中國冶金報報道組
報道組成員：劉加軍、徐可可、王志、賈林海、藍義高
本篇執筆：賈林海
利用AI（人工智能）識別鋼坯進(jìn)出爐情況、依托5G技術(shù)連接生產(chǎn)全要素、佩戴VR（虛擬現實(shí)）設備進(jìn)行檢修……走進(jìn)江蘇永鋼集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)永鋼），智慧煉鐵、智慧煉鋼、智慧軋鋼、智慧物流，智造場(chǎng)景遍地開(kāi)花。
近年來(lái)，永鋼精準把握數字經(jīng)濟新賽道，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據等新興技術(shù)與鋼鐵主業(yè)深度融合，在數智化轉型方面走在行業(yè)前列。過(guò)去的一年里，永鋼累計獲得國家級、省級數智能化榮譽(yù)19項。
日前，《中國冶金報》記者一行走進(jìn)永鋼，探尋其以智慧制造賦能鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展的奧秘。
圖為永鋼廠(chǎng)區
當“示范”，靠什么？
2023年10月份，工信部公示了2023年度智能制造示范工廠(chǎng)擬揭榜單位，永鋼特種合金棒材智能制造示范工廠(chǎng)入選，成為永鋼數字化轉型工作邁上新臺階的有力見(jiàn)證。
成績(jì)遠不止于此。截至目前，永鋼建成1個(gè)國家級智能制造示范工廠(chǎng)、3個(gè)國家級5G全連接工廠(chǎng)、2個(gè)江蘇省智能制造示范工廠(chǎng)、1個(gè)江蘇省互聯(lián)網(wǎng)標桿工廠(chǎng)、7個(gè)江蘇省智能制造示范車(chē)間，獲評為工信部大數據應用試點(diǎn)示范項目、江蘇省“兩化融合”示范企業(yè)……
如此多的“示范”傍身，永鋼憑借什么？在永鋼特種合金棒材智能制造示范工廠(chǎng)，《中國冶金報》記者找到了答案。
圖為永鋼數字孿生工廠(chǎng)
“叮咚！”永鋼云商平臺頁(yè)面上彈出一個(gè)新訂單，有客戶(hù)想要采購一批特種合金棒材。隨即，特種合金棒材智能制造示范工廠(chǎng)便開(kāi)始運轉，根據客戶(hù)需求制訂個(gè)性化生產(chǎn)方案，智能生成原材料采購、生產(chǎn)排期計劃、標準化工藝管理……客戶(hù)只需一鍵下單，就能量身定制所需產(chǎn)品，“要煉什么樣的鋼，客戶(hù)說(shuō)了算”。
2020年，永鋼啟動(dòng)特種合金棒材智能制造示范工廠(chǎng)項目，以實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程全流程一體化管控。
“這個(gè)項目涵蓋數十個(gè)應用場(chǎng)景，串聯(lián)起質(zhì)量管控、計劃調度、生產(chǎn)作業(yè)、設備管理、能源管理、安全管理、環(huán)保管理等十余項業(yè)務(wù)環(huán)節?！庇冷擖h委書(shū)記、總裁吳毅告訴《中國冶金報》記者。
當特種合金棒材開(kāi)啟生產(chǎn)之路，“沿途”所有車(chē)間的智能化平臺就已經(jīng)準備就緒，智慧料場(chǎng)、煉鐵、煉鋼、軋鋼，智能精整熱處理、精準配送……智造統領(lǐng)鋼鐵生產(chǎn)全局。
“以質(zhì)量管控為例，以往，鋼坯需要人工測量和肉眼觀(guān)察產(chǎn)品質(zhì)量，這對崗位人員的技能、經(jīng)驗水平有著(zhù)較高要求，檢驗結果的實(shí)時(shí)性、客觀(guān)性、樣本覆蓋面等無(wú)法全面滿(mǎn)足精益生產(chǎn)的需要?！庇冷摳笨偛贸逃抡f(shuō)道。
如今，特種合金棒材智能制造示范工廠(chǎng)借助5G、AI視覺(jué)分析等數字技術(shù)，通過(guò)低倍組織AI自動(dòng)檢測等子系統，可以精準、智能檢測產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現檢測效率和產(chǎn)品質(zhì)量“雙提升”。
各類(lèi)專(zhuān)利
僅在這一生產(chǎn)環(huán)節中，永鋼就形成了《一種基于機器視覺(jué)的鋼材低倍數字化檢測方法》《一種鋼材低倍缺陷組織自動(dòng)成像及檢測分析裝置》等13項專(zhuān)利。
