中國(guó)冶金報(bào)報(bào)道組
報(bào)道組成員：劉加軍、徐可可、王志、賈林海、藍(lán)義高
本篇執(zhí)筆：賈林海
利用AI（人工智能）識(shí)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(xiàn)實(shí)）設(shè)備進(jìn)行檢修……走進(jìn)江蘇永鋼集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱永鋼），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(zhǔn)把握數(shù)字經(jīng)濟(jì)新賽道，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)與鋼鐵主業(yè)深度融合，在數(shù)智化轉(zhuǎn)型方面走在行業(yè)前列。過(guò)去的一年里，永鋼累計(jì)獲得國(guó)家級(jí)、省級(jí)數(shù)智能化榮譽(yù)19項(xiàng)。
日前，《中國(guó)冶金報(bào)》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。
圖為永鋼廠區(qū)
當(dāng)“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擬揭榜單位，永鋼特種合金棒材智能制造示范工廠入選，成為永鋼數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作邁上新臺(tái)階的有力見(jiàn)證。
成績(jī)遠(yuǎn)不止于此。截至目前，永鋼建成1個(gè)國(guó)家級(jí)智能制造示范工廠、3個(gè)國(guó)家級(jí)5G全連接工廠、2個(gè)江蘇省智能制造示范工廠、1個(gè)江蘇省互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿工廠、7個(gè)江蘇省智能制造示范車間，獲評(píng)為工信部大數(shù)據(jù)應(yīng)用試點(diǎn)示范項(xiàng)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，《中國(guó)冶金報(bào)》記者找到了答案。
圖為永鋼數(shù)字孿生工廠
“叮咚！”永鋼云商平臺(tái)頁(yè)面上彈出一個(gè)新訂單，有客戶想要采購(gòu)一批特種合金棒材。隨即，特種合金棒材智能制造示范工廠便開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)客戶需求制訂個(gè)性化生產(chǎn)方案，智能生成原材料采購(gòu)、生產(chǎn)排期計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)化工藝管理……客戶只需一鍵下單，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項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程全流程一體化管控。
“這個(gè)項(xiàng)目涵蓋數(shù)十個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，串聯(lián)起質(zhì)量管控、計(jì)劃調(diào)度、生產(chǎn)作業(yè)、設(shè)備管理、能源管理、安全管理、環(huán)保管理等十余項(xiàng)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。”永鋼黨委書(shū)記、總裁吳毅告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者。
當(dāng)特種合金棒材開(kāi)啟生產(chǎn)之路，“沿途”所有車間的智能化平臺(tái)就已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，智慧料場(chǎng)、煉鐵、煉鋼、軋鋼，智能精整熱處理、精準(zhǔn)配送……智造統(tǒng)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(cè)量和肉眼觀察產(chǎn)品質(zhì)量，這對(duì)崗位人員的技能、經(jīng)驗(yàn)水平有著較高要求，檢驗(yàn)結(jié)果的實(shí)時(shí)性、客觀性、樣本覆蓋面等無(wú)法全面滿足精益生產(chǎn)的需要。”永鋼副總裁程勇說(shuō)道。
如今，特種合金棒材智能制造示范工廠借助5G、AI視覺(jué)分析等數(shù)字技術(shù)，通過(guò)低倍組織AI自動(dòng)檢測(cè)等子系統(tǒng)，可以精準(zhǔn)、智能檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量“雙提升”。
各類專利
僅在這一生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，永鋼就形成了《一種基于機(jī)器視覺(jué)的鋼材低倍數(shù)字化檢測(cè)方法》《一種鋼材低倍缺陷組織自動(dòng)成像及檢測(cè)分析裝置》等13項(xiàng)專利。
智慧管控還體現(xiàn)在綠色生產(chǎn)上。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)集成的碳排放監(jiān)測(cè)平臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)等，永鋼可以實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼等主要工序的碳排放數(shù)據(jù)，并同步監(jiān)控焦、煤、電等30多類能源使用，為生產(chǎn)工序優(yōu)化提供數(shù)據(jù)分析支撐，助力全流程降碳3%。
“在整個(gè)項(xiàng)目中，我們導(dǎo)入了AI模型、時(shí)空融合數(shù)字孿生模型、工藝及研發(fā)仿真模型、業(yè)務(wù)流程模型、機(jī)理模型、數(shù)據(jù)算法模型、邊緣側(cè)控制模型等414個(gè)工業(yè)模型，參與現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制的計(jì)算與反饋。”永鋼數(shù)字化部門(mén)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，特種合金棒材智能制造示范工廠項(xiàng)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，智能化浪潮從線上向線下奔涌，一場(chǎng)場(chǎng)數(shù)字技術(shù)與鋼鐵產(chǎn)業(yè)的化學(xué)反應(yīng)正在加速上演。
用AI慧眼識(shí)“鋼”
近年來(lái)，AI技術(shù)飛速發(fā)展，在重塑人類生活方式的同時(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(shù)字化、智能化生產(chǎn)成為發(fā)展新趨勢(shì)。
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(jī)。
“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察鋼坯位置、形狀等，以保證鋼坯正常出入加熱爐。”程勇告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者，“靠工人眼睛長(zhǎng)時(shí)間盯著，強(qiáng)度很大，如果沒(méi)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼坯料彎、料斜等情況，就會(huì)影響加熱爐正常進(jìn)出鋼節(jié)奏，導(dǎo)致生產(chǎn)誤時(shí)。”
為解決這一問(wèn)題，2022年7月份，永鋼數(shù)字創(chuàng)新部、普鋼棒材分廠聯(lián)動(dòng)上線了自動(dòng)裝出爐控制優(yōu)化信息化改造項(xiàng)目。通過(guò)AI視覺(jué)技術(shù)，替代人工對(duì)出爐鋼坯的異常情況加以識(shí)別，為現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供進(jìn)出鋼輔助控制信號(hào)。
