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玉鼠辭舊,金牛迎春!2020,北科工研驅(qū)動智造蝶變

玉鼠辭舊,金牛迎春!在農(nóng)歷牛年到來之際,北科工研向您和您的家人捎來新年的祝福和親切的問候!

極不平凡的2020,讓無數(shù)平凡人凝聚起來,齊心抗擊疫情,攜手決戰(zhàn)脫貧攻堅。榜樣、信念力量無窮,鼓舞人、啟迪人。作為北京科技大學(xué)傾力打造的科技成果轉(zhuǎn)化品牌,鋼鐵及有色關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)的墾荒者和引領(lǐng)者,2020年北科工研勇立潮頭,敢于擔(dān)當(dāng),聚焦新一代綠色、高效的冶金工藝裝備及控制技術(shù)革新,創(chuàng)新性提出了包含多層級、多工序的冶金智能制造整體技術(shù)方案,并積極推進各項智能化技術(shù)落地。

1 智造規(guī)劃:謀定而后動

2020年9月28日,三鋼集團公司智能制造總體規(guī)劃驗收匯報會圓滿召開,北科工研負責(zé)編制的三鋼智能制造總體規(guī)劃方案將作為指導(dǎo)性文件,助力三鋼實現(xiàn)從“鋼鐵制造”向“鋼鐵智造”的跨越。三鋼智能制造總體規(guī)劃按照“總體規(guī)劃、分步實施,由點及面、由低到高,先搭框架、后逐漸填充完善“的總體思想,圍繞“一中心、三協(xié)同”分為三期進行建設(shè),重點突破跨地域、跨系統(tǒng)、跨流程、跨專業(yè)的業(yè)務(wù)壁壘。以大數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ),通過集中操作和協(xié)同管控打破業(yè)務(wù)壁壘,實現(xiàn)公司數(shù)據(jù)透明化、業(yè)務(wù)協(xié)同化、管控智慧化,該規(guī)劃方案得到了三鋼的高度認可和好評。2020年11月,北科工研再次獲得萊鋼智能制造規(guī)劃項目,并有多個意向項目正在落地。

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2 智能支撐:九層之臺,起于壘土

智能支撐層作為智能制造的基礎(chǔ),瞄準(zhǔn)冶金工廠基礎(chǔ)設(shè)施的短板補齊、增強感知、機器代人、數(shù)據(jù)中心建設(shè)等,實現(xiàn)生產(chǎn)全過程自動化、現(xiàn)場值守?zé)o人化和產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化。

2.1 iBKLinker冶金工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

2020年12月,北科工研發(fā)布了“更懂冶金流程”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺iBKLinker。該平臺包括工業(yè)資源層、邊緣和基礎(chǔ)服務(wù)層,平臺層,工業(yè)應(yīng)用層四個層級,集成邊緣計算、數(shù)據(jù)治理、應(yīng)用服務(wù)、算法集成、前端開發(fā)、監(jiān)控運維六大核心板塊,全面支撐智能制造應(yīng)用場景。繼馬鋼、鞍鋼、漣鋼、沙鋼、淮鋼、建龍等應(yīng)用業(yè)績后,2020年,該平臺繼續(xù)成功應(yīng)用于鞍鋼、石家莊智慧物流園、遷鋼硅鋼智能倉庫、新鋼中厚板、梅鋼冷熱軋、攀鋼西昌鋼釩等。以鞍鋼為例,目前平臺用戶注冊總數(shù)1350,構(gòu)建機理類仿真模型及數(shù)據(jù)類分析模型35個,集成回歸、分類、聚類等機器學(xué)習(xí)算法9類,接入關(guān)鍵機組或單體設(shè)備89個,采集包括實時數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等多種類型數(shù)據(jù),年存儲數(shù)據(jù)達110TB,打破傳統(tǒng)工控封閉生態(tài)以及西門子、施耐德等自動化廠商的技術(shù)壟斷,降低構(gòu)建平臺軟件采購成本50%以上。該項目已入選工信部2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目,助力鞍鋼智能化轉(zhuǎn)型進程。