智慧管控還體現在綠色生產(chǎn)上。通過(guò)大數據技術(shù)集成的碳排放監測平臺、數據中臺等，永鋼可以實(shí)時(shí)統計燒結、球團、煉鐵、煉鋼等主要工序的碳排放數據，并同步監控焦、煤、電等30多類(lèi)能源使用，為生產(chǎn)工序優(yōu)化提供數據分析支撐，助力全流程降碳3%。
“在整個(gè)項目中，我們導入了AI模型、時(shí)空融合數字孿生模型、工藝及研發(fā)仿真模型、業(yè)務(wù)流程模型、機理模型、數據算法模型、邊緣側控制模型等414個(gè)工業(yè)模型，參與現場(chǎng)過(guò)程控制的計算與反饋?！庇冷摂底只块T(mén)相關(guān)負責人介紹。
據統計，特種合金棒材智能制造示范工廠(chǎng)項目讓生產(chǎn)效率、能源利用率提高了12%以上。同時(shí)，通過(guò)打通“冶煉—連鑄—軋制—熱處理”等工藝流程，產(chǎn)品研發(fā)周期也縮短了近40%。
如今在永鋼，智能化浪潮從線(xiàn)上向線(xiàn)下奔涌，一場(chǎng)場(chǎng)數字技術(shù)與鋼鐵產(chǎn)業(yè)的化學(xué)反應正在加速上演。
用AI慧眼識“鋼”
近年來(lái)，AI技術(shù)飛速發(fā)展，在重塑人類(lèi)生活方式的同時(shí)，也深刻改變了工業(yè)生產(chǎn)，AI助力下的鋼鐵自動(dòng)化、數字化、智能化生產(chǎn)成為發(fā)展新趨勢。
在推動(dòng)AI賦能工業(yè)生產(chǎn)方面，永鋼也做出了不俗的成績(jì)。
“以前，在鋼坯進(jìn)行軋制前，需要將其送入加熱爐加熱。在鋼坯出入爐部分通常需要人工觀(guān)察鋼坯位置、形狀等，以保證鋼坯正常出入加熱爐?！背逃赂嬖V《中國冶金報》記者，“靠工人眼睛長(cháng)時(shí)間盯著(zhù)，強度很大，如果沒(méi)能及時(shí)發(fā)現鋼坯料彎、料斜等情況，就會(huì )影響加熱爐正常進(jìn)出鋼節奏，導致生產(chǎn)誤時(shí)?！?/div>
為解決這一問(wèn)題，2022年7月份，永鋼數字創(chuàng )新部、普鋼棒材分廠(chǎng)聯(lián)動(dòng)上線(xiàn)了自動(dòng)裝出爐控制優(yōu)化信息化改造項目。通過(guò)AI視覺(jué)技術(shù)，替代人工對出爐鋼坯的異常情況加以識別，為現場(chǎng)自動(dòng)化控制系統提供進(jìn)出鋼輔助控制信號。
“我們不斷為AI機器視覺(jué)豐富樣本數據，讓AI深度學(xué)習、訓練、調整模型，最終優(yōu)化得到最佳模型?！庇冷摂底只块T(mén)相關(guān)負責人介紹，在生產(chǎn)過(guò)程中，AI會(huì )將鋼坯進(jìn)出爐識別結果輸出給自動(dòng)化控制程序，鋼坯進(jìn)出爐到位時(shí)，控制程序自動(dòng)進(jìn)行下一步操作；鋼坯進(jìn)出爐異常時(shí)，控制程序會(huì )發(fā)出預警，提醒工作人員及時(shí)人工干預。
不僅如此，通過(guò)AI視覺(jué)技術(shù)，技術(shù)人員還能分析信號并記錄，回溯異常發(fā)生時(shí)的情況，找到原因并生成數據樣本建入AI模型，進(jìn)一步優(yōu)化模型效果，提高生產(chǎn)效率。
圖為永鋼智能車(chē)間
AI，讓永鋼更聰明地煉鋼。目前，永鋼普鋼棒材分廠(chǎng)車(chē)間自動(dòng)裝出爐輔助控制已平穩運行，出爐輥道鋼坯和爐內鋼坯料識別準確率都達到95%以上，不僅縮短了鋼坯進(jìn)出爐用時(shí)，提高了單位時(shí)間內鋼坯處理數量，穩定了鋼坯進(jìn)出爐節奏，還實(shí)現了精準測控，進(jìn)一步保證了產(chǎn)品軋制質(zhì)量。
“接下來(lái)，我們將以生產(chǎn)需求為導向，持續推動(dòng)AI視覺(jué)與智能制造深度融合，在現場(chǎng)管理、身份識別、產(chǎn)品數量及缺陷檢測等方面做出更多可行性嘗試?！眳且惚硎?。
5G點(diǎn)亮未來(lái)鋼廠(chǎng)
2023年7月份，江蘇省蘇州市工信局發(fā)布了2023年度蘇州市5G全連接工廠(chǎng)項目公示名單，永鋼固廢循環(huán)利用5G全連接工廠(chǎng)項目入圍。
5G全連接工廠(chǎng)是指利用以5G為代表的新一代信息通信技術(shù)集成，打造新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施，新建或改造生產(chǎn)現場(chǎng)，形成生產(chǎn)單元廣泛連接、信息（IT）運營(yíng)（OT）深度融合、數據要素充分利用、創(chuàng )新應用高效賦能的先進(jìn)工廠(chǎng)。
