本報實(shí)習記者 楊?lèi)?/b>
“數字化概念在工業(yè)4.0時(shí)代得到了大范圍傳播,特別是歐盟于2020年3月份發(fā)布‘歐洲工業(yè)新戰略’,明確了歐洲工業(yè)新戰略的未來(lái)愿景:具有全球競爭力和世界領(lǐng)先地位的工業(yè)、為氣候中和鋪平道路的工業(yè)、塑造歐洲數字未來(lái)的工業(yè)。另外,數字化轉型也是歐盟實(shí)施‘綠色新政’的關(guān)鍵舉措?!?2月18日,意大利中部時(shí)間9時(shí)30分(北京時(shí)間16時(shí)30分),中國寶武歐洲研發(fā)中心主任劉獻東在由中國寶武歐洲研發(fā)中心主辦,寶鋼金屬意大利寶瑪克承辦的AI機器人以及汽車(chē)零部件制造應用討論會(huì )上,詳細介紹了歐盟鋼鐵工業(yè)數字化轉型目前面臨的主要挑戰及發(fā)展現狀,并針對機器人應用前景做出了簡(jiǎn)要分析。
從“四個(gè)維度”挑戰看三大類(lèi)項目
劉獻東表示,歐盟數字化轉型目前主要面臨垂直集成、水平集成、生命周期集成、橫向集成4個(gè)維度的挑戰。其中,垂直集成,即從傳感器到ERP(企業(yè)資源計劃)系統、經(jīng)典自動(dòng)化級別的系統集成;水平集成,即整個(gè)生產(chǎn)鏈中的系統集成;生命周期集成,即從基礎工程到退役的整個(gè)工廠(chǎng)生命周期的集成;橫向集成,即基于鋼鐵生產(chǎn)鏈之間的決策,并考慮到技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境等方面因素。
據他介紹,為積極應對以上4個(gè)維度的挑戰,目前歐盟鋼鐵行業(yè)數字化轉型項目主要分為三大類(lèi)。
第一類(lèi)是數字化研究活動(dòng)和技術(shù)賦能開(kāi)發(fā)項目,包括物聯(lián)網(wǎng)、大數據和云計算、自組織生產(chǎn)、生產(chǎn)線(xiàn)模擬、智能供應鏈網(wǎng)絡(luò )、垂直和水平整合等。
第二類(lèi)是煤炭和鋼鐵科研基金資助的項目,其中德國鋼鐵協(xié)會(huì )下屬鋼鐵研究中心、圣安娜(Sant' Anna)、蒂森克虜伯(下稱(chēng)蒂森)、安賽樂(lè )米塔爾(下稱(chēng)安米)、塔塔鋼鐵、蓋爾道、奧鋼聯(lián)等是該類(lèi)項目的主要參與者。
第三類(lèi)是其他歐盟針對鋼鐵行業(yè)的數字化轉型與低碳技術(shù)研發(fā)的資助計劃,例如“第七框架計劃”“歐洲地平線(xiàn)計劃”。
從重點(diǎn)企業(yè)看歐盟鋼鐵“智造”進(jìn)程
劉獻東表示,歐盟鋼鐵行業(yè)在數字化領(lǐng)域開(kāi)展了多個(gè)系列研發(fā)項目。目前,包括安米、蒂森和塔塔鋼鐵等在內的越來(lái)越多的歐盟鋼鐵企業(yè)都相繼投入到了數字化轉型浪潮中。
安米采取的主要措施為建立數字卓越中心,應用工業(yè)無(wú)人機,實(shí)施人工智能、數字孿生項目等。據劉獻東介紹,安米目前正在其全球各地的生產(chǎn)基地建立配套的數字卓越中心,以使各種新技術(shù)更快地應用到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。同時(shí),該公司已將無(wú)人機應用于設備維護操作和能源利用情況追蹤,以提高設備操作安全性,最大限度地減小員工安全風(fēng)險,同時(shí)提高能源利用效率和生產(chǎn)效率;該公司位于美國、加拿大和墨西哥的拼焊廠(chǎng)目前已經(jīng)實(shí)現了完全機器人化,不僅提高了產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量,而且幫助下游客戶(hù)實(shí)現了“擴大生產(chǎn)規?!钡男枨?。
