本報通訊員 彭海波
近日，昆鋼基于數據流式計算的鋼鐵企業(yè)智能協(xié)同調度執行系統（Steel-ICSES）科技項目成果喜獲2019年云南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎，同時(shí)獲得2020年中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )、中國金屬學(xué)會(huì )冶金科學(xué)技術(shù)獎三等獎。經(jīng)專(zhuān)家鑒定，認為該項目“特點(diǎn)鮮明、設計完整、技術(shù)先進(jìn)、創(chuàng )新性強，經(jīng)濟社會(huì )效益顯著(zhù)，總體達到國際先進(jìn)、國內領(lǐng)先水平，具有很高的行業(yè)示范和推廣價(jià)值”。
在數字經(jīng)濟風(fēng)起云涌的時(shí)代，企業(yè)進(jìn)行數字化、智能化升級是大勢所趨。昆鋼作為傳統制造企業(yè)，也在此次自動(dòng)化、智能化大潮中不斷地尋求突破。該系統由昆鋼、武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司、云南昆鋼電子信息科技有限公司和昆明理工大學(xué)合作開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)研發(fā)團隊3年多的奮戰，該系統于2014年10月開(kāi)始陸續在該集團本部、玉鋼、紅鋼推廣應用，覆蓋燒結、煉鐵、煉鋼、棒材、型材等主體生產(chǎn)工序；于2014年12月底正式上線(xiàn)運行。
立項
昆鋼是典型的流程型長(cháng)材生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程既要嚴格依據企業(yè)資源計劃執行，又要確保物料及時(shí)供配、采購與銷(xiāo)售物流優(yōu)化、能源有效利用、質(zhì)量在線(xiàn)控制。在各生產(chǎn)工序與物料、能源、質(zhì)量之間進(jìn)行協(xié)同調度，這是實(shí)現智能生產(chǎn)制造的技術(shù)難點(diǎn)，也是鋼鐵企業(yè)提高精益制造水平的迫切需求。
在基地多且散、所涉區域廣，流程長(cháng)、生產(chǎn)工序復雜，產(chǎn)品品種多、覆蓋面寬的情況下，昆鋼技術(shù)人員毫不畏懼，紛紛摩拳擦掌、斗志昂揚。接到項目后，技術(shù)人員立即與昆明理工大學(xué)組成研發(fā)團隊。
2011年，昆鋼在前期實(shí)施國家重點(diǎn)技術(shù)改造項目“昆鋼企業(yè)信息化建設”，云南省科技計劃項目“鋼鐵企業(yè)制造執行系統關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應用示范”，云南省重點(diǎn)技術(shù)改造項目“紅、玉鋼信息化建設項目”的基礎上，提出對原MES（制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執行管理系統）、QS（質(zhì)量標準）等相關(guān)系統進(jìn)行升級改造，建設昆鋼“基于數據流式計算的鋼鐵企業(yè)智能協(xié)同調度執行系統”。
運行
在建設過(guò)程中，為了跟上項目的進(jìn)度計劃，項目組成員經(jīng)常加班加點(diǎn)，“白+黑”“5+2”成為常態(tài)。因項目建設的需要，很多項目組成員經(jīng)常出差，甚至連續幾個(gè)月都沒(méi)回過(guò)一趟家。在全體項目組成員的共同努力下，歷時(shí)3年半，該系統終于正式上線(xiàn)運行。
該系統以企業(yè)信息骨干網(wǎng)為基礎、工業(yè)以太網(wǎng)為主干，采用中間件處理技術(shù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸數據。該系統采用服務(wù)器、客戶(hù)站和物聯(lián)網(wǎng)總線(xiàn)傳輸設備，及時(shí)雙向傳輸數據；采用分布式數據結構，建立實(shí)時(shí)數據庫、關(guān)系數據庫，進(jìn)行數據融合挖掘；采用推、拉結合的方式，上傳本站數據并實(shí)現各個(gè)站點(diǎn)的數據接收；實(shí)行大數據量的消息隊列處理機制，提供實(shí)時(shí)多任務(wù)服務(wù)；采用邊緣計算方式，構建數據處理的混合網(wǎng)絡(luò )數據系統。
