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2022年度
钢铁工业十大智能制造要闻投票
又到了一年一度的世界钢铁行业年终盘点时刻,《世界金属导报》邀您共同参与投票,评选出行业十大智能制造要闻!本次投票结果将推荐给评审专家组。
投票截止时间:2022年12月16日24:00
投票规则:每个微信用户每日投票3次,每次至多选10项。
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1.《数字钢铁白皮书》开启中国钢铁数字化转型新里程碑
11月23日,作为第十三届中国钢铁年会的分会场,由中国金属学会、冶金工业出版社主办,东北大学、轧制技术及连轧自动化国家重点实验室协办的《数字钢铁白皮书》(以下简称《白皮书》)首发暨钢铁工业数字化转型座谈会近日在东北大学召开。
《数字钢铁白皮书》是王国栋院士牵头完成的一项重点工作,在第十三届中国钢铁年会召开之际首发,意义深远。钢铁工业是国民经济的重要基础产业,是国之基石。我国成为制造业大国,钢铁工业功不可没。在全球新一轮科技革命和产业深度变革的时代背景下,钢铁行业面临的新任务主要有三点:一是如何使我国的钢铁产品更加高端化,不断实现从0到1的突破;二是对于现有产品,如何提升价值,变成好产品;三是下游行业,特别是装备制造业、建筑行业等急需的产品,如何保证它们的量,未来在这方面还有很大的研究空间,也是努力的方向。另外,产品的开发要实现三低,一是资源消耗要降低;二是能源消耗要实现极致化;三是二氧化碳的排放要降低。他指出,新时代,利用数字化和智能化手段,在推动钢铁行业提质增效方面还有很大的潜力可挖。今天发布《数字钢铁白皮书》,就是期待在钢铁界长期工作、热爱钢铁的各位专家给予精心的指导,促进其更加完善,更加准确地反映行业的发展需求。
推荐理由:《数字钢铁白皮书》的发布,是钢铁行业的一大盛事!钢铁工业为大型复杂的流程工业,虽然具有先进的数据采集系统,也有自动化系统和研发设施等先天优势,但钢铁生产全流程各个工序具有多变量、强耦合、非线性等特点,且全流程各个工序均存在黑箱,过程变量类型混杂、维数高、规模大,简化机理模型难以描述生产工艺变化的复杂过程,同时各工序单元均为孤岛式控制,尚未做到单元界面的无缝、精准衔接。新一代信息技术为解决钢铁生产的不确定性提供了新的方法和途径。由王国栋院士牵头完成的《数字钢铁白皮书》是一个系统性的专题研究报告,它对钢铁行业数字化转型的整体态势,应用路径,包括技术进展和产业生态进行了全面的论述,观念是非常清晰的,案例也很翔实,所以在凝聚产业共识、引领行业整体创新、加速应用推广等方面具有非常重要的意义。他认为,此书为钢铁行业推动数字化的技术发展,提供了非常有意的参考,为数字化在钢铁制造业中如何深入实施,为未来实现智能梦工厂提供了一大创新手段。
2.智能制造试点示范引领行业高质量发展
2021年12月28日,工信部等八部门联合印发的《“十四五”智能制造发展规划》中明确提出“要建设智能制造示范工厂,开展场景、车间、工厂、供应链等多层级的应用示范”,并对示范引领行动提出了具体的量化目标。随后,工信部先后发布2021年度“智能制造试点示范”和“工业互联网试点示范”项目公示名单,其中钢铁行业及其延伸产业共有7个智能制造示范工厂、12个智能制造优秀场景、7个工业互联网试点示范项目入选。
智能制造是推动质量变革、效率变革、动力变革的重要引擎,智能工厂是智能制造的实现载体。《“十四五”智能制造发展规划》《“十四五”原材料工业发展规划》《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》等重要政策文件中,对智能制造示范工厂的建设提出了具体的量化目标。即到2025年,全国范围遴选500个以上引领行业发展的示范工厂,原材料领域建设100个以上智能制造示范工厂,钢铁行业打造30家以上智能工厂。在工信部发布的2021年度智能制造试点示范的110个示范工厂和241个优秀场景中,钢铁行业的武钢、南钢、首钢、青岛特钢、承德建龙等7家示范工厂和鞍钢、唐钢、荣程、德龙等12个优秀场景入选,占比原材料行业的32%,全局的3.9%,与规划比例基本一致。
2022年12月2日,工信部发布《关于2022年度智能制造示范工厂揭榜单位和优秀场景名单的公示》,拟入选的2022年度智能制造示范工厂揭榜单位和优秀场景名单中,12家钢企获评2022年度智能制造示范工厂、15家钢企共24个场景获评 2022年度智能制造优秀场景!
