富拓外汇平台资讯纵深丨卓越级智慧工厂,无人炼钢不是梦
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AI算法接管90%以上流程,资讯纵深智慧工人实现“一键炼钢”;“数字孪生”技术让炼钢“黑箱”透明化,丨卓工厂虚拟转炉与真实炉体同步运转;无人天车与智慧仓储平台实现钢卷装卸“零差错”……
在首钢京唐钢铁联合有限责任公司,越级上述场景已经成为现实。无人
该公司通过人工智慧、炼钢5G专网等技术,不梦富拓外汇平台重构旧有钢铁生产流程,资讯纵深智慧打造国内领先的丨卓工厂智慧工厂标杆。基于数智引擎,越级该公司于今年2月入选我国首批卓越级智慧工厂名单。无人
加强5G+AI软件,炼钢首钢京唐钢铁联合有限责任公司正促进钢铁领域从“制造”向“智造”跨越,不梦为钢铁公司数字化转型供给样本。资讯纵深智慧
2月8日拍摄的丨卓工厂首钢京唐钢轧部MCCR(多模式全连续铸轧)产线。 毕景志摄
智慧生产
从经验炼钢到AI炼钢
5月15日,越级唐山市曹妃甸区,首钢京唐钢铁联合有限责任公司(以下简称“首钢京唐”)钢轧作业部炼钢主控室内,几块巨大的屏幕占据了整面墙壁。
流程台前,钢轧作业部炼钢流程人员王东手握鼠标,轻轻打开“吹炼开展”按钮。几秒后,氧枪自动下降,物料精准投入,转炉内火光升腾,而他的视线始终未离开屏幕。屏幕上,一座虚拟的炼钢转炉正“沸腾”着,翻滚的钢水泛着炽热的红光,氧枪插入炉内激起耀眼的白色光焰。
这样的场景,得益于首钢京唐自主研发的“转炉智慧炼钢平台”带来的颠覆性变更。过去,炼钢是经验活,教师傅们要手持炼钢镜,顶着高温靠近炉口监测火焰颜色,凭经验判断氧枪高度、加料时机等。如今,富拓外汇平台资金安全AI接管了90%以上的流程,工人只需“一键开展”,平台便能自动完成吹炼、出钢、溅渣、出渣全流程。
从现场流程的汗流浃背到空调房内的自动炼钢,这种转变背后,是首钢京唐在智慧生产上进行的诸多探索。
旧有钢铁冶炼一直是神秘的“黑箱”流程。生产不可视、多环节难协同,在封闭的“黑箱”里,冶炼现状全凭经验和间接的数据来判断,精准度欠佳。
如何让“黑箱”透明化?首钢京唐的答案是“数字孪生”技术。用摄像头、传感器等,将炼钢流程实时“复制”到虚拟世界。主控室的大屏上,虚拟转炉与真实炉体同步运转,钢水翻滚的细节、氧枪的位置、渣流的轨迹一目了然。
并且,烟气解读仪、声呐探头、红外测温仪等终端组成“感知网”,每秒采集上千条数据,再通过AI模型转化为流程指令。过去炼钢依靠教师傅脑子里的经验,如今依靠数据和AI算法。
“这套智慧炼钢平台攻克了转炉智慧化的多项业内难题。”王东介绍,转炉冶炼涉及固、液、气多相物质的复杂高温物理化学反应,变量复杂多变,富拓外汇平台点差任何一个细节失误,都可能让整炉钢水报废。
为攻克这些难题,首钢京唐组建攻关团队,将深度学习模型与冶金机理模型结合,探索人机协作模式的“最优解”。2023年8月平台上线后,吹炼喷溅率较此前大为下降,终点钢水磷含量平稳在0.003%以下,达到国际先进水平。
智慧炼钢平台不但提高了炼钢效率,还“解放”了炼钢工人。
炉前工曾是钢铁冶炼环节最辛苦的岗位之一,每天要清理数吨炉渣,穿梭在高温与粉尘中。如今,平台通过视觉识别运维渣罐车与转炉同步运行,渣流异常自动报警,炉下渣量日均下降2.1吨。“过去清渣像打仗,现在清理轻松多了。”王东表示。
这些细节的累加,让生产指标显著提高。转炉智慧炼钢平台投用后,直出钢比例提高26%,冶炼周期缩短2分28秒,每吨钢的原料消耗降低2.9公斤。对年产千万吨钢材的首钢京唐来说,节约的总成本非常可观。
