“中冶賽迪全流程智能工廠解決方案基于水土云工業(yè)互聯網平臺,讓統(tǒng)一平臺直接承載起各類智能應用,構建起四通八達的數據‘神經網絡’,極大地解決了協(xié)同優(yōu)化困難、數據孤島嚴重、數據向上大幅衰減等諸多問題?!?/p>
在2022智博會上,中冶賽迪展示了一款工業(yè)智能制造產品——“冶金全流程智能工廠”系統(tǒng)解決方案,介紹了中冶賽迪建設的基于統(tǒng)一工業(yè)互聯網平臺的全流程數字鋼廠——山東永鋒臨港智能工廠。
該產品在工業(yè)規(guī)?;瘧弥袑崿F了鋼鐵生產由經驗驅動向數字化智能化驅動的轉變,在降本增效、精益生產、提高勞動生產率方面成效明顯,并且把工人從繁重危險的勞動中解放出來,大大改善了工況環(huán)境,實現了本質安全。
自2018年打造的鋼鐵智慧集控中心在寶武韶鋼投產以來,中冶賽迪攜手鋼鐵企業(yè)自立自強,在智能制造賽道上持續(xù)發(fā)力。2022年7月,是中冶賽迪承建的永鋒臨港智能工廠上線投運一年之際,截至目前,永鋒智能工廠一期工程累計上線工業(yè)模型及功能模塊超過1800個,噸鋼成本較本部同口徑降低超過100元,人均噸鋼產量超1500噸/年。
永鋒臨港鋼鐵基地智控中心。中冶賽迪供圖
創(chuàng)新工業(yè)互聯架構,從“智慧大腦”到“神經網絡”
在傳統(tǒng)ISA95五級信息架構中,存在縱向數據衰減和橫向數據孤島的問題。全流程智慧鋼廠要支撐起全流程智能制造的超大規(guī)模數據應用,需要具備對全廠數據進行綜合采集、無邊界協(xié)同、靈活迭代拓展的能力,對傳統(tǒng)信息架構的全面革新呼之欲出。
中冶賽迪自主研發(fā)的“水土云”工業(yè)互聯網平臺,打破ISA95信息化架構,采用具有自主知識產權的扁平化系統(tǒng)架構,讓深入控制層的統(tǒng)一工業(yè)互聯網平臺直接承載起各類智能應用,很好地解決了縱向數據衰減和橫向數據孤島的問題。平臺上搭載一系列核心組件,可以高效采集和處理海量數據,具備跨工序、跨系統(tǒng)的參數體系,讓數據發(fā)揮出應有的價值。
如果說在五級架構中,信息要經過層層傳達才能達到數據應用的“智能大腦”,那么“水土云”工業(yè)互聯網平臺就仿佛四通八達的數據“神經網絡”,向上支撐全廠生產應用,向下扎根于基礎自動化層面,實現全過程、全工序、全要素的數據接入和綜合治理。在永鋒項目中,鋼鐵生產全流程、全操控業(yè)務都承載于統(tǒng)一的工業(yè)互聯網平臺上,接入超過3萬臺工序設備,實時數據超過50萬點,上線以來已累計采集、存儲數據350億條。 平臺縱向打通數據傳送鏈路,橫向貫通各生產工序和管理部門,打開生產過程的“黑箱”,實現數字化透明生產,讓工序之間、部門之間實現無邊界協(xié)同。
操控管一體化,1600個應用模型支撐全廠數字化
從應用于韶鋼的首個鐵前智慧集控中心,到應用于八鋼的首座熱軋鋼卷庫智慧重載倉儲系統(tǒng),從應用于湛鋼的首座智慧原料場、首套無人機車鐵水運輸系統(tǒng)到首個全廠智慧水控中心,中冶賽迪在推動鋼鐵智能制造的過程中,不斷連點成線。如今,永鋒智能工廠以基于統(tǒng)一平臺的全流程智慧制造,再次創(chuàng)造了中國鋼鐵工業(yè)智能化、數字化的新樣板。