推荐理由:钢铁行业将智能制造作为高质量转型、绿色低碳发展的重要抓手,亟需发挥智能工厂示范引领作用。“钢铁行业智能制造示范工厂揭榜单位和优秀场景名单”的评选公布是《“十四五”智能制造发展规划》的贯彻落实,旨在总结提炼一批可复制可借鉴的优秀经验和模式,对行业加强智能制造的应用推广有很好的借鉴作用,加快推进新一代信息技术与钢铁行业融合创新应用,推动行业高质量发展。
3. 国内首套智慧碳数据平台正式上线
11月28日上午,宝钢股份智慧碳数据平台正式上线,将为宝钢股份节能减碳战略决策、实现碳达峰碳中和,提供重要的量化工具和大数据支撑。
平台采用云计算、大数据、人工智能等技术,依托宝钢股份大数据中心,汇集碳相关数据,覆盖公司全流程、全工序、全品种的宝钢股份智慧碳数据平台,包含碳核算、碳资产、碳足迹三大核心模块。碳核算模块覆盖宝钢股份四基地等11个控排单元,通过生产过程数据的实时采集,自动汇聚并运算,生成碳核算报告。碳资产模块统一获取外围数据,融合公司内部的碳资产信息,支持公司政策信息汇总、行业数据对标分析。产品碳足迹模块依据国际通用的全生命周期评估(LCA)方法论,以“摇篮”到“大门”为边界,构建了覆盖四基地的大类产品及明细物料的LCA碳足迹计算模型,实现每一个钢卷碳排放的可追溯、可管理、可报告、可核查,为下游用户提供每一个产品的碳数据有“迹”可循。
宝钢股份智慧碳数据平台具有标准全、范围广、粒度细、数据准、架构新等五大创新点。平台遵循国际ISO14064、ISO14067等系列标准,依据LCA方法论建模,并首次对相关范围排放进行了核算;包含了组织碳、产品碳,是一套全面的企业“双碳”应用数据平台以及公司全品种的碳排放和碳足迹计算平台;基于大数据中心的全链路全要素数字钢卷模型,扩展钢卷的碳相关数据,构建了明细钢卷的在线碳足迹跟踪模型,可实时计算几十万个材料的碳足迹,首次实现了每个明细钢卷的碳足迹计算;实时采集海量数据,通过数据治理形成真实可靠数据资产,支持系统自动生成碳排放、碳足迹;基于四基地M/S架构、云边协同大数据中心,通过跨公司、跨基地、跨专业的数据整合贯通,实现基于宝武工业互联网平台的创新“双碳”应用。
推荐理由:基于数字化、智慧化的碳数据平台是钢铁工业绿色低碳路径、实现净零碳产品制造的必备基础。宝钢股份智慧碳数据平台的上线是宝钢人践行绿色发展理念、落实“双碳”战略的重要成果,对推动行业全产业链和全生命周期的低碳减排,助力行业加快绿色低碳的技术创新和示范性应用具有很好的借鉴意义。
4. 首套焦炉加热系统智能巡检机器人投用
黄色的机身吊挂在导轨上平稳走行,一对白色的摄像头左右上下“打探”,仅用15分钟就完成了对整个焦炉加热系统的全方位“体检”。近日,鞍钢集团首套焦炉炉底智能巡检机器人在朝阳钢铁焦化厂正式投入使用。
据该厂设备技术人员曹阳介绍,这套智能巡检机器人最大的亮点在于拥有智能自学习功能,“它能通过集AI视觉分析、多传感器融合、大数据建模分析等技术于一体的集成设备,对废气盘、交换链条、跎杆、交换系统、焦炉煤气旋塞等设备状态数据进行实时采集,通过智能分析与自学习功能,对采集数据进行深度解剖,并对模型进行不断完善,实现对现场的智能感知与检测。”同时,该设备可以通过红外测温仪、复合式气体监测仪等系统集成设备,实现了焦炉加热系统的多方位、全覆盖巡检,对引导操作人员及时发现并处理异常状况有着积极的促进作用。
推荐理由:据了解,该套智能巡检机器人防爆及耐高温性在焦炉加热系统环境温度下完全适用,可彻底替代焦炉加热系统人工巡检,有效消除人工巡检不及时所带来的事故隐患及煤气泄漏等危险因素对巡检人员所带来的人身危害。该套智能巡检机器人的上线揭开了焦炉加热系统智能化的序幕。
5.国内首个废钢智能工厂正式发布 打造废钢智慧制造新标杆
2022年3月10日,中冶赛迪、欧冶链金携手打造的国内首个废钢智能工厂系统在国内最大的金属再生资源加工基地——宝武欧冶链金再生资源有限公司慈湖江边中心基地正式发布。废钢智能工厂系统聚焦废钢生产、仓储、运输、设备、安全、数字化等领域,以自动化、信息化为基础,应用物联网、人工智能等先进技术,提升流程标准化水平和运营效率,促进现场少人化、管理透明化、决策智能化,树立了废钢智慧制造新标杆。
数字化实现融合高效管理
在基地中控室,大屏实时显示各类生产、运营数据,废钢工厂各个岗位在这里实现了横向、纵向的深度融合,多维度数据得到有效利用、统筹管理,实现了传统、局部分散管理向智慧化集中管控的演变。各个环节的智能应用汇聚在智能生产平台上,形成计划、生产、评价的闭环管理,让生产过程实时透明,协同购储运以灵活适应变化,促使生产加工标准、高效。
数字化实现融合高效管理
在基地中控室,大屏实时显示各类生产、运营数据,废钢工厂各个岗位在这里实现了横向、纵向的深度融合,多维度数据得到有效利用、统筹管理,实现了传统、局部分散管理向智慧化集中管控的演变。各个环节的智能应用汇聚在智能生产平台上,形成计划、生产、评价的闭环管理,让生产过程实时透明,协同购储运以灵活适应变化,促使生产加工标准、高效。
