游客您好,您還沒有登錄哦! 免費注冊|登錄
你的位置:首頁  > 行業要聞
浦項持續推進智能工廠業務
信息來源:世界金屬導報2019-10-15A02      時間:2019-11-12 08:28:47


“燈塔工廠”簡介

近期,世界經濟論壇第13屆新領軍者年會公布第三批十家全球“燈塔工廠”名單,浦項鋼鐵公司成為首家入選全球“燈塔工廠”的韓國企業。

目前,全球共有26家“燈塔工廠”,他們代表了部分全球知名制造業企業,這些企業綜合運用物聯網、云計算、大數據和人工智能等第四次工業革命的先進技術,在經濟和運營效應方面具有領先的實力。借助“燈塔工廠”這一交流平臺,可以為企業提供“全球燈塔網絡會員”資格,會員之間可以更好地分享知識和經驗,共同提升智能工廠的業務水平。在近五年時間里,浦項大力發展智能工廠業務,以期不斷提升鋼鐵主業的競爭力,不僅如此,還通過與中小企業和初創企業合作,實現共同發展。

“PosFrame”智能平臺控制生產

浦項的智能工廠業務最早可以追溯到2015年,當時智能工業還未興起,浦項在光陽廠的厚板分廠引進了大數據這類新技術,光陽廠也成為浦項智能工廠業務的試驗場。在前期的實踐和積累過程中,浦項自主創建了智能工廠平臺“PosFrame”,將過去51年的操作數據和積累技能全部整合并儲存在一起,同時充分運用物聯網、大數據和人工智能等新技術,自主學習,從而得出最佳的工藝條件,實現對工序的精準控制。

作為全球首個連續制造工序的智能工廠平臺,PosFrame可以收集并整理實時數據,其目標就是為了明確指出產品缺陷的原因,通過連續追溯整個工藝流程,從而精準確定質量波動可能出現的地方。簡單的數字化只是將信息儲存為信息,而PosFrame可以分析數據,并用于開發自動化模型,這些模型可以應用于各生產工序。借助PosFrame收集和標準化的數據,工程師不僅可以分析整個工藝流程的問題,還可以有效應對隨機出現的緊急事件。通過自我學習這些數據,提出理想的工藝條件,并對鋼鐵廠操作進行控制,PosFrame可以將人為失誤降至最低。

操作人員將簡單的重復性工作委托給機器,而不是將他們的復雜技能和腦力用于改進鋼鐵生產操作,并將結果反饋到PosFrame中,以促進技術和人類之間的最終協同作用。由此可見,PosFrame已經超出了數字化的范疇,浦項借助這一工具加快了智能工廠業務的發展進程,所有員工都可以成為半個人工智能專家。為了進一步推廣智能化工序,自2017年起,浦項一直面向全體員工開展智能技術培訓,這有助于提升操作技能,從而構建數據驅動的工作環境。

“智能任務”工具處理小批量訂單

在訂單管理方面,小批量訂單的處理變得更加智能化。浦項的訂單管理小組處理整個鋼鐵生產的計劃。他們的關鍵任務之一就是處理小批量訂單,這些小批量訂單的數量太小,以至于通常不能滿足鋼鐵廠的最小生產規模要求。在智能化之前,通常需要手動分析和處理小批量訂單,從檢查小批量訂單標準,直至確定是否以及如何批量處理這類訂單。手動設置標準和修訂通常耗費大半年的時間,最壞的情況是小批量訂單有時還會被遺漏,很難實現真正生產。因此,這類訂單只能重新設置,被并入到其他訂單中,這一過程通常就需要六個小時以上,因而整個小批量訂單的平均處理時間就長達12小時。

通過運用“智能任務”(Smart Task)工具,基于先前所有數據,人工智能自動組織小批量訂單,由系統得出影響小批量訂單的關鍵因素。人工智能也會自我學習,自主評價這些訂單,處理準確度可達97%。為了最大限度降低生產成本,系統也會預測生產規模,將小批量訂單完全與其他訂單整合,準確度可達99.99%,平均處理時間僅為一小時。