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2.2 基于深度學(xué)習(xí)的新一代表面檢測系統(tǒng)

作為冶金行業(yè)表面在線視覺檢測技術(shù)的先行者,北科工研結(jié)合上百套國內(nèi)外表面檢測系統(tǒng)的實踐經(jīng)驗,將傳統(tǒng)缺陷檢測算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)深度融合,進一步提高算法的識別準(zhǔn)確率,形成了更適用于冶金領(lǐng)域復(fù)雜邊界條件下的表面缺陷檢測技術(shù)?;谶@一技術(shù),北科工研新一代表面檢測系統(tǒng)不斷得到用戶認可,近兩年在馬鋼、太鋼等多個企業(yè)成功替換掉百思泰、康耐視等外方產(chǎn)品,引領(lǐng)核心技術(shù)國產(chǎn)化。系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場后,由于周期表面缺陷產(chǎn)生的質(zhì)量問題下降90%,生產(chǎn)效率和效益大大提高。2020年,新一代表面質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)繼續(xù)在馬鋼2250、太鋼熱軋橫切線及平整線、浦項不銹鋼熱軋帶鋼等項目上成功應(yīng)用,為客戶產(chǎn)線質(zhì)量控制和智慧制造添磚加瓦?!痘谏疃葘W(xué)習(xí)的熱軋帶鋼表面在線檢測與質(zhì)量評級》項目在2020年榮獲冶金科學(xué)技術(shù)進步一等獎。

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2.3 熱軋自動軋鋼關(guān)鍵測控技術(shù)

粗軋鐮刀彎、翹扣頭與精軋機架間跑偏是造成熱軋堆鋼、甩尾、軋破的直接原因,嚴(yán)重影響生產(chǎn)順行,導(dǎo)致軋線難以實現(xiàn)完全意義上的自動化,人工干預(yù)多。2020年9月,北科工研開發(fā)的熱連軋機架間跑偏檢測系統(tǒng)應(yīng)用于馬鋼2250機組,同年12月實現(xiàn)自動糾偏控制系統(tǒng)上線。同時,北科工研也為首鋼京唐1580、馬鋼1580、邢臺德龍1250等機組提供了粗軋鐮刀彎、翹扣頭測控等系統(tǒng),開發(fā)了包括粗軋鐮刀彎、翹扣頭以及精軋機架間跑偏在內(nèi)的熱軋全線運行非對稱檢測與自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用將操作人員的頻繁干預(yù)轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控為主,有效降低甩尾與堆鋼概率,提升生產(chǎn)穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。該成套技術(shù)引領(lǐng)行業(yè),對國內(nèi)寬帶鋼熱連軋以及中厚板產(chǎn)線具有普遍適用性,成為智能工廠建設(shè)中面向“無人駕駛”的全線自動軋鋼重要支撐技術(shù)。

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2.4 過程控制系統(tǒng)在線改造技術(shù)

隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝裝備的升級,對于熱連軋生產(chǎn)線來說,控制系統(tǒng)的更新迭代和模型精度優(yōu)化提升是建設(shè)智能產(chǎn)線的首要任務(wù)。為了在熱連軋過程控制系統(tǒng)升級過程中不影響正常生產(chǎn),降低項目實施風(fēng)險,北科工研開發(fā)的高性能專用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器,可以實現(xiàn)新老系統(tǒng)無縫切換和在線平滑升級過渡,結(jié)合北科工研新一代數(shù)學(xué)模型,實現(xiàn)零風(fēng)險改造的同時又達到既定效果。該技術(shù)于2016年在馬鋼CSP成功應(yīng)用并替換掉西門子系統(tǒng),在2020年又分別中標(biāo)酒鋼CSP二級改造、沙鋼1450模型在線優(yōu)化升級,將再次替換掉西馬克和ABB二級系統(tǒng),推進軋制模型技術(shù)國產(chǎn)化。《面向多品規(guī)高精度軋制的CSP過程控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)》在2020年榮獲冶金科學(xué)技術(shù)進步一等獎。