智能化管控让生产效率再上一层楼
废钢的生产运输依赖于汽运货车,如何减少车辆等待时间、提高运输效率至关重要。项目开发的智慧物流系统通过车辆自动识别、智能跟踪、无人计量、动态预检、智能调度,实现了车辆在全厂区范围内的全方位、无死角管控,大幅缩短了车辆等待时间。系统上线后,基地物流运转效率提升30%,作业人员减少12人。
推荐理由:废钢铁作为铁矿石的优质替代原料,其有效利用对于积极开发“城市矿山”,推进节能、减排、降碳具有重要意义。在“碳中和、碳达峰”目标背景下,进一步提高废钢生产加工配送效率、降低运营成本迫在眉睫。中冶赛迪自主开发的废钢智能工厂系统在欧冶链金慈湖江边中心基地上线以来,减少仓储、运输、计量、检判等环节工作人员共计超过30人,作业效率提升20%以上,预检、计量环节单次作业时间减少10分钟以上,最大发运量较之前提升20%,管理决策效率、现场本质化安全水平明显提升。
6.棒线材新一代智能车间解决方案
2022年2月底,中冶京诚棒线材新一代智能车间解决方案正式上线,为各类棒线材生产企业智能制造落地提供了优选方案。
该方案首次创建了面向棒线材全产线的生产过程数据模型库,构建了高实时、高可用的边缘数据中心,实现了面向车间的智能化应用平台,以此平台为依托,在先进成熟的自动化系统基础之上,应用机器视觉、数据分析、人工智能等先进技术,开发面向生产、操作、控制等全方位的智能应用。各类智能应用以产线关注的核心问题为落脚点,通过可视化的手段,趋势性、因果性的分析,预测性的判断,使生产人员实时深入了解产线状态。通过机理模型与数据分析模型相融合,对自动化系统的参数实时优化和定性定量决策,实现产线的提质增效。
在新一代智能车间解决方案支持下,实现原料库、生产线、成品库的自动运行,深度融合基础自动化、过程自动化、智能化系统,对监控界面全面整合优化,实现一线一室的操控,同时利用智能化手段对产线的实际生产进行智能提升,综合生产效率整体提升2%,成材率提升0.4%,产品质量稳定性提升15%,能源利用率提升5%,运营成本降低10%。该解决方案已经在云南昆钢4580项目、江苏镔鑫双高棒等项目成功实施。
推荐理由:基于边缘数据中心,深度融合基础自动化、过程自动化、智能化系统,对车间状况进行智能化的分析、预测、决策,对车间生产进行优化提升是智能车间的必由之路。中冶京诚的棒线材智能车间解决方案以实现自动、最优生产为目标,对生产线的实际情况进行定量、定性的优化,对推动行业的节能减排、降本增效和质量提升具有很好的借鉴意义,值得广泛推广。
7.兴澄特钢炼轧车间智能孪生工厂云平台
江阴兴澄特种钢铁有限公司的智能孪生工厂云平台以精益管理为目标,基于数字孪生工厂、质量大数据、碳排放管理等模块实现炼轧车间全过程质量管理、全流程排放监控、全工艺同步孪生。
兴澄特钢智能孪生工厂云平台以工业互联网平台为基础,基于数据中台高效整合钢铁企业多源数据,采用大数据分析、人工智能、数字孪生、云渲染等技术精心打造。基于BIM技术实现的炼轧车间数字孪生工厂,通过统一的编码体系,打通数据链条,实现工厂设计、采购、施工、运维各阶段数据贯通,解决了工厂各阶段数据、各流程数据、各业务系统数据的孤岛问题,以一张地图、一个平台、一个中心的管理体系,为兴澄特钢管理提升、效率提升提供助力。平台覆盖生产、物流、设备、质量、安全、能源、环保等全业务,并结合VR虚拟现实、AR增强现实等技术应用于生产指导、远程诊断、设备运维和应急管控,引领钢铁行业数字化转型、智能化升级,实现炼轧车间全生命周期、全工艺流程、全业务模块的数字孪生平台。
通过全量数据采集融合,结合大数据分析系统和生产工艺指导,实现从原料到成品的全流程产品追溯;通过构建质量管理体系,结合质量标签、质量分析、质量评价、质量闭环控制、质量结果优化分析等模块,形成一炼轧全流程质量管控标准和分析平台;优化关键控制流程和要点,为下一步实现质量的提升创造条件,形成PDCA管理模式。
通过从原料到成品碳排放数据的全量采集,归纳企业直接生产系统、辅助生产系统或附属生产系统范围排放源清单,按与燃料排放、生产过程排放、耗电和耗热排放等,量化温室气体排放数据。平台根据核算边界、排放源识别、活动水平数据收集,通过高阶分析系统,实现碳排放的管理的碳素流、碳排放报告、综合分析,助力企业从绿色制造到制造绿色可持续发展转型升级。
兴澄特钢智能孪生工厂云平台为铁炼轧车间精益化管理和运营提供坚强的壁垒,为兴澄特钢智慧化建设提供基础支撑。
推荐理由:兴澄特钢智能孪生工厂云平台是基于先进的工业物联网技术,集数字孪生、质量大数据、碳管控于一体的远程优化生产智能制造系统,同时融合AI智能分析的能源、设备运维、安全、环保智慧管理,是钢铁工业实现智能化改造,数字化转型的坚定基础,是推动“数改智转”高质量发展的有效手段,对推动钢铁行业全生命周期的数字化建设提供了很好的复制推广价值。