該項目基于數據流式計算技術(shù)，構建了分級遞階的控制執行架構和共生演化的協(xié)同管理模式，設計了交互嵌套的系列計算調度模型。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎上，該項目建立了智能協(xié)同調度執行系統，包含生產(chǎn)過(guò)程調度、質(zhì)量追蹤協(xié)同、物流調配協(xié)同和能源監管協(xié)同四大平臺，實(shí)現了多基地、大規模復雜情況和廣域環(huán)境下昆鋼生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)智能協(xié)同和調度執行。
效益
該項目的研發(fā)實(shí)施，在昆鋼取得了明顯效益。
一是該系統實(shí)現集中化、自動(dòng)化、無(wú)人化，極大地改善了職工的工作環(huán)境。操作人員遠離有粉塵、噪聲、汽車(chē)尾氣，高溫、偏遠的生產(chǎn)現場(chǎng)，為職工身心健康的改善創(chuàng )造了條件，較好體現了通過(guò)科技手段實(shí)現企業(yè)科學(xué)和諧發(fā)展的趨勢。
二是實(shí)現生產(chǎn)各環(huán)節數據的自動(dòng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集、融合，減輕了勞動(dòng)強度，提高了工作效率。該系統改變了人工抄錄、傳遞、統計的工作模式，實(shí)現數據適時(shí)在線(xiàn)傳遞、查詢(xún)，自動(dòng)生成分析報表。同時(shí)，數據的電子化、信息化，不僅提高了經(jīng)濟技術(shù)質(zhì)量指標和物流效率，還有效降低了工序產(chǎn)品的能耗，減少了排放和污染，促進(jìn)了企業(yè)節能減排。
三是對多基地、大規模復雜情況和廣域環(huán)境下的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現實(shí)時(shí)調度管理。該系統以生產(chǎn)工藝（作業(yè)）流程為主線(xiàn)，綜合集成ERP（企業(yè)資源計劃）、APS（高級生產(chǎn)規劃與排程系統），并與L2、L1級PCS（生產(chǎn)控制系統），與質(zhì)量追蹤、物流調配、能效管理系統協(xié)同調控，覆蓋燒結、煉鐵、煉鋼、棒材、型材等主體工序。同時(shí)，該系統實(shí)現對煉鐵、煉鋼、軋鋼生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)的跟蹤，構建了從計劃、排產(chǎn)、投料、收料全程的跟蹤追溯系統，實(shí)現產(chǎn)品全生命周期監控，強化工序之間的銜接，提高了設備作業(yè)率和生產(chǎn)效率。
四是該系統對制訂有針對性的采購、生產(chǎn)和銷(xiāo)售策略有重大的指導意義。該系統根據企業(yè)生產(chǎn)制造特點(diǎn)，應用數據流式計算方法，對原料數據、在制品產(chǎn)品數據、質(zhì)量標準數據、能源利用數據與設備數據、工藝數據等進(jìn)行綜合集成，確定各級遞階智能調度的目標函數，能夠實(shí)現鐵前全成本控制優(yōu)化、鋼價(jià)預測、廢鋼效益和物流優(yōu)化等。
但是昆鋼認識到，這只是一個(gè)成功的單點(diǎn)系統。當下，昆鋼信息化工作的更緊迫任務(wù)是加速構建智能化體系，沿著(zhù)業(yè)務(wù)數字化、數字業(yè)務(wù)化、業(yè)務(wù)智能化3個(gè)階段發(fā)展路徑，逐步推進(jìn)昆鋼的數字化轉型，助力昆鋼“二三一”戰略（兩大主業(yè)、三大轉型項目、一個(gè)新型產(chǎn)業(yè)）的實(shí)現。
《中國冶金報》（2020年07月21日 06版六版）