“我們不斷為AI機(jī)器視覺(jué)豐富樣本數(shù)據(jù)，讓AI深度學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、調(diào)整模型，最終優(yōu)化得到最佳模型。”永鋼數(shù)字化部門(mén)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在生產(chǎn)過(guò)程中，AI會(huì)將鋼坯進(jìn)出爐識(shí)別結(jié)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(yù)警，提醒工作人員及時(shí)人工干預(yù)。
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(hào)并記錄，回溯異常發(fā)生時(shí)的情況，找到原因并生成數(shù)據(jù)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。
圖為永鋼智能車間
AI，讓永鋼更聰明地?zé)掍摗Ｄ壳埃冷撈珍摪舨姆謴S車間自動(dòng)裝出爐輔助控制已平穩(wěn)運(yùn)行，出爐輥道鋼坯和爐內(nèi)鋼坯料識(shí)別準(zhǔn)確率都達(dá)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(nèi)鋼坯處理數(shù)量，穩(wěn)定了鋼坯進(jìn)出爐節(jié)奏，還實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)測(cè)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(dǎo)向，持續(xù)推動(dòng)AI視覺(jué)與智能制造深度融合，在現(xiàn)場(chǎng)管理、身份識(shí)別、產(chǎn)品數(shù)量及缺陷檢測(cè)等方面做出更多可行性嘗試。”吳毅表示。
5G點(diǎn)亮未來(lái)鋼廠
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全連接工廠項(xiàng)目公示名單，永鋼固廢循環(huán)利用5G全連接工廠項(xiàng)目入圍。
5G全連接工廠是指利用以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(chǔ)設(shè)施，新建或改造生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，形成生產(chǎn)單元廣泛連接、信息（IT）運(yùn)營(yíng)（OT）深度融合、數(shù)據(jù)要素充分利用、創(chuàng)新應(yīng)用高效賦能的先進(jìn)工廠。
近年來(lái)，永鋼著力推動(dòng)“5G+制造”，在自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、智能化方面加強(qiáng)建設(shè)，使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)變得井然有序、智能高效。
圖為永鋼固廢利用智能工廠
走進(jìn)永鋼固廢循環(huán)利用5G工廠，在冶金塵泥加工車間，《中國(guó)冶金報(bào)》看到操作員正坐在中控室，遠(yuǎn)程操控車間設(shè)備運(yùn)行，了解生產(chǎn)進(jìn)程，觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)保檢測(cè)等信息。
通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)，永鋼固廢循環(huán)利用5G工廠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(xiàn)了資源優(yōu)化調(diào)度和有效管理。
來(lái)到工廠中控室，《中國(guó)冶金報(bào)》記者只見(jiàn)大屏駕駛艙系統(tǒng)將項(xiàng)目中重點(diǎn)數(shù)據(jù)以儀表盤(pán)、曲線圖、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)觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)保檢測(cè)等各種參數(shù)的變化，項(xiàng)目狀況一目了然。
“我們還研發(fā)了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的故障預(yù)測(cè)、微檢修、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）檢修、人員定位健康監(jiān)控等系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)人和物的安全進(jìn)行分析、評(píng)估、預(yù)防、規(guī)避，大幅提高了安全生產(chǎn)水平。”程勇介紹。
圖為數(shù)字巡檢
《中國(guó)冶金報(bào)》記者發(fā)現(xiàn)，廠區(qū)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(dá)”車間，化身“數(shù)字巡檢員”，不一會(huì)便可完成全廠區(qū)安全檢查，省時(shí)省力又方便。
工廠建設(shè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有了5G等技術(shù)鏈接，實(shí)現(xiàn)了各層級(jí)資源間的信息交互，在數(shù)據(jù)匯集基礎(chǔ)上，永鋼還開(kāi)發(fā)了MES（數(shù)字化制造執(zhí)行系統(tǒng)）、質(zhì)量管理、設(shè)備管理等系統(tǒng)，并覆蓋工廠生產(chǎn)制造全過(guò)程，推動(dòng)工序能耗穩(wěn)步下降至設(shè)計(jì)水平的70.7%。
5G全連接工廠實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)督管理制度，進(jìn)一步增強(qiáng)安全保障，讓生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)更有前瞻性和協(xié)同性。單個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)通過(guò)智能采集，與工廠網(wǎng)絡(luò)全部打通，克服了孤島式、單工序“單打獨(dú)斗”的問(wèn)題解決模式。
“接下來(lái)，永鋼將利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AR等先進(jìn)技術(shù)，讓更多5G應(yīng)用成為生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的加速器，賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”程勇表示。
“我們的總體目標(biāo)是基于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)‘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(rùn)增長(zhǎng)為中心，以效率、效益為根本，成本持續(xù)降低、效率持續(xù)提升、風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)可控、數(shù)據(jù)持續(xù)變現(xiàn)、健康持續(xù)順行、市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)提升。”吳毅說(shuō)道。
甩掉傳統(tǒng)標(biāo)簽，打造“智造”名片。通過(guò)智能化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，永鋼把互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)與生產(chǎn)制造、管理機(jī)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，就是永鋼模樣。