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2.5 軋制高精度及高效生產(chǎn)技術(shù)

高精度和高效生產(chǎn)是智能制造最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一,北科工研人一直為之不懈努力。2020年8月13日,由北科工研承擔(dān)的四川罡宸1450mm不銹鋼熱連軋生產(chǎn)線L1、L2、L3自動化系統(tǒng)熱負荷試車一次成功,隨后在短時間內(nèi)即穩(wěn)定生產(chǎn)出厚度為2.0~9.75mm的產(chǎn)品。通過采用多機架協(xié)調(diào)厚度控制、自適應(yīng)頭尾厚度控制、微恒張力控制、活套軟接觸等專有控制技術(shù),厚度控制精度可實現(xiàn)3.0mm產(chǎn)品厚差±20μm以內(nèi)、9.0mm產(chǎn)品的厚差±40μm以內(nèi),大大增強了企業(yè)的競爭力。2020年6月,由北科工研承接的福建三寶耐腐蝕熱軋卷板生產(chǎn)線實現(xiàn)1.0mm薄規(guī)格冷軋基料的熱試和量產(chǎn),這是繼在馬鋼1700mm CSP產(chǎn)線實現(xiàn)1.2mm冷軋基料、日鋼1580mm半連軋實現(xiàn)1.1mm花紋板后,又一次在常規(guī)熱軋產(chǎn)線上實現(xiàn)超薄帶鋼的突破。2020年在重鋼1780mm產(chǎn)線年修期間,北科工研通過軟件升級實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)奏的優(yōu)化,完成了粗軋道次擺位速度優(yōu)化,提升粗軋軋制節(jié)奏8.3s;完成精軋、層冷、卷取雙鋼程序邏輯改進,厚規(guī)格軋制節(jié)奏提升超過30s;完成運輸區(qū)邏輯優(yōu)化,運輸步進梁節(jié)奏提高6s。年修結(jié)束后重鋼1780產(chǎn)線的月產(chǎn)量穩(wěn)定提升8.1%,為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。

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3 智能生產(chǎn):草枯鷹眼疾,雪盡馬蹄輕

智能生產(chǎn)層瞄準(zhǔn)高效生產(chǎn)和高精度控制。有了自動化、信息化、數(shù)字化作為支撐,可針對性挖掘和解決生產(chǎn)過程的痛點問題,推進多類生產(chǎn)單元操維的高度集控,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化、少人化和集控化。

3.1 無人行車及智能庫管技術(shù)

原料、成品庫區(qū)一直是多數(shù)生產(chǎn)流程的斷點和智能工廠推進的短板,人員操作頻繁、工作環(huán)境惡劣、運行效率受限、物料跟蹤缺失、裝備維護困難等問題長期存在,使庫區(qū)的無人化、智能化改造成為智能工廠建設(shè)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。北科工研整合自動控制、物流調(diào)度、檢測儀表、機械裝備、冶金工藝等優(yōu)勢學(xué)科方向,打造出融合“庫區(qū)立體目標(biāo)識別-無人天車精準(zhǔn)執(zhí)行控制-物流設(shè)備集群自主協(xié)同-網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)智能調(diào)度”的無人天車與智能庫管系統(tǒng)技術(shù)綜合體,經(jīng)過多年的持續(xù)研發(fā)攻關(guān)與工業(yè)現(xiàn)場實踐迭代,在完善板卷無人庫技術(shù)的基礎(chǔ)上,成功實現(xiàn)棒材無人庫、高線無人庫以及多功能物流庫的業(yè)務(wù)拓展,引領(lǐng)著智能庫區(qū)技術(shù)的技術(shù)發(fā)展。2020年,北科工研獲得珠?;浽XS智能棒材物流庫(國內(nèi)棒材平面智能庫唯一成功業(yè)績)、中冶新材冷軋硅鋼智能成品庫驗收證書,并啟動實施鞍鋼冷軋三分廠和四分廠智能庫改造工廠設(shè)計、馬鋼特鋼公司高線成品庫智能庫區(qū)改造、河北省智慧物流產(chǎn)業(yè)園區(qū)西區(qū)信息系統(tǒng)工程、首鋼遷安硅鋼成品庫智能倉儲系統(tǒng)等多個項目。

