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    【走進智慧鋼城】打造“黑燈工廠”:中冶賽迪點亮鋼鐵生產智慧時代

    2022-03-28 09:36:00

    中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
    記者 陶海銀 報道
    通訊員 周珣 報道
     
    走進智慧鋼城
      走進寶武湛鋼的無人化碼頭,在夜晚昏暗的燈光下,吊運行車在頭頂來回穿梭,巨大的機器臂抓著重達數噸的冷軋鋼卷,一卷一卷平穩地放入貨輪的倉庫,定睛細看,空中行車駕駛艙內卻不見人蹤,這難道就是傳說中的“黑燈工廠”?
      “黑燈工廠”是對智慧工廠的一種生動描繪。同以往的工廠不同,“黑燈工廠”沒有太多工人,生產操作由機器按照程序自行完成,而生產工人則可以從低端重復的勞動和危險的生產環境中解放出來,轉而從事更具創造力的工作?!昂跓艄S”的背后,覆蓋了大量目前最前沿的技術,包括AI、物聯網、云計算、大數據、5G等等。這些技術的集成,讓工廠生產運行效能得到大大提升。
      在數字轉型時代潮流中,中冶賽迪不斷踐行“黑燈工廠”理念,將60余年積淀的鋼鐵冶金領域知識和大數據、人工智能、物聯網等新一代信息技術緊密結合,以創新為抓手,構建“平臺、大數據、智能化、自動化、數字化設計”五位一體的智能化能力體系,完成一個又一個鋼鐵生產智能化突破,讓無人化自動運行的“黑燈工廠”一步步向現實靠近。
    湛江無人化碼頭
      01  水土云工業互聯網平臺:智能制造的核心基座
      2021年智博會,中冶賽迪在產品發布會上展示了自主開發的水土云工業互聯網平臺,這是全球鋼鐵工業唯一全流程實戰應用的工業互聯網平臺,受到廣泛關注,中冶賽迪也被評價為設計院向智能化數字化企業轉型的典范。
      工業互聯網平臺作為智慧制造的核心技術之一,不僅能將原材料、產品、智能加工設備、生產線、工廠、工人、供應商和用戶緊密聯系起來,而且能利用跨部門、跨層級、跨地域的互聯信息,以更高的層次給出最優的資源配置方案和加工過程,提升制造過程的智能化程度。
      中冶賽迪高度注重工業互聯網平臺核心技術的安全、自主、可控,在水土云工業互聯網平臺開發中,打破傳統ISA95信息化架構,采用具有自主知識產權的扁平化系統架構,解決了鋼鐵企業傳統多層系統架構的縱向數據衰減和橫向數據孤島的問題,搭載一系列鋼鐵核心組件,使平臺可以高效采集和處理海量數據,具備跨工序、跨系統的參數體系,讓行業數據發揮出應有的價值。
      水土云工業互聯網平臺作為智能制造解決方案的核心底座,為鋼鐵企業提供全新的、完整的智能制造解決方案,已在寶武集團、南京鋼鐵、永鋒鋼鐵等大型鋼鐵企業開展了深度規?;瘧?,推動了鋼鐵企業組織架構重塑,實現技術提升、流程優化和扁平化管理,成為目前流程工業起步最早、應用規模最大、影響最廣、經濟效益最突出的平臺。2020年,在工信部組織的第二屆中國工業互聯網大賽上,中冶賽迪“基于工業互聯網平臺的鋼鐵一體化生產智能管控解決方案”榮獲全國總冠軍,代表了當今中國工業互聯網發展的先進水平。
    水土云中冶賽迪工業互聯網平臺
      目前,中冶賽迪已形成了基于工業互聯網平臺的鐵區一體化、鋼軋一體化、智能生產管控中心一體化產品架構,積極打通智能化大數據與鋼鐵工業深度融合的通道,一系列具有自主知識產權的特色產品投入行業應用,推動了鋼鐵生產的智能化變革,在無人少人、降本增效、精益管理、本質安全等方面成效顯著。
      02  鐵區一體化:告別“臟、累、險”,實現效率變革