8.中冶南方智慧高炉整体解决方案正式发布
2022年9月15日,中冶南方智慧高炉整体解决方案正式发布。以高炉集控中心为载体,通过多项智能化技术,智慧高炉整体解决方案的应用,将传统印象中“粗、笨、重”的高炉冶炼升级变为“智能化炼铁”。
针对高炉内部看不见、摸不着的“黑箱”冶炼状态,中冶南方智慧高炉以先进的信息化技术,将生产数据进行治理、感知与分析,为传统高炉提供了“全副武装”,打造出整套可视化系统框架。利用机器视觉等智能化技术,为高炉生产提供“智慧眼睛”;利用机器人等智能装备,为高炉生产提供“智慧手脚”;利用智能评估和诊断技术,为高炉操作提供“智慧大脑”。通过这一系列的智慧赋能,智慧高炉能够动态展示炉内气流、炉料、炉型、安全形态的演变,多维度呈现生产作业的经济指标、设备人员的安全状态,完成对高炉生产的全面监视、评估、诊断,首次实现“黑箱”生产透明化。
中冶南方智慧高炉在充分结合高炉操作人员实际需求,以自主开发的工业互联网WISDRI DPlant 平台为基础,通过工艺模型建模和知识库系统的应用,建立了合理化的标准体系、通用性的生产操作指导专家规则库,为炉况操作者提供当前生产状况与历史同类型原料、生产参数下的对比,并给出预警和策略指导,形成高炉专家经验提取方面的巨大优势,解决高炉操作经验模糊化、非定量化、不断变化等问题。结合高炉的生产特点,打造专属解决方案,将过去的“经验炼铁”转变为“智慧炼铁”。
中冶南方智慧高炉还能够提供大数据云端伴侣服务。在关注高炉生产、操作数据长期演变的基础上,深度挖掘生产数据和操作参数,分析炉况演变与操作调剂的关联关系,持续优化专家知识库的诊断规则,为高炉一代炉龄的安全生产保驾护航。随着高炉云端数据的积累,将对行业高炉生产规范化、智能化,实现高炉“闭环”起到积极的促进作用。
推荐理由:智慧高炉整体解决方案以领先的绿色、低碳、长寿高炉综合技术为依托,聚合智能装备、智能生产与智能管控功能,打造高炉“最强大脑”,真正实现“黑箱”生产透明化,成为钢铁工业智能化发展趋势下,引领高炉生产迈向更高效、更长寿、更安全的新一代高炉炼铁智慧解决方案。该方案以冶金行业唯一上榜方案入选第五届数字中国建设峰会“十佳解决方案”,并在2022年世界互联网大会乌镇峰会进行展播。目前,已在宝武武钢六号高炉、昆钢新区2号高炉、宁钢2号高炉等项目中进行应用。智慧升级后,高炉生产在长期安全性、稳定性、高效运行方面相比同类高炉均有显著提升,可达到降低高炉燃料比约10kg/t、CO2减排约32.5kg/t的效果。按一座2500m³高炉核算,日产5500吨铁,一年可节省焦炭1.76万吨,节约成本超3000万元。
9. 全球最大一体化智慧炼铁中心在鞍钢建成投产
2022年4月,由鞍钢集团工程技术公司自主设计并总承包建设的鞍钢股份智慧炼铁中心项目成功并网运行。截至目前已平稳运行近240天,该项目的连续稳定顺行,标志着全球最大的集成烧结、球团、焦化、高炉工序,融合生产操控、设备监测、指挥决策以及工业大数据平台的“铁前一体化智慧炼铁中心”由鞍钢率先实现技术突破并建成应用。
该项目通过构建一体化网络平台实现高炉生产过程数据自动采集、智能感知、智能分析,实现高炉生产过程数据可视化、管控一体化、决策智能化。将分布在鞍钢厂区内的4座大型高炉、烧球焦炼4大工序、28个操作室、104个控制系统全部整合融合到炼铁中心大楼集控大厅内,实现了各岗位职能横向联通、纵向融合,提升了生产操作效率。采用虚拟仿真技术,使开发的新系统运行准确率达到100%,有效缩短了热试时间,顺利完成了新系统与原系统的切换,并取得了控制零差错、热试一次性成功。
该项目的成功投运是鞍钢智能制造建设发展的又一重要里程碑、不仅对炼铁系统的提质提效、降本增效、安全生产等多方面具有重要作用,更为开创数字鞍钢建设新局面、实现新跨越打牢了坚实基础。
推荐理由:由鞍钢集团工程技术有限公司总包完成的鞍钢智慧炼铁中心项目是全球最大铁前一体化智慧炼铁中心,是跨工序、跨区域、跨界面的一体化智慧集控系统。它采用了信息化、智能化、数字化等主要技术,打破工序间的数据壁垒,实现焦化、烧结、球团、炼铁工序协同生产和无障碍沟通,融合了现有高炉、烧结、球团、焦化各工序产线布局和工艺特性,创建了以高炉群为核心,烧结球团焦化为高炉服务的生产模式。该项目的成功投运为鞍钢各大钢铁生产基地通过数字化赋能,实现由经验性管理向数字化、精益化管理转变提供了示范,更为钢铁行业提供了可复制、应用性强、极具推广价值的智慧集控“鞍钢模式”。
10.中冶南方智慧冷轧一体化管控平台
基于中冶南方自主研发的WISDRI DiPlant工业互联网平台架构,智慧冷轧一体化管控平台具备包括泛在感知、智能决策、敏捷响应、全局协同、动态优化在内的所有五项工业互联网核心能力,能够全面提高劳动生产率、优化运营成本、提升产品品质、缩短产品交付周期赋能,支撑硅钢厂精益管理全面落地,打造集制造流程、操作方式、管理模式高效化、绿色化、智能化为一体的硅钢智慧工厂。