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3.2板材熱處理智慧集控產(chǎn)線

2021年2月4日,南鋼板材事業(yè)部中厚板卷廠熱處理集控示范線發(fā)布會在南京鋼鐵圓滿召開。南鋼和北科工研合力打造的示范產(chǎn)線成功上線應(yīng)用,標(biāo)志著鋼鐵行業(yè)首套板材熱處理爐智慧集控產(chǎn)線取得重大成功,成為我國鋼鐵智能化建設(shè)的又一經(jīng)典案例。該項目應(yīng)用了北科工研研發(fā)的新一代數(shù)學(xué)模型、機器視覺、大數(shù)據(jù)智能分析等多項先進技術(shù),成功建成智慧遠程集控的同時,在少人化、產(chǎn)量提升、節(jié)能降耗等方面均取得了巨大進步,其中產(chǎn)品性能合格率較2018年提高2.63%,接近100%,操作崗位減少30%,能耗大幅度降低,水、電、風(fēng)、氣各項消耗下降均超過12%,直接經(jīng)濟效益達到998萬元/年。該集控示范線的建成,為南鋼板材后期的“一線一室”鋼軋集控項目推進積累了經(jīng)驗,更加堅定了南鋼持續(xù)加大力度推進智能化建設(shè)的信心和決心,為南京鋼鐵集團數(shù)字化、智能化建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ),也為鋼鐵行業(yè)智能制造模式探索起到了良好的示范作用。

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3.3 智能磨輥間系統(tǒng)

2020年9月,北科工研實施的馬鋼四鋼熱軋智能磨輥間系統(tǒng)成功上線。系統(tǒng)以大數(shù)據(jù)管理平臺為基礎(chǔ),構(gòu)建智能綜合信息管控、大數(shù)據(jù)智能分析、生產(chǎn)運行智能決策、磨床狀態(tài)智能診斷、中央?yún)f(xié)同集控中心等體系。以軋輥、軸承(座)全生命周期管理為主線,實現(xiàn)磨輥間生產(chǎn)信息、運維信息、管理信息的整體集成;以智能推送系統(tǒng)為核心驅(qū)動,自動下發(fā)各項作業(yè)工單,實現(xiàn)全流程無紙化作業(yè);以規(guī)則知識庫為算法驅(qū)動,開發(fā)出電子輥票和磨床加工優(yōu)先級功能,實現(xiàn)動態(tài)匹配軋線計劃、動態(tài)調(diào)整磨削計劃,確保軋輥高效周轉(zhuǎn)運行。同時,智能磨輥間系統(tǒng)融入剛度數(shù)字化分析、磨損輥形圖形化評價、成本一鍵式分析、移動終端操作等諸多技術(shù),在質(zhì)量提升、穩(wěn)定生產(chǎn)、降本增效和綜合優(yōu)化等方面取得顯著成效。

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3.4 設(shè)備狀態(tài)與工藝精度智能監(jiān)控分析