在煉鐵工序上,浦項的智能煉鐵技術已經成為了韓國“國家核心技術”。早前,爐膛通風、燃燒性、鐵水溫度等多因素一直是人為控制,存在較大偏差。為此,浦項鋼鐵廠的煉鐵部率先界定了影響高爐爐況的變量,隨即對不同信息進行整合,這一過程被稱作“數據標準化”,從而順利啟用智能任務工具。在智能任務系統中,有關操作人員經驗的各項指標有助于實現原來手動過程的自動化。目前,通過物聯網收集鐵水溫度數據,而且由高清攝像頭定期檢查原燃料。

高爐自動控制技術

在2017年,浦項就開始加快自動控制系統的建立。通過深度學習,人工智能對數據進行運算和處理,并由系統進行預測和控制潛在變量,基于運算結果,就可以判斷爐況好壞與否,或者是否出現了問題。此前,操作人員每隔兩小時就要在高爐下部進行手動測定,而現在通過安裝在高爐下部的傳感器就可以對鐵水溫度進行實時測定,預測一小時后爐內的熱量水平,從而實現對鐵水冶煉的自動控制。與此同時,在高爐風口安裝的照相機可以拍攝數千張圖像,同時對爐內狀況進行評價,實現對鐵礦石和焦炭裝料的自動控制。借助爐體溫度計對采集的溫度圖像進行分析,判定附著物的形狀,由此實現裝料模式的自動化控制。即便目前的爐況是理想的,智能系統還將不斷優化,從而持續保持爐況的最佳狀態。目前,浦項鋼鐵廠的2號高爐已經成為韓國首個高爐自動智能化技術的試驗場,基于前期的努力,日均鐵水可增產240噸,每年可生產8.76萬噸鐵水,相較以往的年均水平增加了5%。與此同時,每生產1噸鐵水所需的單位燃料量也顯著減少,燃料費用相較以往年均水平節省了1%。在今年7月,這項智能高爐技術獲評韓國政府指定的“國家核心技術”,今后有望應用于規模更大的3號和4號高爐。

煉鋼工序綜合控制系統PTX

在煉鋼工序上,浦項自主開發了綜合控制系統PTX。煉鋼工序的操作溫度高達1650℃,很難進行實時測定,在一定時間內,成分的調節和溫度的控制都會對鋼材成品的質量和成本產生一定影響,傳統工序的運行基本依靠數十年的經驗,操作偏差和人為失誤也在所難免。階段性異常不僅會導致工序的終止,也會直接影響前后工序。在普通鋼種生產過程中,可能會涉及125000個步驟,浦項對這些步驟進行數字化和標準化,2018年7月,浦項鋼鐵廠煉鋼二分廠開發了一種綜合控制系統PTX(Posco sTeel making eXpress),寓意是像韓國KTX高速列車一樣迅速而準確地運行,該系統可以有效控制從轉爐到連鑄工序的時間、溫度和成分。

通過運用PTX,由人工智能對鐵水溫度、成分、輔料等進行深度學習和優化設計,讓連續處理成為現實,從轉爐到連鑄的整個流程沒有暫停和延誤,同時可以實時評估到達時間、溫度和產品成分。在此之前,溫度精度為80%,而該系統預測的溫度精度為90%,可以實現物料的有效利用。經過一年的應用,原料用量可節省60%左右,操作時間可縮短兩分鐘,隨著操作效率的提升,產品不合格率下降了20%,通過預測不同工序的目標溫度并進行精準控制,取得了良好的實際成效,未來浦項還計劃逐步將其推廣至煉鋼一分廠和三分廠。

連鑄工序缺陷預測模型

在連鑄工序,采用缺陷預測模型實現降本增效。雖說質量控制是至關重要的,但目前卻很難實現全覆蓋的檢查。因此,典型的檢查主要是對樣品材料進行100%的表面檢查。在特定樣品上檢測出任何異常時,同批次的所有其他材料也必須被重新追回,隨后進行檢查。目前,浦項廠2號和4號連鑄車間每年對34萬噸樣品材料進行檢查,僅有3萬噸發現有缺陷。

考慮到缺陷材料的數量不大,浦項一直致力于縮減檢查的時間,最大化利用公司的資源。通過應用人工智能,收集有關煉鋼和連鑄工序的海量數據,建立可以預測缺陷的模型,針對導致質量異常的原因建立相關標準。這套新系統于2018年3月正式啟動,不僅可以篩檢出缺陷材料,還可以減少不必要的檢查,每年可降本60億韓元。