借助智慧冷轧一体化管控平台,可实现生产管控一体化,即在通过数据分析不断优化工艺和生产水平的同时,实现现场生产与运营的协同;产品价值流一体化,即打通产品从原料运输、制造和服务全流程,消除过程浪费实现产品价值流整体优化,提升经济效益;资产全生命周期一体化,即实现从工厂设计、建造、投产、运维等全生命周期的优化,提高设备运行效率,减少非计划停机。
具体的应用价值:一是提升生产效率。构建一体化生产管控体系,形成以生产计划为主线,贯穿生产制造全过程的业务协同机制,提高各工序、各业务的生产组织和协同程度,同时提高生产管控智能化水平,形成专家经验与数据相结合的生产操作与生产管理模式。二是提升产品质量稳定性。推动产品设计标准化和智能化,实现质量缺陷预分析与报警、工艺在数在线监控、产品质量动态改进等全流程控制和一贯制管理,建立事前预防控制、事中过程控制、事后检验把关和反馈优化的产品质量管理体系。三是降低运营成本。依托工业互联网融合全厂L1系统/L2系统/L3系统/公辅系统/视频系统信息,打造数据驱动、敏捷高效的精益管理体系,提高市场及时响应、成本精细管控、管理决策等水平,不断优化资源配置效率,降低成本。
推荐理由:钢铁行业目前已形成了较为完备的自动化、信息化体系架构,主工序装备实现了较好水平的自动化控制,有效支撑了钢铁行业实现大批量、标准化和成本可控的生产运营。但从长远发展来看,钢铁企业已有的分层信息化系统架构由于无法实现数据横向、纵向集成导致存在大量的管理盲区,难以继续支撑其向生产运营精益化和组织模式扁平化演进,因此以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为基础,以端到端数据流拉通为核心,以网通互联为载体,进一步推进工业互联网与钢铁行业融合创新应用,促进行业转型升级与高质量发展,将成为钢铁企业实施智能制造的关键所在。中冶南方智慧冷轧一体化管控平台,结合钢铁企业生产和管理的特点,将新一代信息技术和智能制造理念与冷轧生产与管理进行融合,打破钢铁企业现有信息系统层次结构,提出一种一体化管控理念,通过端-边-云协同技术架构,完成冷轧厂管控活动的信息集成以及各业务环节的敏捷协同和持续优化。
11.全球首个统一平台全流程数字钢厂建成
2022年8月,在2022中国国际智能产业博览会上,中冶赛迪发布了基于工业互联网平台的冶金全流程智能工厂解决方案,该方案已在山东永锋临港智能工厂落地应用,打造了全球首个基于统一工业互联网平台的全流程数字钢厂,推动钢铁行业由单个生产单元智能化迈进全流程智能制造新时代。
基于自主研发的水土云工业互联网平台,中冶赛迪首创“平台+应用”全新架构,解决了ISA95传统信息化架构当中信息孤岛多、协同难、数据散等问题,让全厂数据在统一平台汇聚融合,正式推开全面数字化大门。在永锋临港智能工厂,中冶赛迪基于工业互联网平台开发了铁区、钢轧、生产、设备、能源、物流、安环等15大类智能应用APP,超过2000个智能应用功能项,充分挖掘、释放出数据的价值,让全流程生产联动协同,推动价值创造由局部区域向全厂、全流程演进。
而基于工业互联网平台的冶金全流程智能工厂让以数据为基础的数字精益、全员改善成为可能。该项目结合永锋集团的精益管理实践,在全球率先开创数字精益新模式,以数据要素辅助精益管理持续深化,不断提高企业的成本竞争力。永锋临港智能工厂建立了精细化成本和关键绩效指标的准时自动核算能力,上至全厂生产调度、下至每个员工都能在数据中定位问题、持续改善、固化经验,通过数据基础上的优化闭环持续精益,追求成本的极致最优与生产的极致高效。永锋临港模式对于以数字化推动新型工业化、以数据要素赋能制造业高质量发展作出了引领性、原创性的探索,为行业转型升级发挥了重要的示范带动作用。
自投产以来,永锋临港吨钢成本较永锋钢铁本部基地降低超100元,全员人均产钢量超1500吨/年,充分体现出全流程智能工厂的价值和效益。继永锋临港之后,中冶赛迪全流程智能工厂解决方案在江苏镔鑫钢铁等更多的钢铁企业落地应用,以前沿数字技术赋能钢铁生产,助力钢铁智能制造进入全面数据贯通、全厂智能管控的新纪元。
推荐理由:在钢铁信息化领域,传统ISA95信息化架构存在纵向数据衰减和横向数据孤岛等问题,不同生产单元数据“圈地自治”,工序、部门、专业之间的数据壁垒难以打破,协同效率低下。中冶赛迪基于冶金全流程智能工厂解决方案打造了行业首个基于统一工业互联网平台的全流程数字钢厂,全面革新传统结构,采用具有自主知识产权的扁平化系统架构,让深入控制层的统一工业互联网平台直接承载起各类智能应用,很好地解决了纵向数据衰减和横向数据孤岛的问题,构建起数据不落地、流程无断点、无边界协同、持续精益改善的全厂智能新生态。