      鐵區生產覆蓋高爐、燒結、焦化、球團、石灰窯、原料廠等多道工序,生產能耗在全廠能耗中占比大,作業環境涉及高溫、煤氣、煙塵等多種危險源。在傳統煉鐵作業中,各操作崗位分散于現場一線,工作環境惡劣,工作內容重復枯燥,且大多數生產操作依賴工人經驗。傳統鐵區生產存在的一系列問題對一體化高效集中控制提出了迫切的需求。中冶賽迪基于大數據一體化管控的智慧煉鐵集控產品實現了鐵區管控一體化、操作集約化,大大減少作業區數量,提升人事效率、生產效率,開創鐵區生產新模式。
    寶武韶鋼智慧中心——中冶賽迪總承包建設的鋼鐵行業首座鐵前智慧集控中心,打造了中國鋼鐵智能制造領域里程碑式的標桿
      在寶武韶鋼,中冶賽迪成功打造了全球首個鋼鐵智慧中心,原本分布在4平方公里范圍內的8大工序、30個系統、42個中控室,全部整合融入占地1600平方米的智慧中心,400多名員工從涉煤氣等重大危險區域撤出,實現5千米以上遠距離大規模集中控制。在鐵區和能介區生產現場,總共安裝了1600多個攝像頭,采集畫面在智慧中心的大屏幕上滾動播放,并通過視頻聯動技術進行自動彈窗報警,提醒操作人員第一時間處理,安全得到了本質的提升,管理也更加人性化。一體化管控讓數據在統一平臺匯聚,也讓各操作區工作人員的協同模式提檔升級,為生產順利平穩運行提供了強有力的保障。
      項目投產后,生產指標明顯優化,噸鐵成本降低25元,平均日產量提升500噸;徹底創新了鋼鐵生產組織模式,作業區數量下降60%,人事效率提升40%,總體勞動生產率提升近40%。
      在寶鋼湛江鋼鐵,中冶賽迪建成了鋼鐵行業首座智能化原料場,實現了對湛江原料場的精確、實時管理,大幅提高作業質量。以往鋼鐵原料場在盤庫過程中,只能依靠人工測量,過程辛苦不說,而且測量準確性依賴于工人經驗,誤差最大時可達幾千噸,嚴重影響生產安排。而湛江智能化原料場可以通過激光掃描儀自動生成原料堆三維模型,電腦在模型基礎上實時算出每個原料堆的體積,從而計算出它們的準確重量,測量誤差能夠控制在1%以內。湛江智能化原料場還實現了堆取料機無人化運行,操作人員不用在現場操作,只需要在集控中心遠程控制操作堆料取料即可。湛江智能化原料場的無人堆取料作業能夠自動規劃作業策略,保證物料堆存的整齊劃一,減少沿途灑料,大幅提升料場利用率。項目建成后,勞動生產率提升80%,原料場利用率提升20%,盤庫效率提升90%。
    湛江智慧原料場
      03  鋼軋一體化:用“機智”解放“人智”
      鋼鐵生產工藝多、流程長,其中的軋制環節長期以來是鋼鐵生產中對自動化程度要求最高的工序之一。隨著經濟的發展,企業對軋制精度和速度的要求不斷提高,人工操作難以滿足生產的實際需求。中冶賽迪在鋼軋領域推出一系列智能管控產品,實現鋼軋一體化、數字化、智能化,全面提高生產效率、產品質量,降低人工成本,重塑一線工人工作環境。
      2019年12月,中冶賽迪承建的寶武武鋼有限熱軋操控中心投運,首次實現了行業內熱連軋產線的穩定高效遠程操控生產。在2250軋線操作區,以往分散的粗軋、精軋以及卷取共7個崗位合并至3個崗位,軋線作業人員可以實現全線信息共享、實時協同作業;在2250和1580熱軋加熱爐區,原來的6個崗位被合并至2個崗位,軋制節奏控制、自動燒鋼、自動裝/抽鋼、電子圍欄等智能控制技術,實現了軋制節奏的智能控制,工人在現場的自行操作也轉變為遠程的集中監護。
    中冶賽迪打造的武鋼熱軋智慧集控中心,首次實現寬帶鋼熱軋生產線遠程操作軋鋼
      智能化改造不僅讓機器操作代替了人工一線操作,還運用人工智能技術、智能化決策模型輔助工人進行智能化決策,用“機智”輔助“人智”更上一層樓。在武鋼操控中心運維區,中冶賽迪運用質量自動判定、設備自動診斷、水量自動平衡等智能化技術,實時收集質量、設備等關鍵部位的信息,并對有效信息進行精準推送,一旦設備出現需要更換或維修的狀況,運維區域的操作工會提前收到相關信息,從“事后破案”變成“事前預警”,點檢工作實現了實時化、可視化、智能化。
