全流程的實(shí)時(shí)數據采集與可視化生產(chǎn)管控系統為基礎,目前,漣鋼精益智造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已建成投運,這一企業(yè)級精益智造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實(shí)現了研產(chǎn)銷(xiāo)一體化協(xié)同及生產(chǎn)過(guò)程的精細化管控。從合同訂立、生產(chǎn)計劃、原料采購、制造、檢驗、發(fā)運一直到合同結算,云計算和大數據構建起“指尖上的鋼鐵”,各級管理人員可實(shí)時(shí)掌握現場(chǎng)的狀況以及訂單進(jìn)度、產(chǎn)品品質(zhì)等信息?!皩雀咝f(xié)同、對外快速響應”, 堅持“以客戶(hù)為中心”理念,漣鋼同時(shí)與下游用戶(hù)共同構建智慧供應鏈,通過(guò)供應鏈實(shí)現高效協(xié)同,實(shí)現了與上下游供應商、客戶(hù)的全程、在線(xiàn)、快速、閉環(huán)服務(wù),更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求,提升了客戶(hù)滿(mǎn)意度。
精細管控的信息化建設,為漣鋼智能制造奠定了堅實(shí)的基礎。
02 深度集成“智能工廠(chǎng)” 生產(chǎn)現場(chǎng)少人化
鋼鐵行業(yè)一直是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。開(kāi)拓以智能化為支撐的高質(zhì)量發(fā)展之路,漣鋼持續對生產(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化改造與探索,以實(shí)現工廠(chǎng)可視化、透明化、精細化管理為目標,打造生產(chǎn)現場(chǎng)少人化、“物聯(lián)網(wǎng)、智能控制和自動(dòng)化生產(chǎn)”為一體的智能工廠(chǎng)。
作為當前亞洲單體規模最大的熱處理板廠(chǎng),漣鋼熱處理板廠(chǎng)建成投產(chǎn)以來(lái),不僅工藝技術(shù)領(lǐng)先行業(yè)一流水平,其自動(dòng)化、信息化、智能化的深度集成也備受矚目。在這里,基于新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù),以搬運機器人、智能天車(chē)、全自動(dòng)正火爐、淬火機、回火爐、矯直機等自動(dòng)化裝備為載體,搭建了生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化集成系統,生產(chǎn)、設備、物流、質(zhì)量、能源信息集中監控與一體化管理,生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化控制。數千平方的廠(chǎng)房?jì)?,基本看不到操作工人的身影。在疫情期間,因為大部分自動(dòng)化操作,熱處理車(chē)間的生產(chǎn)也基本沒(méi)受到影響。

智能協(xié)同管控中心內部
著(zhù)力打造生產(chǎn)線(xiàn)現場(chǎng)少人化、操作遠程化、數據分析智能化的智能化樣板車(chē)間,漣鋼從研發(fā)設計、生產(chǎn)設備、制造流程和管理軟件四個(gè)方面,在冷軋板廠(chǎng)鍍鋅生產(chǎn)線(xiàn)搭建了高端板材制造智能化數字化平臺。
運用新一代數學(xué)模型、機器視覺(jué)技術(shù)、大數據智能分析技術(shù),冷軋鍍鋅機組數字孿生平臺以數字化工藝模型為基礎,建立數字孿生可視化平臺,直觀(guān)展現機組生產(chǎn)實(shí)績(jì)信息,關(guān)鍵生產(chǎn)參數和生產(chǎn)運行數據的最新數據,實(shí)時(shí)展示設備運動(dòng)狀態(tài)及關(guān)鍵運行參數。在冷軋集控中心的屏幕上,當班職工就能詳細了解和查看到生產(chǎn)工序作業(yè)情況、工藝控制變化等關(guān)鍵分析數據;而將各個(gè)實(shí)物鋼卷所涵蓋的各項數據收集整理成統一的鋼卷數據集合,為產(chǎn)品回溯、分析與挖掘提供詳細的數據支撐,成為了冷軋生產(chǎn)智能化最關(guān)鍵的一步。
智能車(chē)間生產(chǎn)的自動(dòng)化、信息化、數據化整合應用,不僅為漣鋼節省了大量的人力資源成本,而且還大大提高了生產(chǎn)效率,為生產(chǎn)管理提供了便利,也更加確保了漣鋼質(zhì)量的穩定性。
漣鋼在煉鐵建立的設備運行狀態(tài)可靠性管理系統,運用信息化、網(wǎng)絡(luò )化、大數據分析等手段,通過(guò)對高爐各個(gè)設備運行過(guò)程參數的記錄、診斷、分析,進(jìn)而實(shí)現設備故障的在線(xiàn)診斷,操作過(guò)程記錄、設備運行異常狀況預警等功能,確保了高爐設備運行狀態(tài)的智能動(dòng)態(tài)管理,為高爐爐況穩順提供了保障。