蒂森目前重點(diǎn)開(kāi)展的數字化轉型項目包括產(chǎn)品與生產(chǎn)過(guò)程“對話(huà)”、3D工廠(chǎng)、保證數據安全的“工業(yè)數據空間”等。劉獻東舉例道:“在蒂森伊爾森堡工廠(chǎng),凸輪軸鋼產(chǎn)品能夠和生產(chǎn)制造過(guò)程‘對話(huà)’。這種‘對話(huà)’得以實(shí)現主要是基于與互聯(lián)網(wǎng)的接口,每個(gè)凸輪軸鋼產(chǎn)品擁有專(zhuān)屬I(mǎi)D,在生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接口將制造過(guò)程的全部工藝流程相關(guān)信息‘輸入’專(zhuān)屬I(mǎi)D,賦予每個(gè)產(chǎn)品‘獨家記憶’,從而建立能夠自我管理、學(xué)習的智能工廠(chǎng)。蒂森認為,這種將物質(zhì)與數據網(wǎng)絡(luò )融合形成的網(wǎng)絡(luò )物理系統是工業(yè)生產(chǎn)的未來(lái)?!?/div>
“塔塔鋼鐵的長(cháng)期目標是通過(guò)創(chuàng )建數字解決方案來(lái)改善服務(wù)質(zhì)量并提高服務(wù)透明度,以適應工業(yè)4.0時(shí)代要求,同時(shí)推進(jìn)和利用數字技術(shù)、大數據分析等改進(jìn)流程、產(chǎn)品和服務(wù)?!眲I東介紹,塔塔鋼鐵的數字化轉型戰略主要分為三大部分,分別為智能技術(shù)、智能連接以及智能服務(wù)。其中,該公司實(shí)施的智能服務(wù)項目主要包括“動(dòng)態(tài)滿(mǎn)足用戶(hù)需求”“連接客戶(hù)與售后市場(chǎng)”等,后者主要是通過(guò)虛擬現實(shí)和人工智能為客戶(hù)服務(wù)提供即時(shí)技術(shù)支持。
此外,他還表示,面向下游,塔塔鋼鐵實(shí)施了“面向汽車(chē)行業(yè)的數字化制造發(fā)展”項目。該項目的重點(diǎn)之一是實(shí)現汽車(chē)價(jià)值鏈的數字化。
從提供商看數字化轉型主要解決方案
劉獻東表示,在歐盟鋼鐵工業(yè)推動(dòng)實(shí)現數字化轉型的過(guò)程中,西門(mén)子、達索系統、德國鋼鐵協(xié)會(huì )下屬鋼鐵研究中心成為了目前主要的解決方案提供商。
據他介紹,西門(mén)子致力成為面向整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程的整合型供應商,建立了覆蓋從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)規劃、生產(chǎn)實(shí)施到后續服務(wù)整個(gè)流程的“西門(mén)子數字化企業(yè)平臺方案與智能制造”。
“同時(shí),河鋼與西門(mén)子在數字化領(lǐng)域的深度合作也十分具有參考價(jià)值?!彼硎?,河鋼集團與西門(mén)子自2016年10月份開(kāi)始,在數字化領(lǐng)域開(kāi)展了一系列廣泛而深入的合作。2020年,河鋼集團與西門(mén)子共同研發(fā)建設了目前全球冶金行業(yè)規模最大、系統最復雜的數字化料場(chǎng)——河鋼唐鋼新區封閉式全流程“無(wú)人”料場(chǎng),實(shí)現了更干凈、更安全、更高效的智慧原料運營(yíng)。2021年,西門(mén)子為河鋼石鋼提供了數字化工廠(chǎng)的頂層設計咨詢(xún)及軟硬件一體的解決方案,優(yōu)化了資源配置。此外,河鋼也是中國首家接入西門(mén)子MindSphere(基于云的開(kāi)放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統)的鋼鐵企業(yè),利用河鋼數字自主研發(fā)平臺的物聯(lián)網(wǎng)采集技術(shù)、三維可視化技術(shù)與西門(mén)子MindSphere充分融合,形成智慧軋機解決方案,幫助河鋼衡板優(yōu)化軋機運行。
劉獻東表示,達索系統作為全球工業(yè)軟件巨頭,為各行各業(yè)提供了工業(yè)軟件系統服務(wù)以及技術(shù)支持。達索系統3D設計軟件在汽車(chē)工業(yè)的運用范圍十分廣泛,涉及從零件設計到整車(chē)設計以及制造、裝配工藝、產(chǎn)品維護整個(gè)生命周期。在過(guò)去的40多年來(lái),該公司一直致力于在數字化領(lǐng)域全面布局,基于12個(gè)產(chǎn)品品牌和覆蓋12個(gè)行業(yè)的解決方案,圍繞達索系統產(chǎn)品在3D建模應用、大數據和信息智能應用、社交和協(xié)同應用的能力,為企業(yè)客戶(hù)提供可協(xié)同的3D虛擬空間,從而推動(dòng)實(shí)現可持續性創(chuàng )新。