永鋒臨港智能工廠打造了“工業(yè)互聯網平臺 智能管控一體化、鐵區(qū)一體化、鋼軋一體化”的智能工廠體系架構,使得全流程生產既能根據單元特點各司其職,又能得到貫穿全廠的統(tǒng)一調度。項目中,中冶賽迪開發(fā)了生產、設備、能源、物流、安環(huán)等12大類智能應用APP,配備工業(yè)模型及智能應用超過1600個,為鋼鐵生產從原料進廠、庫存、加工到成品出廠每個生產環(huán)節(jié)都提供了數字化支撐,讓操控管各環(huán)節(jié)成為統(tǒng)一的整體,實現全流程全廠數字化調度及各個層面的高效協(xié)同,極大地推動企業(yè)降本增效。
以溫度管控為例,精準、細致的溫度控制是鋼鐵穩(wěn)定生產的基礎,更是提高產品質量、提高盈利水平的重要抓手之一。項目配置的一體化管控系統(tǒng)可以實時跟蹤高爐鐵水、煉鋼鐵水、出鋼、爐后、精煉進站、精煉出站等各個工序的物質溫度情況,并基于模型預測目標溫度,為鐵水指吊、精煉加熱升溫等操作提供指導。對節(jié)奏、溫度等要素的全流程管控,實現了工序界面間高效協(xié)同,系統(tǒng)上線后精煉電耗每噸鋼降低2千瓦時,轉爐和連鑄平均生產周期環(huán)比分別下降1分40秒和3分2秒。
超600個實時績效指標,透明數據支撐全員精益改善
多年來,鋼鐵行業(yè)發(fā)展從粗放型向集約型轉變,通過管理的精細化改革和技術創(chuàng)新,生產效率和產品品質不斷提升,但要進一步提升產品質量,降低生產運營成本,提高生產工人作業(yè)環(huán)境和效率,傳統(tǒng)技術已難有大的成效,迫切需要全新的技術、全新的理念來推動行業(yè)進步。中冶賽迪將深耕鋼鐵行業(yè)60余年的領域知識與人工智能、大數據、物聯網、云計算等前沿科技相結合,將智能化技術與生產場景相結合,解決了傳統(tǒng)自動化加信息化難以根本解決的成本和效率的“天花板”問題,為鋼鐵行業(yè)實現更高質量的發(fā)展注入了全新動能。
“精益”一直是永鋒發(fā)展歷程當中的關鍵詞之一,走過精益基礎、精益運營的歷史時期,進入數字化時代,永鋒集團加快動能轉換,與中冶賽迪攜手開啟“精益智能”新階段。全流程的智能化作業(yè)不僅在操作層面提高了生產的自動化水平,還為全廠統(tǒng)一管控、協(xié)同聯動提供了大規(guī)模的數據資產,為更好地實現精益生產打開了新的空間。
透過數據的窗口,每個員工都可以使用數據,朝著精益最優(yōu)推動持續(xù)改善。傳統(tǒng)的KPI管理往往只能管控到公司、廠部級,指標數據均為線下統(tǒng)計、事后測算,指標滯后且不夠細化。在中冶賽迪為永鋒打造的KPI看板中,指標從全廠總覽逐級分解:作業(yè)區(qū)、工序、產線,直至細化到一個個班組。這套KPI管理系統(tǒng)配置了總計超過600個績效指標,它們是實時計算、實時獲取、實時更新的結果,不同顏色的標注讓完成情況一目了然,為生產決策提供了準確、透明的數據支撐。
這是智能工廠大數據背景下全員精益的集中體現,動態(tài)化的成本控制落實到詳細的責任主體。每一個員工都能在數據中定位問題,利用數據進行改善,通過持續(xù)精益改善,追求成本的極致最優(yōu)。
目前,中冶賽迪業(yè)務已覆蓋國內外眾多鋼鐵企業(yè),成為鋼鐵行業(yè)智能制造領域的領軍企業(yè)。(周珣、陶海銀)
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