“更关键的是,平台消除了人为流程的波动,我们的产品质量更好、更平稳、更有竞争力了。相信在不久的将来,无人炼钢不是梦。”首钢京唐钢轧作业部党委书记王国连表示。
5月15日,货轮在首钢京唐码头进行装卸作业。河北日报记者 赵 杰摄
智慧储运
厂内物流整体效率提高15.2%
5月16日5时,天刚亮,首钢京唐厂区内已是一派繁忙景象。100多辆厂内倒运汽车如同流动的血液,顺着数字平台的指引奔向各自目的地。
同一时间,在首钢京唐运输部智慧物流管控中心的电子大屏上,代表厂内倒运汽车的绿色光点规律跳动,实时呈现汽车的位置、情形、使命数据等。
“绿色表示目前运输的汽车,黄色代表异常停车,蓝色是待命空闲车。”运输部智慧制造工程师罗林林轻点触控屏,一组数据瞬间弹出:当日已完成运输使命127单,汽车平均等待时间8分钟。
这样高效、有序的运输场景,在3年前还难以想象。
“我们的厂内倒运汽车主管各部门原燃料、原资料、固废半成品的倒运使命,过去,这些汽车被分散配置在12个作业部‘各自为战’。”罗林林介绍,这样的分散运维模式,带来的直接难题是效率低下和运力配置不均。
变动始于智慧物流管控平台的上线。这个被首钢京唐数智运营部部长郭亮称为“物流大脑”的中枢平台,以厂区GIS地图为根本,综合运用北斗识别、5G通讯、AI算法等尖端技术,将三维电子地图精确至0.5米,实时联动物流需求、汽车情形与路径规划,让厂内运输车化作听令而动的“钢铁军团”。
在智慧物流管控中心,笔者看到,平台根据排产量、运输需求、到货量、到货时间等数据,自动进行数据算法优化,计算出最优的产品库区和汽车配载安排,从而实现智慧调度,有效提高了汽车运输效率。
数据不会说谎。在智慧物流管控平台上线后,首钢京唐运输汽车下降了60台,单车日均作业时长从6小时增至9.2小时,厂内物流整体效率提高15.2%,错运、漏运等难题也得到彻底处理。
和智慧物流匹配的,还有智慧无人仓储平台。
“冀B22910D,请进入库区1跨A通道。”5月16日7时,随着电子提示音响起,一辆重型卡车缓缓驶入首钢京唐运输部成品码头5号仓库。
司机将车停稳后,走向车位旁的盘柜刷卡。随着屏幕上跳出使命数据,接到指令的无人天车开展快速移动并精准识别,巨大的钢卷被机械臂稳稳抓起,最后轻放在卡车货板上。整个流程,不见一名天车流程员的身影。
这是5号仓库的日常一幕。这座占地2.6万平方米的巨型仓库内,6台无人天车24小时穿梭于钢卷垛位上方。机械轰鸣声中,钢卷的吊装、识别、运输等作业环节完全由平台自主完成。
“以前仓库里人车交错,现在连脚步声都很少听到了。”该仓库主管人郑坤说,旧有库区内,天车司机需在十几米高空俯视作业,理货员则穿行于钢卷垛位间,一个流程失误就可能造成险情。
如今,智慧仓储平台和智慧物流运输平台匹配融合,实现了运输智慧化和仓储调度无人化作业,最大程度消除了保养隐患。
相比之前,无人天车的流程精确率也大幅提高。“冷轧产品多是高端汽车板、家电板,人工流程稍有不慎就会引发钢卷划伤,造成不必要的损失。”郑坤介绍。
现在,无人天车可以通过垛位坐标迅速找到存放钢卷位置,不会磕碰到钢卷。天车在夹钳下落时,可以精准测算出下降高度,在距离地面1.5米时缓慢下降。自智慧仓储平台正式投运以来,装卸产品差错率一直保持着“零”的纪录。
“作为钢铁领域第一家采用物流运输模型算法的公司,首钢京唐实现了物流大数据交互共享,设立统一的运输资源运维体系,为钢铁物流数字化转型供给了‘首钢智慧’与‘京唐样本’。”郭亮表示。
5月15日拍摄的首钢京唐公司厂区。河北日报记者赵杰摄
5G专网
让智慧化贯穿每个“神经末梢”
“说到底,我们厂区的智慧化、数字化改造,都离不开一项根本工作——5G专网建设。”郭亮告诉笔者。
5G专网为何如此关键?