2020年北科工研著力打造的設(shè)備狀態(tài)與工藝精度監(jiān)控分析系統(tǒng),在馬鋼2250及其他熱連軋廠得以推廣應(yīng)用,首次實現(xiàn)了對每一卷鋼軋制過程中的設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控,并對設(shè)備精度進行數(shù)字化評價、智能分析和實時預(yù)警,為提升生產(chǎn)穩(wěn)定性發(fā)揮了積極作用。該系統(tǒng)通過對設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控,建立生產(chǎn)線關(guān)鍵機械、液壓、儀表及控制等設(shè)備及功能的服役過程評價模型,對其服役質(zhì)量和狀態(tài)演變趨勢進行監(jiān)控和預(yù)警,并通過與生產(chǎn)穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量和控制精度等過程數(shù)據(jù)之間進行關(guān)聯(lián)分析,挖掘設(shè)備服役質(zhì)量與生產(chǎn)狀態(tài)之間的影響規(guī)律,為設(shè)備精度和功能管理提供科學(xué)依據(jù)。

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3.5 冷軋智能化工藝診斷系統(tǒng)建設(shè)

2021年2月1日,北科工研承擔(dān)的國內(nèi)首例冷軋智能化工藝診斷系統(tǒng)完成功能驗收。系統(tǒng)以鞍鋼三冷軋酸軋生產(chǎn)線、連退生產(chǎn)線為依托,重點開發(fā)了酸軋機組軋制打滑及熱劃傷預(yù)測模型,酸軋機組軋制斷帶分析模型,酸軋機組軋輥服役狀態(tài)預(yù)測模型,酸軋跑偏預(yù)測及分析模型,連退機組活套、爐內(nèi)帶鋼跑偏預(yù)測及分析模型,連退機組帶鋼打滑預(yù)測模型,連退產(chǎn)品全長性能均勻性分析模型,酸軋及連退機組排產(chǎn)優(yōu)化模型,產(chǎn)量執(zhí)行情況KPI指數(shù)模型等9大工藝模型。系統(tǒng)解決冷軋現(xiàn)場生產(chǎn)過程中遇到的與生產(chǎn)穩(wěn)定性及質(zhì)量控制相關(guān)的痛點難點問題,實現(xiàn)了“智能生產(chǎn)”。該系統(tǒng)通過“事前”預(yù)測、“事中”監(jiān)測、“事后”分析,結(jié)合語音報警系統(tǒng),現(xiàn)場反響熱烈,深受一線工作人員好評,從2020年1月2日上線至今,平均每月斷帶率減少5%,因生產(chǎn)過程參數(shù)異常造成的酸軋連退非計劃停機時間平均每天減少5分鐘,間接提高年產(chǎn)量1萬噸,為企業(yè)創(chuàng)造了切實的經(jīng)濟效益。

3.6 智能檢化驗系統(tǒng)

基于北科工研自主研發(fā)的iBKLinker工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)的新疆眾和鋁箔智能檢化驗系統(tǒng)于2020年12月初順利完成用戶驗收,系統(tǒng)上線當(dāng)年便榮獲新疆眾和股份有限公司2020年度管理信息化項目一等獎。新疆眾和股份有限公司是全國最大的高純鋁和鋁電解電容器用光箔生產(chǎn)企業(yè),該系統(tǒng)是北科工研助力新疆眾和建設(shè)國內(nèi)首個高精電子鋁箔智能工廠的智能系統(tǒng)之一。系統(tǒng)主要實現(xiàn)從MES系統(tǒng)自動接收試驗委托物料信息、智能配置檢測計劃及制樣要求、自動采集與歸集性能和油品試驗數(shù)據(jù)、全部檢測項目自動合格判定、智能推判終判、不合格品流程審批到終判、智能審核及發(fā)布判定結(jié)果到MES系統(tǒng)的全過程管理等。該系統(tǒng)雙向打通了與MES系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壁壘,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)不落地,顯著提高檢化驗工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,系統(tǒng)上線后使眾和鋁箔公司檢測效率提升了60%,檢測精度提高了40%,數(shù)據(jù)使用效率提升了70%以上,為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。