12.国内首套钢铁行业数字孪生工厂全生命周期管理平台正式发布
8月12日,在昆明举行的首届钢铁工业智能工厂数字化交付高峰论坛上,国内首套钢铁行业数字孪生工厂全生命周期管理平台正式发布。
该平台搭建了国内钢铁行业第一个数字化设计、交付、运维全生命周期孪生平台和第一个覆盖料场、炼铁、炼钢、轧钢全流程业务数字孪生应用场景,实现了钢铁企业工厂级、车间级、设备级的数字孪生仿真应用,覆盖生产、物流、设备、质量、安全、能源、环保等全业务,并结合VR虚拟现实、AR增强现实等技术应用于生产指导、远程诊断、设备运维和应急管控。
历时6年,中冶京诚在数字化建设体系框架下,沿着数字化设计交付和数字孪生工厂建设两条主线,围绕打造钢铁行业全生命周期、全工艺流程、全业务模块的数字孪生平台,通过统一的编码体系,打通行业数据链条,实现工厂设计、采购、施工、运维各阶段数据贯通,解决了工厂各阶段数据、各流程数据、各业务系统数据的孤岛问题,以全厂一张地图、一个平台、一个中心的管理体系,为行业管理提升、效率提升提供助力,实现了整个软件平台的自主可控。
从签订钢铁、有色行业国内首个数字孪生工厂项目合同,到数字化孪生工厂管控平台建设完成,最终成功发布,该平台已经成功应用于河钢唐钢新区、临沂优特钢、江阴兴澄特钢等十余个项目,项目的设计效率、施工进度、运维水平、管控效率、节本降耗等方面均得到了显著提升,被鉴定为“国际领先”,并在第二届智能制造创新大赛,以钢铁行业参赛作品第一的好成绩,荣获软件系统与平台创新赛道高级别组别领航组二等奖。
推荐理由:中冶京诚始终坚持科技创新,充分利用5G、工业互联网、区块链、AI等前沿技术,打造贯通工厂全生命周期的数字孪生管控平台,解决了工厂各阶段数据、各流程数据、各业务系统数据的孤岛问题,以全厂一张地图、一个平台、一个中心的管理体系,助力行业管理提升、效率提升,不断推动钢铁行业数字化、智能化发展,开启了钢铁行业数字孪生的未来。
13. 鞍钢标准化项目入选工信部2022年度智能制造标准应用试点
2022年8月初,鞍山钢铁联合冶金工业信息标准院共同申报的《钢铁行业智慧供应链方向智能制造标准应用试点》入选国标委和工信部发布的2022年度智能制造标准应用试点项目名单。此次评审共评选出59个试点项目,鞍山钢铁联合冶金工业信息标准院的试点项目是钢铁智慧供应链方向唯一项目。
为贯彻落实《国家标准化发展纲要》《“十四五”智能制造发展规划》相关部署,发挥标准支撑引领作用,推动制造业企业运用标准化方式组织生产、经营、管理和服务,国家市场监管总局(标准委)、工业和信息化部联合开展2022年度智能制造标准应用试点工作。
鞍钢股份物流管理中心、系统创新部联合冶金工业信息标准院总结物流供应链领域的工作成果,重点围绕智能物流供应链相关工作开展标准应用试点,提出了2022-2024年主攻方向、主要任务、进度安排和具体指标,共同形成了《钢铁行业智慧供应链方向智能制造标准应用试点》项目。
作为钢铁行业唯一的“国家级物流服务标准化”试点单位,近年来,鞍山钢铁主导和参与制修订了21 项(含国家标准1项、行业标准9项、地方标准3项、团体标准8项)、在研30项物流供应链标准。鞍山钢铁入选商务部、工信部、生态环境部等八部门授予的“国家级供应链创新与应用试点企业”。去年以来,“智能供应链”技术及标准的开发应用工作,依托作为鞍山钢铁“十四五”重点工作之一的“数字鞍钢”建设,扎实推进各项基础工作。
推荐理由:鞍山钢铁联合冶金工业信息标准院针对智能供应链发展技术现状、未来发展趋势及应用需求,以标准为引领,凝聚智能供应链发展共识、汇聚智能供应链发展资源,洞察智能供应链发展规律,分阶段建立智能供应链标准群并做好相关工作,推动智能供应链在更广范围、更深程度、更高水平上创造新价值,发挥发挥标准支撑引领作用和示范性应用具有很好的借鉴意义。
14. 宝钢启动万名“宝罗”机器人上岗计划,引领钢铁智能制造未来发展
今年 6 月,中国宝武召开“万名宝罗上岗实施动员大会”,宝信软件智能装备事业本部作《万名“宝罗”上岗实施方案报告》,汇报了在建设应用模式、机器人集成方式、产业链协同方面开展的创新尝试;宝信软件与宝钢股份、马钢集团、太钢集团通过视频签署了《机器人实施框架合作协议》。今年 8 月,八钢公司与宝信软件达成了宝罗上岗合作框架协议。宝武集团于 2022 年 3 月提出万名“宝罗”上岗计划,即中国宝武到 2026 年实现万台机器人落地。宝信软件推动万名“宝罗”上岗,同时未来所有的工业宝罗都将接入基于宝武工业互联网平台(由宝信软件支撑研发运营)打造的宝罗云平台,打开全新增量空间。