众所周知,钢铁产业的长流程生产十分复杂。在占地30平方公里的厂区里,首钢京唐布局了从矿石码头、烧结、焦化到炼钢、热轧、冷轧等整个生产流程,有将近50条生产线。
此外,钢铁厂属于典型的流程生产领域,生产流程是连续不断的,在如此复杂的生态下实现大量数据及时传递,原来利用的数据化平台遇到了挑战。
“过去用工业Wi-Fi,有时候数据传输量一大,影片就卡成‘连环画’,运维指令推迟几秒,天车吊装钢卷时心都悬着。”郭亮坦言。
和旧有手段相比,5G网络具有高带宽、低时延、高可靠、广连接的特点,能满足工业生态下大多数软件场景的需求,不仅可代替有线连接,还比Wi-Fi更具保养性、可靠性、移动性和抗干扰性等优势,为钢铁公司构建统一的无线网络供给了可能。
2020年,首钢京唐开展建设5G专网。2023年,首钢京唐又进行了5G专网替换。
5G专网如同为这个钢铁巨人装上了“超级神经”:传输速率超1Gbps,时延压至20毫秒以下,能并且连接数万台终端。
“信号‘飞’得快,天车‘跑’得稳。”郭亮说,“以炼钢部52架无人天车为例,算力基站让运维指令‘一键直达’,即便在温度很高且钢架构密集的作业车间,数据也能毫秒级回应;双频基站则像双保险,一条信号波动,另一条即刻顶上。”
5G专网变更的不仅是效率和速度。之前,在港口作业区,工人在40米高的卸船机司机室里作业,夏日驾驶室闷如蒸笼,冬季寒风从脚底灌入,稍有不慎还可能造成保养事故。
与此并且,港机终端作业需要根据船和货物的位置不断移动,这意味着采用固定光缆架设网络,除了需要高昂的成本,也需要卸船机一直拖着长长的“辫子”移动,既麻烦,也会带来新的保养隐患。
首钢京唐通过5G网络实现卸船机的远程运维后,不但完美处理了以上痛点,安排成本还更低了。
如今在首钢京唐,5G已渗透到生产、物流、保养等五大核心场景:在酸洗原料库、中间库、镀锌成品库,遍布车间的摄像头将实时图像清晰回传到指挥中心屏幕,如有难题,运维人员第一时间就能及时应对;在无人仓库,“黑灯作业”已经实现,钢卷识别误差不超过2厘米;在全球首创的MCCR(多模式全连续铸轧)生产线,从钢水到钢卷仅需25分钟,比旧有工艺节能40%……
目前,首钢京唐目前推动5G专网的第二期改造,核心加强5G的软件场景,进一步提高平台的复用价值,并探索更多5G+AI软件。
“将来,首钢京唐将依托5G专网,核心推动智慧园区等核心领域,探索无人驾驶等先进技术,致力于通过5G网络实现高效的数据传输与应对,提高厂区保养、运维效率及资源运维。”郭亮说。(王思达 王育民 王 宇)
记者手记
以智慧化破解转型难题
曾几何时,高炉轰鸣、钢花飞溅、汗流浃背的工人与“傻大黑粗”的标签,共同构成了人们对钢铁领域的刻板印象。然而,在唐山市曹妃甸区,首钢京唐钢铁联合有限责任公司用一场全方位的智慧化改造,将这一刻板印象彻底打破。
在旧有钢企生产车间里,教师傅的“火眼金睛”曾是核心竞争力,但这种依赖个体经验的模式,恰恰成为领域标准化、智慧化的桎梏。首钢京唐的转炉智慧炼钢平台,将教师傅数十年积累的“肌肉记忆”,转化为可复制、可迭代的AI算法,让人从高温高危的流程者替换为生产流程的“指挥官”。
这不仅是技术的进步,更是对旧有生产思维和运维思维的告别。首钢京唐的实践证明,智慧制造的本质不是简单的机器取代人,而是重构人与机器的关系。
对公司来说,这也是一场“生存革命”。在钢铁领域处于下行周期、原资料成本高企等多重挑战并存的当下,公司的智慧化已经不只是锦上添花,而是决定公司将来竞争力的关键因素。
转炉智慧炼钢平台投用后,直出钢比例提高26%,冶炼周期缩短2分28秒,每吨钢的原料消耗降低2.9公斤……这些直观数据背后,是公司对降本增效的不断追求。首钢京唐入选我国首批卓越级智慧工厂名单,正是对其智慧化改造效果的最大肯定。
更值得留意的是,智慧化与绿色化在首钢京唐实现了“双螺旋”上升。冶炼周期缩短带来能耗降低,无人化流程下降资源浪费,直出钢比例提高直接削减碳排放,每一项技术突破也并且给绿色推动、节能减排带来了更多可能。
当某些公司还在环保与效益间艰难权衡时,首钢京唐用自己的实践证明,智慧制造与绿色生产可以成为高质量推动的“一体两面”。
在采访中,记者深切体会到,没有夕阳产业,只有不愿意变革的公司。当AI炼钢、“数字孪生”、5G专网从概念走入生产车间,首钢京唐不仅完成了自我蜕变,更为旧有公司、旧有领域的转型替换供给了思路、树立了典范。(河北日报记者 王思达)