在傳統管加工生產(chǎn)線(xiàn)中，由于部分生產(chǎn)工序的特殊性，比如螺紋檢查、接箍取放、螺紋保護器擰接等，需要人工輔助生產(chǎn)，沒(méi)有達到全線(xiàn)自動(dòng)化。傳統管加工生產(chǎn)線(xiàn)也缺乏數字化平臺整合，各類(lèi)基礎數據主要通過(guò)人工干涉錄入計算機，產(chǎn)品質(zhì)量追溯困難，尤其不能實(shí)現鋼管逐支跟蹤，客戶(hù)無(wú)法了解每支鋼管的真實(shí)品質(zhì)。
智能制造技術(shù)是世界制造業(yè)發(fā)展的客觀(guān)趨勢，管加工生產(chǎn)線(xiàn)智能化發(fā)展是鋼鐵企業(yè)實(shí)現轉型升級的必然選擇。近年來(lái)工業(yè)協(xié)作機器人、物聯(lián)網(wǎng)、機器視覺(jué)等新技術(shù)迅速興起并且日趨成熟，為鋼鐵企業(yè)發(fā)展智能化工廠(chǎng)提供了有力的技術(shù)支撐。中冶京誠旗下北京京誠瑞信長(cháng)材工程技術(shù)有限公司創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了智能化石油油套管加工生產(chǎn)系統，通過(guò)鋼管智能化識別跟蹤系統、接箍取放和螺紋保護器擰接智能裝備、智能化立體中轉庫等關(guān)鍵技術(shù)解決了傳統管加工生產(chǎn)的一系列難題。
【關(guān)鍵技術(shù)1】智能跟蹤，穩產(chǎn)提質(zhì)
鋼管智能化識別跟蹤系統，通過(guò)標識識別裝置將識別出的鋼管身份碼信息傳送給油套管加工檢驗單元，油套管加工檢驗單元從二級服務(wù)器接收加工檢驗參數并對鋼管進(jìn)行加工檢驗，同時(shí)將鋼管的身份碼信息與實(shí)際加工檢驗生產(chǎn)數據相對應地上傳給二級服務(wù)器。二級服務(wù)器將鋼管的實(shí)際加工檢驗生產(chǎn)數據和原料信息編輯成與鋼管身份碼信息對應的數據庫，上傳給大數據云服務(wù)器。該系統解決了產(chǎn)品質(zhì)量追溯問(wèn)題，讓客戶(hù)了解每支鋼管的真實(shí)品質(zhì)，實(shí)現了鋼管質(zhì)量信息逐支跟蹤，與傳統管加工生產(chǎn)線(xiàn)相比，具備以下優(yōu)點(diǎn)：
鋼管生產(chǎn)過(guò)程更加科學(xué)化和精細化；
使每支鋼管都能追溯到其在生產(chǎn)過(guò)程中的加工及檢測數據；
將鋼管生產(chǎn)中各個(gè)單體設備連成一個(gè)整體，形成一個(gè)車(chē)間級的信息管理系統，將數據收集到一個(gè)統一的平臺上，便于長(cháng)期保存和查詢(xún)；
通過(guò)對生產(chǎn)過(guò)程各工序的統計分析，保證生產(chǎn)的穩定性，提高產(chǎn)品質(zhì)量和合格率；
根據用戶(hù)要求生成相應的統計報表，有效減少管理者的統計工作量；
生產(chǎn)完一批鋼管后附上每支鋼管在產(chǎn)線(xiàn)上的過(guò)程信息，有效提高鋼管的品質(zhì)管理，消除客戶(hù)對生產(chǎn)和制造過(guò)程的疑慮。
圖1 鋼管智能化識別跟蹤系統UI界面示意
【關(guān)鍵技術(shù)2】智能裝備，減員增效