厚板軋制工序自動控制平整度

在厚板軋制工序,采用人工智能技術自動控制平整度。厚板首先需要經過板坯加熱工序,隨后經過兩次軋制工序。此后,根據客戶的要求,厚板經過熱機械控制工藝(TMCP)進行冷卻。TMCP工藝在鋼板表面噴射高壓水,使其快冷至指定溫度,從而提升厚板的強度和焊接性能。TMCP工藝噴水技術至關重要,如果沒有精準操作,就會對厚板平整度造成不良影響。

一直以來,厚板的平整度主要進行兩次手動測定,一次是TMCP處理后的熱厚板的熱平整度,另一次則是剪切過程中厚板冷卻后的冷平整度,這種測定方式耗時費力。光陽廠厚板分廠開創了一種學習模型,可以對熱平整度和冷卻度的影響因素進行分析,最終確定最佳平整度條件。目前,工程師可以通過人工智能檢測各工序的運行情況,對各關鍵參數值進行監控。TMCP工序后的矯正需求目前降至50%,每年可節省13億韓元。

連續熱鍍鋅工序智能表面處理技術

在連續熱鍍鋅工序,智能表面處理技術實現了涂層重量的精準控制。連續熱鍍鋅生產線(CGL)是將冷軋鋼卷進行連續熱處理,隨后放入鋅鍋中,最終生產出鍍鋅板卷。浦項的千兆鋼(Giga Steel)產品也是通過CGL工序制造的。板卷從鋅鍋中取出后,在金屬鋅完全凝固于板卷表面之前,由氣刀控制涂覆量。板卷產品的目標涂層重量存在一定波動,而且只能在氣刀處理后才能測定涂層重量,因此涂層重量控制依舊是一個技術難題。

為迎接挑戰,浦項大膽采用人工智能技術,開發了一種涂層重量的控制模型,它可以根據鋼種、板厚、寬度、操作條件和目標涂層重量等相關因素進行深度學習,在氣刀后200米長度內進行涂層重量測定,從而實現精準管理。此前,涂層重量預測命中率為89%,而目前可達99%。這項智能表面處理技術已經應用于浦項下屬的兩大鋼鐵廠,也同樣獲評韓國“國家核心技術”。

智能監控系統(CCTV)

在智能化鋼鐵廠,員工安全和環境保護都是優先考慮的問題。通過整合前期運行軌跡,浦項自主開發的智能監控系統(CCTV)可以自動檢測生產設備實時狀況。一旦系統辨識出任何異常情況,就會向管理人員發出警報。從2018年開始,該套系統已經安裝于光陽廠3號表面處理車間、煉鋼二分廠、焦化一分廠,以及浦項廠厚板二分廠。

針對產品質量和安全信息,智能CCTV可以自動辨識和分析,大幅減少人工手動檢查的時間。在煉鋼廠,智能相機鏡頭可以測定并記錄鐵水的溫度,通過鏡頭傳輸,并對鏡頭進行編號和分析,如果出現異常情況就會采取應對措施;在表面處理車間,智能相機可以捕捉板卷末端細微的顏色差異,從而實現對質量缺陷的快速響應。另外,多重成像設備,如熱成像相機,可以主動檢測和預防火災隱患。在鋼鐵廠的任意角落,智能CCTV可以實時收集并確認潛在的危險因素。

截至目前,浦項的智能工廠項目依舊在不斷進行和豐富完善之中。隨著一系列創新型智能化技術的確立,浦項還將繼續迎接未來的挑戰,通過工序生產的智能化,可以有效提升生產效率、產品質量,同時確保作業安全,助推企業的可持續發展。 (翩躚)

關于我們    |     聯系我們    |     會員服務    |    版權聲明
本網站所有內容均屬世界金屬導報社所有,未經《世界金屬導報》書面授權,請勿以任何方式轉載,否則即為侵權。
(中國)北京市東城區燈市口大街74號,100730
京ICP備11022607號-3
Copyright ? 2004-2016 by www.ozorpx.tw. all rights reserved
北京pk10彩票走势图