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4 智能管控:會當(dāng)凌絕頂,一覽眾山小

智能管控層聚焦數(shù)據(jù)背后潛在的價值,實現(xiàn)多業(yè)務(wù)協(xié)同管控。以數(shù)字產(chǎn)品為核心,以KPI指標(biāo)為引領(lǐng),使得生產(chǎn)、質(zhì)量、成本、能源、設(shè)備、安防、交付、人員等多要素實現(xiàn)大尺度協(xié)同優(yōu)化,促進流程信息的透明化,工廠管理的扁平化和業(yè)務(wù)決策的精準(zhǔn)化。

4.1 冶金全流程質(zhì)量管控系統(tǒng)

北科工研自主研發(fā)的冶金全流程質(zhì)量管控系統(tǒng)已成功應(yīng)用于全國20余家大型鋼鐵和有色行業(yè),涵蓋卷板、中厚板、優(yōu)特棒、高線、軌梁等多類企業(yè),業(yè)績和技術(shù)實現(xiàn)雙領(lǐng)跑。2020年,北科工研繼續(xù)加大科技成果轉(zhuǎn)化力度,研發(fā)了面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣計算平臺,實現(xiàn)了多協(xié)議適配、邊緣側(cè)數(shù)據(jù)處理、語義自動關(guān)聯(lián)融合、IT與OT協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)安全管控;采用可配置的工藝質(zhì)量狀態(tài)在線監(jiān)控與預(yù)警、數(shù)據(jù)驅(qū)動與機理模型相結(jié)合的質(zhì)量預(yù)測、產(chǎn)品質(zhì)量在線精準(zhǔn)評判等先進算法,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的過程監(jiān)控、質(zhì)量預(yù)測、過程判定的在線管控新模式;融合設(shè)備、生產(chǎn)、能源等數(shù)據(jù),實現(xiàn)質(zhì)量與多要素之間的協(xié)同管控與優(yōu)化。基于該系統(tǒng),應(yīng)用產(chǎn)線缺陷外放風(fēng)險下降40%以上,工藝人員的勞動效率提升50%以上,質(zhì)量不良率下降20%以上,為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。2021年01月08日,中國金屬學(xué)會在北京組織召開了 “鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量全過程智能管控技術(shù)與平臺”科技成果評價會,該項成果總體達到國際先進水平。

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4.2能源介質(zhì)智能化管理系統(tǒng)

2020年,北科工研負責(zé)的“鞍鋼1780產(chǎn)線能源介質(zhì)智能化管理系統(tǒng)”穩(wěn)步推進,相繼完成了項目設(shè)計審查、能源介質(zhì)數(shù)據(jù)的采集、處理和模型應(yīng)用開發(fā)等工作。該項目所提供的產(chǎn)線級能源介質(zhì)智能化管理系統(tǒng)實現(xiàn)對車間內(nèi)各種能源介質(zhì)數(shù)據(jù)做到實時采集、集中監(jiān)控、實時計量,實時核算物料單件次的能源介質(zhì)消耗,及時核算工序能耗成本,并與生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)多維關(guān)聯(lián)和挖掘分析,深挖產(chǎn)線的節(jié)能降本潛力。將鋼卷信息、生產(chǎn)計劃、品種規(guī)格、能源介質(zhì)消耗、工序、機組等多個維度建立數(shù)學(xué)模型,從板坯進入加熱爐開始,直至卷取機卸卷完成的整個過程中,采用能源介質(zhì)基礎(chǔ)測量數(shù)據(jù)與理論能耗模型分析相結(jié)合的方法,實時動態(tài)跟蹤并科學(xué)分?jǐn)傑埣?yīng)的能源介質(zhì)消耗。系統(tǒng)部分功能模塊目前正在陸續(xù)開始調(diào)試,初步實現(xiàn)了主要能介計量數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控,并實時科學(xué)分?jǐn)偟骄怼?/p>

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4.3 冶金全流程工藝過程數(shù)字化仿真系統(tǒng)