03 與生產(chǎn)深度融合 探索“鋼鐵智造”
在漣鋼210轉爐廠(chǎng),從煉鋼的第一個(gè)流程加入鐵水開(kāi)始,到中途的合金添加、熔劑加入,煉鋼的各環(huán)節都全部由計算機全流程控制,實(shí)現了由“一鍵式”煉鋼升級到把煉鋼模型、合金模型等集成到自主開(kāi)發(fā)平臺上進(jìn)行大數據跟蹤、分析的智能煉鋼。
通過(guò)自我完善數據積累的控制模型,智能煉鋼不僅減少了人工干預,而且能夠實(shí)時(shí)地對數據進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn),適時(shí)調整運行數據達到最佳冶煉目標,即使原料條件變化,均可實(shí)現全程無(wú)干預智能化冶煉。智能煉鋼促進(jìn)了210轉爐廠(chǎng)精準高效生產(chǎn),該廠(chǎng)多項技術(shù)經(jīng)濟指標領(lǐng)先行業(yè)先進(jìn)水平。
將智能制造融入生產(chǎn)全流程, 近年來(lái),漣鋼積極推進(jìn)智能化升級、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數字孿生、AI智能、機器人替代等技術(shù)應用,實(shí)現鋼鐵“智能制造”,有效推進(jìn)了生產(chǎn)效率提升和產(chǎn)品質(zhì)量改善。
利用大數據分析,為生產(chǎn)提供了科學(xué)指導和決策支持,漣鋼針對產(chǎn)品質(zhì)量提升,建立了鋼鐵全流程一體化質(zhì)量管控系統,通過(guò)建設全流程工藝質(zhì)量在線(xiàn)監控和離線(xiàn)分析診斷系統,集成生產(chǎn)過(guò)程中設備與業(yè)務(wù)系統數據,實(shí)現業(yè)務(wù)與資源的智能管理,形成新型制造系統的數字化神經(jīng)中樞,在對生產(chǎn)現場(chǎng)“人機料法環(huán)測”各類(lèi)數據的全面采集和深度分析基礎上,及時(shí)發(fā)現導致生產(chǎn)瓶頸與產(chǎn)品缺陷的深層次原因,來(lái)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。這一系統上線(xiàn)運行以來(lái),有效促進(jìn)了工序過(guò)程質(zhì)量控制標準的建立與完善,大幅降低了員工的勞動(dòng)強度,提高了產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量和質(zhì)量穩定性。
工業(yè)機器人集成應用,減輕生產(chǎn)一線(xiàn)工人勞動(dòng)強度,消除生產(chǎn)過(guò)程中操作風(fēng)險,提高生產(chǎn)效率,是漣鋼推進(jìn)智能制造服務(wù)于生產(chǎn)的重要舉措。積極開(kāi)展機器替代人操作的研發(fā)和應用,漣鋼已成功研發(fā)、應用冷軋撈渣機器人、一煉軋平整噴碼機器人、2250熱噴碼機器人、熱處理搬運機器人、棒材廠(chǎng)焊牌機器人等一大批機器代人應用。對于重復性強、勞動(dòng)強度高的崗位和有毒有害氣體和高溫惡劣環(huán)境作業(yè)的崗位廣泛開(kāi)展機器代人,不僅可以大大減輕勞動(dòng)者強度,避免重復勞動(dòng)造成傷害,提高作業(yè)標準和勞動(dòng)效率;對于質(zhì)量檢測、溫度測量、樣品檢測等標準作業(yè),還可以避免人為失誤造成誤判、錯判、測量不準確等,有利于實(shí)現標準化作業(yè)。智能制造為漣鋼高效生產(chǎn)注入了新動(dòng)能。
04 “智慧鋼城” 未來(lái)可期
智能制造,涉及到自動(dòng)化、數字化、智能化,將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數據、智能制造等與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)全流程深度融合,推動(dòng)管理、技術(shù)和經(jīng)營(yíng)模式創(chuàng )新,贏(yíng)得市場(chǎng),漣鋼不斷探索“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造”模式,為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入了內生動(dòng)力。

撈渣機器人
智能制造涉及自動(dòng)化、機器人、信息化等技術(shù)領(lǐng)域,涉及生產(chǎn)、質(zhì)量、設備、能源等管理業(yè)務(wù)。漣鋼是國家863計劃計算機集成制造系統(CIMS)應用示范企業(yè),是國內第一家成功上線(xiàn)SAP公司ERP系統的鋼鐵企業(yè),已構建并不斷完善了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)、供應、銷(xiāo)售、質(zhì)量一體化管理所需的L1-L5 五層信息化架構體系,產(chǎn)線(xiàn)高度自動(dòng)化,堅實(shí)信息化和自動(dòng)化基礎,成為了漣鋼智能制造建設和發(fā)展的催化劑。