      在寶武八一鋼鐵,中冶賽迪建設的行業首個智能熱軋鋼卷庫正在有序地運行。來來往往的行車不斷將鋼卷夾起、放下,完成一次次入庫出庫的過程。然而這些行車并沒有駕駛員在現場駕駛,而是由工作人員遠程監控,當人工遠程下達指令之后,行車會自動進行卸卷、倒卷、裝車作業。傳統的人工駕駛行車往往會對汽車廂體產生一定的沖擊和損傷,而該系統能夠適應高溫、復雜環境,智能優化作業路徑,通過高精度定位控制,保障行車安全、高效、可靠運轉,徹底消除鋼卷貨物及設備損傷。這套熱軋智能化鋼卷庫系統實現了行車、調度、庫房管理無人化,庫區作業人員減少50%以上,庫區整體作業效率提升10%以上,綜合能耗降低5%-10%。
    中冶賽迪建設的八一鋼鐵熱軋鋼卷庫智慧倉儲項目
      04  全流程管控一體化:打造統一平臺的新時代智慧鋼廠
      智能原料場、智能煉鐵、智能軋鋼、智能鋼卷庫、智慧鐵水運輸、智慧水集控……中冶賽迪通過多年的創新與實踐,最終連點成線,實現了水土云工業互聯網平臺之上的全流程智能管控,讓全廠生產數據在同一平臺匯聚,讓廠區每一塊物料都實現信息回傳,數據不落地、流程無斷點,描繪出工業4.0時代智慧鋼廠的嶄新面貌,為高質量精益生產創造了可能。
      2020年,中冶賽迪打造的行業內首個基于統一工業互聯網平臺的全流程數字鋼廠——永鋒臨港智能工廠陸續上線,數字化的智能管控貫穿“鐵-鋼-軋”全流程,真正實現鋼鐵生產全生命周期統一管理。
      在該項目中,中冶賽迪利用工業互聯網平臺,統一數據平臺、統一開放應用平臺、統一生產協同平臺,連接了全廠原料、煉鐵、煉鋼、軋鋼、能源、物流、安環等各生產工序的設備超過3萬臺,實時數據超過50萬,讓生產要素和生產過程數字化,為工作人員合理決策提供了堅實的數據支持。中冶賽迪開發生產、設備、能源、物流、安環等12大類智能應用app,為進廠、庫存、加工、出廠每個生產環節提供了數字化支撐,讓鋼鐵工業生產、管理效率實現新的飛躍。
    中冶賽迪建設的山東永鋒臨港產業園智能工廠項目
      同年,中冶賽迪還在鑌鑫鋼鐵啟動了首個運行鋼廠全流程數字化改造項目,承擔了印尼德信全廠智能化項目,將智能制造產品推向海外。這意味中冶賽迪在打造“黑燈工廠”的道路上又邁出了堅實的一步。
      “黑燈工廠”承載著人們對智能化、無人化生產的想象與期許,這些期許背后是社會對高質量發展的不懈追求,也是不斷優化勞動環境、以人為本的人文理想。中冶賽迪作為國家冶金建設國家隊領跑者,從未忘記國家與時代賦予的使命,從操作無人化到協同自動化,再到決策自動化,在不斷實踐和探索中豐富和發展著“黑燈工廠”的內涵。
      黨的十九大報告提出,要加快建設制造強國,加快發展先進制造業,推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。習近平總書記強調,要促進數字技術與實體經濟深度融合,賦能傳統產業轉型升級,催生新產業新業態新模式,不斷做強做優做大我國數字經濟。立足新時代,中冶賽迪將不斷自主創新,以信息化、智能化技術重塑鋼鐵工業的生產、管理、運營,讓“機器智慧”解放人力,讓數字力量賦能行業,真正讓智能化為鋼鐵工業高質量發展注入新動能。

    來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

    編輯:張雨恬

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