“德國鋼鐵協(xié)會(huì )下屬鋼鐵研究中心是歐洲領(lǐng)先的鋼鐵冶金技術(shù)研究機構之一,也是歐盟數字化轉型解決方案的主要提供商。其代表性案例有垂直整合與網(wǎng)絡(luò )化生產(chǎn)、自組織生產(chǎn)、跨工序的自動(dòng)化。其中,跨工序的自動(dòng)化是指針對較長(cháng)的工序流程,基于跨工序的工廠(chǎng)信息流,建立跨工序的自動(dòng)化設計解決方案,包括煉鋼廠(chǎng)的溫度管理等,傳統的煉鋼過(guò)程控制是基于靜態(tài)操作說(shuō)明和手動(dòng)干預的,各工序的檢測和模型相對獨立,難以確保最佳的一貫制工藝控制。該機構開(kāi)發(fā)的全過(guò)程動(dòng)態(tài)模型,可以監測煉鋼過(guò)程溫度和其他質(zhì)量參數?!彼榻B道。
從優(yōu)缺點(diǎn)對比看機器人應用前景
“隨著(zhù)制造業(yè)的轉型升級,協(xié)作機器人成為熱門(mén)話(huà)題,了解協(xié)作機器人與傳統的工業(yè)機器人間的區別對于鋼鐵企業(yè)實(shí)現數字化轉型來(lái)說(shuō)十分重要?!眲I東表示,協(xié)作機器人就是機器人與人可以在生產(chǎn)線(xiàn)上協(xié)同作戰,充分發(fā)揮機器人的效率及人類(lèi)的智能,不僅性?xún)r(jià)比高,而且安全方便。傳統的工業(yè)機器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節機械手或多自由度的機器裝置,具有一定的自動(dòng)性,可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現各種工業(yè)加工制造功能,被廣泛應用于電子、物流等工業(yè)領(lǐng)域。
據他介紹,傳統的工業(yè)機器人,占用的空間較大,且不易搬運,同時(shí)缺乏力傳感器(允許機器人了解周?chē)h(huán)境,并允許它在空間受到侵犯時(shí)自動(dòng)停止),再加上自身較重、操作要求較高這兩個(gè)因素,傳統的工業(yè)機器人有可能成為“潛在的危險工具”。相反,協(xié)作機器人結構緊湊,占用空間較小,且易搬運,可以根據生產(chǎn)需求單獨編程,以應對不同的生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí),協(xié)作機器人自身重量較輕,配備力傳感器,可以起到保護工人安全的作用?!皡f(xié)作機器人可以擔當許多角色,將在更多領(lǐng)域得到重用。到2026年末,中國寶武將有超1萬(wàn)臺套機器人上崗?!彼a充道。
最后,他表示:“就下游行業(yè)而言,也充滿(mǎn)了挑戰與機遇。目前,寶鋼金屬意大利寶瑪克正面臨著(zhù)新能源汽車(chē)高速發(fā)展和新增戰略市場(chǎng)帶來(lái)的挑戰。如果未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的電池包和底盤(pán)逐漸一體化,新的材料和更高的焊接技術(shù)要求將帶來(lái)新的技術(shù)創(chuàng )新需求?;谌斯ぶ悄艿暮附訖C器人,將成為典型交叉學(xué)科的創(chuàng )新與突破點(diǎn),極大地提高制造效率,且更能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性?!?/div>
《中國冶金報》(2023年02月24日 02版二版)
來(lái)源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯:宋玉錚
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