以智慧制造推动钢铁产业转型升级

中国冶金报 钢材 2018-11-08 09:32:00
     

今年6月份,中国宝武召开了智慧制造工作会,提出了“突破一批智慧制造的关键技术,形成具有重大影响力的解决方案,劳动生产率达到世界领先水平,成为全球钢铁业智慧制造技术的引领者”的工作目标。截至目前,中国宝武各分子公司已分别提出了深化智慧制造的具体目标和工作举措,打造面向未来钢铁的全新竞争优势。


宝钢工程作为中国宝武“一基五元”(以钢铁产业为基础,促进新材料产业、现代贸易物流业、工业服务业、城市服务业、产业金融业协同发展)中工业服务业的重要力量,把智慧制造服务作为公司重要业务方向,组建了“一把手挂帅”的智慧制造组织推进体系,以智能工厂、智能运维为目标,形成了从“优生”到“优育”的全生命周期智慧服务生态总体设想,努力助推中国宝武钢铁产业转型升级。


近年来,宝钢工程依托“前店后厂”优势,从数字化设计、智能化运维、智能化解决方案3个方面着手,提升智慧制造服务能力,并将已成熟的智慧制造服务能力通过多种方式与中国宝武钢铁主业实现共享,提供全方位支撑。


数字化设计助力智慧制造


宝钢工程大力推进应用先进的数字化设计技术,如BIM(建筑信息模型)技术、物流仿真技术、实景建模技术,实现三维设计交付,并针对新建或改造项目中的物料运输、智能仓库、工业机器人与其他生产方式混合作业等情况,对产能、节奏、瓶颈等进行仿真分析,制订最优工艺方案。


在应用BIM技术方面,宝钢工程利用创建好的BIM模型提升设计质量,减少设计错误,获取、分析工程量、成本数据,为施工建造全过程提供技术支撑,为项目参建各方提供基于BIM的协同工作平台,提升协同效率。该技术已成功运用于宝钢股份冷轧厂C401酸洗机组改造项目,实施后生产线停机时间从原计划的35天缩短到29天;运用于巴西南极科考站项目,开展多方的线上协同设计,建筑装配率达到100%。


在应用物流仿真技术方面,宝钢工程借助计算机技术、网络技术和数学手段,采用虚拟现实的方法,对物流系统进行实际模仿。目前,该技术已被运用于湛江钢铁铁水预处理至转炉加料的不同布置方案比选、宝钢股份钢管酸洗运输车运输区域优化、宝日钢丝生产方案优化、青钢炼钢车间物流仿真等项目。


在应用实景建模技术方面,近年来,宝钢工程不断更新实景建模技术的新概念,将航拍、3D数字化等最新技术运用于宝钢股份一炼钢转炉煤气回收总管建模、宝钢股份停车场地坪修正、青海大美甘河工业园区尾气综合利用等项目。


智能化运维带来智慧服务


近年来,宝钢工程聚焦智慧工业服务,运用物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术,自主建成国内钢铁行业领先的综合性设备远程运维平台,构建设备全生命周期智慧服务体系。


其中,宝钢工程远程智能运维平台可通过数据对比和线上智能预警故障、智能预测寿命,实现智慧判断;自动生成报表,可视化展示设备状态趋势,实现智慧管理;自动匹配解决方案,自动触发维修计划,实现智慧决策;通过VR(虚拟现实)、AR(增强现实)等技术为跨地域作业提供远程指导支持。目前,该平台在宝钢股份1580热轧智能车间试点情况良好,报警准确率≥80%,趋势性故障漏报为零,有效减少了设备的突发故障。


除此之外,宝钢工程还以热工实验室为试点,开展“热工实验室安全控制及系统优化软件平台开发”项目,建立了以数据中心、过程监控、安全系统、虚拟实验室为一体的智能服务体系。相关人员可通过手机端实时跟踪试验数据、进度,与实验员沟通调整试验方案。该项目中的智能燃烧监控系统已具备实时监控宝钢股份宝山基地轧钢区域热处理炉装备所有烧嘴的燃烧状态、智能判断烧嘴故障类型等功能,并可通过云平台给专业运维人员发送提醒,敦促及时处理,有效提高工业炉的燃烧效能,减少维护投入。


“工业+AI”促进形成智能工厂


宝钢工程以基于场景的“工业+AI(人工智能)”应用为重点,形成智能集成应用产品化解决方案,并在智能软件和智能装备开发方面持续探索,将经验知识转化为产品,如连铸浇钢机器人、智能仓储等,以实现机械化换人、自动化减人、智能化拟人。


宝钢工程以连铸浇钢机器人代替人工开展炉前操作。该机器人具有连铸钢包水口液压缸拆装、中间包测温、取样、定氢、烧氧、覆盖剂投放、结晶器保护渣投放等功能,可大大减轻现场操作人员的劳动强度,降低安全风险,同时可减少危险区域的作业人数,提高工作效率。


智能仓储主要应用于企业备品备件库和钢制品成品库(棒线材、冷热轧卷)等,宝钢工程采取“立体仓库运用货架+堆垛机”的形式,使货物堆存由平面向立体改进,可有效减少用地面积及公共设施的投入;无人化仓库在不直接进行人工处理的情况下能自动存储和取出物料,减少人员投入和因人为原因造成的安全事故。


此外,宝钢工程还将打造智能连铸机和智能热镀锌机组,促进形成智能工厂。其中,智能连铸机将实现从钢水、保温剂等到板坯的全流程智能实时跟踪和自动配送;实现以机器人浇钢为主要特征的采用结晶器专家系统、在线辊缝检测及轻压下等模型进行控制的连铸过程数字化感知、远程集控和自动化作业;通过自动测温取样、扇形段力矩监控系统、板坯质量判定等系统,实现实时质量预警;实时监测中间包烘烤、吹氩、电磁搅拌等系统的消耗数据,实现能源智能化平衡和调配。同时,宝钢工程将在该设备运维上实现对结晶器、扇形段等关键设备的在线监测和全生命周期预测性维护;在环境安全上,实现对切割机烟尘、二冷排蒸、冷却水等污染物排放自动检测与监控、安全生产的全方位监控。


智能热镀锌机组将实现钢卷、辅料等物料智能定位、实时跟踪和自动配送;实现远程集控和作业自动化,以机器代替人工进行拆捆、捞渣等操作,配置退火炉、气刀锌层、平整板型等闭环控制模型,实现在线数字感知;通过在线粗糙度、膜厚、板型等在线智能检测和质量决策系统,实现实时质量监控;实时监测车间水、电、气等消耗数据,实现能源智能化平衡和调配。同时,宝钢工程将在该设备运维上实现对退火炉、锌锅沉没辊等关键设备的在线监测和全生命周期预测性维护;在环境安全上,实现对氮氧化物、碱液等有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控。



(编辑:贾月  审校:寇建仁)
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