2020年8月沙鋼“高端線材全流程智能制造新模式應(yīng)用項目”順利通過專家組驗收,北京科技大學(xué)承擔(dān)的“全流程工藝過程數(shù)字化仿真系統(tǒng)”是其中重要實施內(nèi)容之一,主要是針對我國高端產(chǎn)品供給能力不足,穩(wěn)定性、均勻性、一致性差等問題,通過探索材料化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)與產(chǎn)品性能的對應(yīng)關(guān)系,實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)與材料設(shè)計過程中數(shù)字化、可視化和智能化,為制定工藝規(guī)范和質(zhì)量體系提供決策支持,達到縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、提升產(chǎn)品個性化定制能力的目標(biāo)。該項目首次打通了從煉鋼到冷卻的全流程工藝參數(shù)和過程質(zhì)量的數(shù)字化模擬,實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)前的仿真預(yù)測與生產(chǎn)后的分析改進,并通過與實際生產(chǎn)過程在線融合,利用工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù),不斷迭代優(yōu)化仿真模型精度。目前項目組正在承擔(dān) “寶鋼BSCCR 鐵素體軋制專業(yè)化產(chǎn)線設(shè)計模擬仿真平臺”的研發(fā)工作。

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5 樣板工廠:長風(fēng)破浪會有時,直掛云帆濟滄海

2021年1月4日,熱軋智慧工廠“雙線雙智控”模式首次亮相中國寶武綠色發(fā)展與智慧制造現(xiàn)場會,并引起業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。雙線雙智控指項目構(gòu)建的熱軋智控中心覆蓋2250和1580兩條熱軋產(chǎn)線,并包含操維集控平臺和協(xié)同智慧平臺,實現(xiàn)操維和業(yè)務(wù)雙智控,追求產(chǎn)線極度自動化和業(yè)務(wù)高效協(xié)同化。作為馬鋼-北科大產(chǎn)學(xué)研合作“基地+”理念的踐行者和項目主要建設(shè)方,依托“馬鋼-北科大冶金智能制造技術(shù)創(chuàng)新中心”,北科工研與寶信軟件等單位一起攜手打造服務(wù)于馬鋼熱軋智慧工廠的高質(zhì)量技術(shù)生態(tài)圈。在本項目中,北科工研承擔(dān)了板坯裂紋檢測、精軋跑偏檢測與自動調(diào)平、新一代密集冷卻技術(shù)、智能磨輥間、鋼卷數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)任務(wù)、質(zhì)量任務(wù)、設(shè)備任務(wù)、員工成長任務(wù)等17個大項。

操維智控平臺建成后,高效生產(chǎn)模式帶來可見效益,馬鋼四鋼軋2250和1580熱軋2個分廠整合為1個分廠,12個作業(yè)區(qū)變?yōu)?個作業(yè)區(qū),將兩線15個崗位整合為“1+2+1” 的新崗位模式,主線減員超過35%,勞動生產(chǎn)率提升15%。協(xié)同智慧平臺完成熱軋工廠全要素、全區(qū)域、全業(yè)務(wù)10萬個數(shù)據(jù)的集成和融合,構(gòu)建熱軋物理車間的數(shù)字孿生體。平臺以21個一級指標(biāo)、420個二級、三級指標(biāo)為牽引,將熱軋車間運行過程生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、能源、成本、交付、人員、安環(huán)八大任務(wù)進行串接,開發(fā)44個智能化模型,從全維度提升工廠的智能化水平和軟實力,為熱軋產(chǎn)能提升15%,成本下降10%,質(zhì)量提升10%提供強有力保障。

6 展望

2020年,北科工研人齊心協(xié)力,深耕冶金智能制造關(guān)鍵技術(shù),并致力推動智造落地;

2021年,北科工研人將繼續(xù)發(fā)揮孺子牛、拓荒牛、老黃牛精神,砥礪奮進,開拓冶金智能制造新征程!