近年來(lái)，永鋼著(zhù)力推動(dòng)“5G+制造”，在自動(dòng)化、信息化、數字化、智能化方面加強建設，使生產(chǎn)現場(chǎng)變得井然有序、智能高效。
圖為永鋼固廢利用智能工廠(chǎng)
走進(jìn)永鋼固廢循環(huán)利用5G工廠(chǎng)，在冶金塵泥加工車(chē)間，《中國冶金報》看到操作員正坐在中控室，遠程操控車(chē)間設備運行，了解生產(chǎn)進(jìn)程，觀(guān)察設備運行狀態(tài)、環(huán)保檢測等信息。
通過(guò)應用5G技術(shù)，永鋼固廢循環(huán)利用5G工廠(chǎng)不僅有效提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本、提升了安全管控水平，還實(shí)現了資源優(yōu)化調度和有效管理。
來(lái)到工廠(chǎng)中控室，《中國冶金報》記者只見(jiàn)大屏駕駛艙系統將項目中重點(diǎn)數據以?xún)x表盤(pán)、曲線(xiàn)圖、柱狀圖等可視化方式動(dòng)態(tài)展示，方便工作人員實(shí)時(shí)觀(guān)察設備運行狀態(tài)、環(huán)保檢測等各種參數的變化，項目狀況一目了然。
“我們還研發(fā)了設備狀態(tài)監控的故障預測、微檢修、VR（虛擬現實(shí)）檢修、人員定位健康監控等系統，有效實(shí)現了對人和物的安全進(jìn)行分析、評估、預防、規避，大幅提高了安全生產(chǎn)水平?！背逃陆榻B。
圖為數字巡檢
《中國冶金報》記者發(fā)現，廠(chǎng)區里幾乎看不到忙碌的工人，安全員只需戴上VR眼鏡就能“云到達”車(chē)間，化身“數字巡檢員”，不一會(huì )便可完成全廠(chǎng)區安全檢查，省時(shí)省力又方便。
工廠(chǎng)建設的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有了5G等技術(shù)鏈接，實(shí)現了各層級資源間的信息交互，在數據匯集基礎上，永鋼還開(kāi)發(fā)了MES（數字化制造執行系統）、質(zhì)量管理、設備管理等系統，并覆蓋工廠(chǎng)生產(chǎn)制造全過(guò)程，推動(dòng)工序能耗穩步下降至設計水平的70.7%。
5G全連接工廠(chǎng)實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )化的監督管理制度，進(jìn)一步增強安全保障，讓生產(chǎn)運營(yíng)更有前瞻性和協(xié)同性。單個(gè)生產(chǎn)環(huán)節的數據通過(guò)智能采集，與工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò )全部打通，克服了孤島式、單工序“單打獨斗”的問(wèn)題解決模式。
“接下來(lái)，永鋼將利用云計算、大數據、AR等先進(jìn)技術(shù)，讓更多5G應用成為生產(chǎn)運營(yíng)的加速器，賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?！背逃卤硎?。
“我們的總體目標是基于數字化轉型，實(shí)現‘跨產(chǎn)業(yè)、跨要素、跨界面、跨空間’的融合與協(xié)同，同時(shí)以利潤增長(cháng)為中心，以效率、效益為根本，成本持續降低、效率持續提升、風(fēng)險持續可控、數據持續變現、健康持續順行、市場(chǎng)持續增長(cháng)，促進(jìn)競爭力持續提升?！眳且阏f(shuō)道。
甩掉傳統標簽，打造“智造”名片。通過(guò)智能化改造、數字化轉型，永鋼把互聯(lián)網(wǎng)、大數據等新技術(shù)與生產(chǎn)制造、管理機制進(jìn)行深度融合，走出了一條以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化的新型工業(yè)化道路。
智慧鋼廠(chǎng)，就是永鋼模樣。
來(lái)源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯：張雨恬
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