接箍取放和螺紋保護器擰接智能裝備，取代傳統的人工方式，采用工業(yè)協(xié)作機器人集成及控制技術(shù)，配以機器視覺(jué)和特殊研發(fā)夾具，來(lái)料鋼管經(jīng)過(guò)對齊后由步進(jìn)移鋼機移送到螺紋保護器擰接工位，機器人取料進(jìn)給系統在指定工位上取料后處于待機位，當檢測到擰接工位有管后，螺紋保護器自動(dòng)擰接系統開(kāi)始擰接，直至擰接達到預設的扭矩值和距離為止，然后等待下一循環(huán)開(kāi)始。擰接的同時(shí)，扭矩檢測系統根據設定扭矩進(jìn)行監測，并根據扭矩值判定接箍是否合格。該智能裝備與傳統管加工生產(chǎn)方式相比，具備以下優(yōu)點(diǎn)：
操作效率高，生產(chǎn)節奏快；
提高了擰緊質(zhì)量，實(shí)現了螺紋保護器擰接操控的準確性；
減輕了員工勞動(dòng)強度并杜絕了工傷事故的出現，降低了用人成本。
圖2 工業(yè)協(xié)作機器人擰接螺紋保護器
【關(guān)鍵技術(shù)3】智能庫管，黑燈工廠(chǎng)
智能化立體中轉庫，是一套全自動(dòng)化的多巷道、多格層、多儲列、大排寬的密集型立體高架式存儲系統，是鋼管或其他長(cháng)材現代化生產(chǎn)過(guò)程中儲存成品或半成品的周轉場(chǎng)所，不僅極大減少平面儲存所占的面積，而且可以采用高度機械化、自動(dòng)化、智能化的程序管理方法，自動(dòng)存取、堆垛、運送、裝卸、入庫和出庫，周轉效率高。該智能化立體中轉庫與傳統鋼管堆垛倉庫相比，具備以下優(yōu)點(diǎn)：
確保鋼管質(zhì)量：管層相互間不產(chǎn)生摩擦和碰撞，從而避免了鋼管表面的損傷；
占地面積?。翰捎酶呒苁絺}庫來(lái)儲存管層，大大減少了占地面積，與傳統鋼管堆垛倉庫相比，減少60%的占地面積；
勞動(dòng)人員少：自動(dòng)化操作管理，降低勞動(dòng)強度，黑燈工廠(chǎng)；
實(shí)現倉庫的科學(xué)管理：料位的分配和選擇、運送路徑和動(dòng)作均通過(guò)庫管程序優(yōu)化完成。
圖3 智能化立體中轉庫結構圖
結語(yǔ)
智能制造技術(shù)已經(jīng)成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀(guān)趨勢，各大中型鋼鐵企業(yè)都已開(kāi)啟智能工廠(chǎng)的建設征程。鋼鐵企業(yè)用工勞動(dòng)力成本迅速攀升、產(chǎn)能過(guò)剩、競爭激烈、客戶(hù)個(gè)性化需求日益增長(cháng)等因素，迫使各企業(yè)從低成本競爭策略轉向建立差異化競爭優(yōu)勢。管加工生產(chǎn)線(xiàn)作為鋼管生產(chǎn)的最后一道工序，其產(chǎn)品品控和成品信息質(zhì)量追溯尤為重要。因此，管加工生產(chǎn)線(xiàn)智能化升級改造，是鋼鐵企業(yè)良性發(fā)展的必然選擇。
中冶京誠智能化石油油套管加工生產(chǎn)系統，已在河北滄州達力普、江蘇常寶普萊森、中石油（天津）渤海裝備、以及江蘇靖江特鋼等多個(gè)項目成功應用。傳統管加工生產(chǎn)線(xiàn)智能化轉型升級后，可減少現場(chǎng)操作人員40%以上，提高生產(chǎn)效率5%以上，提高產(chǎn)品合格率2%以上，節能40%以上，并通過(guò)鋼管逐支跟蹤系統實(shí)現成品鋼管全流程信息和質(zhì)量追溯，切實(shí)解決了客戶(hù)需求，降本增效，推動(dòng)整個(gè)鋼管生產(chǎn)行業(yè)進(jìn)步。