但智能制造不是某一項或某幾項技術(shù)的簡(jiǎn)單組合,是新一代IT/OT技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的有機融合,是裝備、軟件、網(wǎng)絡(luò )、標準等相關(guān)要素的系統集成。要深入推進(jìn)智能制造,必須錘煉一支既精通信息技術(shù)又懂鋼鐵制造技術(shù)的人才隊伍,同時(shí)也要建立深刻掌握行業(yè)知識和管理知識的系統解決方案的合作伙伴聯(lián)盟。漣鋼通過(guò)加強內部培養、產(chǎn)學(xué)研合作、服務(wù)外包等多種形式,為智能化改造升級提供保障。漣鋼與華為、北科大、中國移動(dòng)等國內知名企業(yè)深度合作,推進(jìn)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設,利用5G無(wú)人天車(chē)+智能庫管、5G+產(chǎn)線(xiàn)集中板坯表面缺陷機器視覺(jué)檢測應用、5G+智能安防與移動(dòng)檢維、5G+遠程操控等新技術(shù)應用積極推進(jìn)5G+智能工廠(chǎng)的建設。
推動(dòng)智慧鋼城落地,需要跨學(xué)科、多門(mén)類(lèi)的專(zhuān)業(yè)知識跨界融合,因此也需要多種類(lèi)型、不同層次的智能制造專(zhuān)業(yè)人才。筑巢引鳳,引進(jìn)頂尖人才,漣鋼構建人才高地,大力建設有層次、有梯度、銜接合理的崗位序列。目前漣鋼已引進(jìn)近40名博士,多名行業(yè)專(zhuān)家作為學(xué)科帶頭人,同時(shí)建立了超100人的智能制造專(zhuān)業(yè)人才團隊。
在兩眼向內的同時(shí),漣鋼加大了與外合作力度,通過(guò)建設高效的合作伙伴聯(lián)盟,力助智能制造快速推進(jìn)。漣鋼與寶信、寶武、川儀、華為、聯(lián)想、中南大學(xué)、東北大學(xué)、北京科技大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)等優(yōu)秀企業(yè)及重大高校開(kāi)展深度合作,合作共建產(chǎn)、學(xué)、研新平臺。
全力打造全流程數字化智能工廠(chǎng),由傳統制造向數字化、信息化、智能化轉變。漣鋼智能制造取得了豐碩成果,在為企業(yè)轉型升級、提質(zhì)增效的高質(zhì)量發(fā)展注入強勁動(dòng)能的同時(shí)也為行業(yè)做出示范。漣鋼利用應力波技術(shù)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵裝備故障預測與健康管理系統榮獲2021年鋼鐵行業(yè)設備管理與技術(shù)創(chuàng )新成果一等獎;《設備在線(xiàn)診斷與智能運維系統建設》項目獲評2021年湖南省數字新基建標志性項目,《漣鋼精益智造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺》獲2021年省級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺示范項目。
加快信息化、智能化建設,漣鋼職工工作環(huán)境進(jìn)一步改善,勞動(dòng)生產(chǎn)率提高。產(chǎn)品結構由“優(yōu)鋼”向“特鋼”領(lǐng)域加快轉型。2021年,漣鋼累計研發(fā)新產(chǎn)品49個(gè),新增替代進(jìn)口品種 17個(gè),高端品種比達到35%,板材品種比超過(guò)75%,35項主要技術(shù)經(jīng)濟指標進(jìn)入行業(yè)前五,10項位列第一。漣鋼的薄規格熱處理工程機械用鋼、耐磨鋼、鋸片鋼等“三大核心產(chǎn)品”國內市場(chǎng)占有率均達到70%以上。
緊密?chē)@信息化、智能化發(fā)展整體規劃,開(kāi)展補強投資。目前漣鋼數字化、智能化提升改造仍在步履鏗鏘、緊密推進(jìn),積累工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數據、云計算等信息技術(shù)在企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設計、能源管控、基于工序的精益制造管理、質(zhì)量控制、銷(xiāo)售服務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理、財務(wù)共享等全流程和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同應用經(jīng)驗,同時(shí)不斷在數字孿生、工業(yè)軟件、工業(yè)大數據、智能控制、智能裝備、無(wú)人工廠(chǎng)、示范工廠(chǎng)等領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)或產(chǎn)品的補強投資、不斷提升智能工廠(chǎng)整體解決方案能力,漣鋼,一座鋼鐵的智慧之城,正奮力崛起!