“宝罗”员工将优先着力于3D岗位,进一步提升从业者安全、降低从业者劳动强度,提高总体效率,为员工提供安全舒适的工作环境,有助于员工实现“有钱、有闲、有趣”的三有生活。“工业宝罗”被广泛应用于工业自动化中,通过数字化生产,降低工作人员劳动强度,有着许多经典应用场景。比如高炉炉前加泥机器人,传统的高炉炉前需要多工种协作,配合手动开堵口、人工搬运加装炮泥及更换钻杆,而且操作人员必须穿戴好厚重的防护用品,在高温、粉尘环境中完成作业。这种落后于时代的作业模式,不仅自动化程度低、现场作业环境差、人员重复劳动负荷强,而且生产效率低下,存在极大的安全作业隐患。通过全自动加泥作业,使得人机作业隔离,实现作业本质化安全。
推荐理由:万名“宝罗”上岗是钢铁行业智能装备应用的新阶段,也是时代大势所趋。工厂中部分机械化、脏累险的岗位难觅新员工,因此钢铁行业低技术门槛岗位的劳动力短缺状况将会持续。利用工业机器人在环境恶劣、劳动强度大、危险系数高的岗位替代人,不仅能解决劳动力缺失的问题,还能提高劳动效率、降低人因风险、保证操作一致性、质量稳定性,还能改善员工工作环境、提高工作幸福指数。
工业互联网的快速发展,将带动工业机器人规模化应用。目前钢铁工业智能化发展过程中,存在现场投运的机器人缺乏统筹规划,没有统一的标准和整体的后台支撑服务,导致各装备运作相对独立。宝武积极研发“宝罗”机器人规模化应用技术,由原来单一基地一两个机器人的个性化运用,推广到标准化、规模化的全面应用,宝武集团的工业机器人未来将全方位连接宝罗云平台,借助先进的物联网、大数据和人工智能等技术为“宝罗”赋能。
15. 《5G全连接工厂建设指南》发布 推动钢铁行业智能工厂建设
2022年9月6日,工业和信息化部发布 《5G全连接工厂建设指南》(简称:《指南》)。《指南》的总体要求是:5G全连接工厂是充分利用以5G 为代表的新一代信息通信技术集成,打造新型工业互联网基础设施,新建或改造产线级、车间级、工厂级等生产现场,形成生产单元广泛连接、信息(IT)运营(OT)深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂。
5G 全连接工厂的建设目标是:“十四五”时期,主要面向原材料、装备、消费品、电子等制造业各行业以及采矿、港口、电力等重点行业领域,推动万家企业开展5G 全连接工厂建设,建成1000个分类分级、特色鲜明的工厂,打造100 个标杆工厂,推动5G 融合应用纵深发展。
根据《指南》,5G 全连接工厂建设内容涵盖基础设施建设、厂区现场升级、关键环节应用、网络安全防护等四个重点方面。
基础设施建设包括:1)5G网络建设;2)工业网络互通;3)边缘计算部署;4)业务系统建设。
厂区现场升级包括:1)现场装备网络化改造;2)IT-OT 应用融合化部署;3)生产服务智能化升级。
关键环节应用包括:1)研发设计应用;2)生产运行应用;3)检测监测应用;4)仓储物流应用;5)运营管理应用。
网络安全防护包括:1)安全防护能力升级;2)安全管理水平提升。
推荐理由:《指南》提出了开展分类分级建设和加快重点行业推广两大建设路径。在开展分类分级建设方面,支持企业建设产线级、车间级、工厂级等不同类型5G 全连接工厂;在加快重点行业推广方面,《指南》强调要在电子设备制造、装备制造、钢铁、采矿、电力等重点行业和领域,推动发展基础较好、需求较明确的企业主体,率先建设5G 全连接工厂,形成数字化、网络化、智能化转型升级标杆。
钢铁作为5G全连接工厂建设重点行业之一,将针对生产过程透明可视、降低生产设备维护成本、节能降碳等需求,促进远程设备操控、机器视觉质检、工艺合规校验、设备故障诊断、设备预测维护、生产现场监测、全域智能物流、生产能效管控、企业协同合作等典型场景普及应用。
16. 1300mm连铸圆坯全数智化生产线一次热试成功
2022年8月27日,1300mm连铸圆坯全数智化生产线一次热试成功。该产线是世界第一条全智能化、数字化连铸生产线,可生产直径700-1300mm的连铸圆坯。项目由建龙集团联合风电龙头企业丹麦维斯塔斯、西门子歌美飒、金风科技等行业内顶级用户共同研发,采用了达涅利冶金设备有限公司设计制作建设的三机三流大圆坯连铸机生产线核心设备技术,应用了全流程保护浇注、下渣检测、自动开浇、涡流型自动液面控制、铸坯加热、激光定尺、自动喷号机器人等国际领先技术,是集节能环保、先进工艺、智能化等于一体的世界一流连铸生产线。
在项目建设过程中,承德建龙克服了场地局限性带来的影响,打破传统思维模式,拆除原有发电厂,改变传统浇注方向,系统考虑,不断创新,制定了完整的施工方案,保证项目顺利完成。为加快设备安装进度为后续管道和电气施工创造有利条件,通过精细化吊装验算,采用200t汽车吊将大包回转台底座一次性安装到位;通过多次讨论研究,经验算优化回转台上部设备的安装方案,采用140t和120t天车共同抬吊的方式,攻克设备重量大、吊装空间有限的难题;同时采用先进的3D激光跟踪仪测量技术,在解决工期紧的前提下,精准控制安装精度,使整个18m半径弧形段扇形底座一次性安装合格。
推荐理由:Φ1300mm圆坯为当今世界连铸大圆坯最大规格组距,填补了我国在大规格连铸圆坯生产技术上的空白并领先世界。产品面向大型海洋风电、大规格石油油服阀体等新能源用钢领域,为我国风电等洁净能源领域的发展提供了保障,也为锻造行业、重要高端特钢材料的生产、替代传统钢锭、提高金属收得率提供了重要技术支撑。
17. 浦项开发板坯表面缺陷人工智能检测系统
2022年2月,浦项钢铁公司光阳厂炼钢部、厚板部联合未来技术研究院人工智能研究所开展协作,开发了“板坯表面缺陷人工智能检测系统”,这项新技术可以利用人工智能技术自动检测板坯表面缺陷,从而提高产品质量竞争力。一直以来,表面缺陷检测主要是由操作人员对板坯的视频影像进行判读。因此,对于细微缺陷,肉眼很难发现,而且在工作时间需要对影像进行连续观察,存在视力疲劳问题。“板坯表面缺陷人工智能检测系统”的开发解决了这个问题,在提高板坯质量的同时,也减轻了操作人员的负担。
浦项钢铁公司将在光阳厂炼钢分厂和厚板分厂安装并运营该系统,切实反映操作人员的需求,完成问题改进,并将其扩大应用到全公司,加快改善板坯质量,从原料端提升成品材的品质和成材率,改善浦项钢铁公司整体运营效率,提升竞争力。
推荐理由:板坯是生产钢板或钢卷的钢铁半成品之一,在表面检测阶段如果遗漏缺陷,将缺陷板坯直接输送到后工序,会导致钢材产品的缺陷,因而板坯质量检验非常重要。浦项钢铁公司开发的“板坯表面缺陷人工智能检测系统”不仅会自行查找板坯缺陷,告知操作人员是否有缺陷,还会通过人工智能进行分析,提出最恰当的解决方案。利用该系统,操作人员无需担心缺陷遗漏,只需按照人工智能给出的指南,决定是否进行进一步的缺陷消除即可。板坯表面缺陷人工智能检测系统不仅改善了质量缺陷,更有助于减轻操作人员检查失误的负担。
随着新一轮工业革命的推进,钢铁行业的智能制造取得了快速发展,人工智能的应用已经覆盖了钢铁生产的各环节。
18. 国内首套智慧生态环保管控平台项目正式上线
2022年7月8日,中国宝武集团武汉钢铁有限公司智慧生态环保管控平台主体管控功能正式上线运行,标志着国内首套涵盖废气、废水、固废和综合环保管理的智慧生态环保管控平台成功落地实施。
武汉钢铁智慧生态环保管控平台由中冶京诚下属嘉宇公司、瑞达公司联合倾力打造,以嘉宇公司钢企环境管理理念为框架,汇融瑞达公司的智能核心技术优势,为武汉钢铁环境全要素一体化监管体系的建立和数智化转型注入科技力量,共同打造行业前端产品,是中冶京诚在智慧生态环保管控领域取得的重大突破。
该平台打破日前行业只重废气超低排放的单一管控模式,兼顾废气、废水、固废全要素,以智能化技术手段系统提升企业环境管理水平为目标。平台设计以废气排放管理中的超低排放部分为核心,以废水综合管理中的废水、雨水合法合规排放和固废利用、处置合法合规为重点,构建钢铁企业综合环保管控新模式,实现武汉钢铁环保管理项目的全部融合,有效提升企业环保管理效率。平台设计融合5G、人工智能、大数据分析等先进技术,搭建从智能感知、智能分析到智能决策的智能化系统架构和管控平台,最终形成具备武汉钢铁特色的智能化生态环保“大脑”,满足武汉钢铁综合环保管理的闭环运行和有据可查。
推荐理由:智慧生态环保管控平台以钢铁企业环境管理理念为框架,汇融智能核心技术优势,为钢铁企业环境全要素一体化监管体系的建立和数智化转型注入科技力量,共同铸造行业前端产品,标志着国内首套涵盖废气、废水、固废和综合环保管理的智慧生态环保管控平台成功落地实施。
19. 炼钢厂实现“一键炼钢+全自动出钢”工艺贯通 全流程智能化炼钢迈进全新阶段
11月18日,宝武集团中南股份炼钢厂5号转炉操作人员按下自动出钢按钮,钢包车自动开到炉下,转炉按照模型设定自动倾动钢水稳稳地注入钢包,监测到下渣时,滑板自动关闭,炉子抬起,钢包车自动开到氩站,整个过程完全不需人工干预。转炉自动出钢项目热试一次成功,标志着炼钢厂炼钢二工序实现一键“炼钢+出钢”工艺贯通,智慧炼钢“再下一城”。
全自动出钢采用理论出钢模型与现场人工操作大数据分析相结合的方法,在模拟人工出钢的基础上,建立了转炉自动倾转等全自动出钢五大模型,并利用先进的基于视觉的图像识别与分析系统,可以实时预报钢包溢钢、大炉口溢渣等生产异常情况,并与相关设备联动,自动进行相关异常处理,使目前现场操作由摇炉和合金添加简化为操作监护,有效提高炼钢成功率,缩短出钢周期,进一步使现场的工作环境和工人的劳动强度得到有效改善。
推荐理由:全自动出钢项目热试成功,实现了转炉出钢的全过程无人化操作,成功解决了转炉智慧冶炼最后一步的关键技术难题,转炉实现“一键炼钢+全自动出钢”工艺贯通,标志着行业炼钢厂全流程智能化炼钢迈进全新阶段。
20. 阳江宏旺“数字化智慧工厂” 打造从订单到交付的全流程“数智化”行业典范
2022年11月,宏旺集团数字化“天启”项目系统正式启动上线,在阳江宏旺“智慧工厂”基础上,首次为原本已经具备国际领先水平的全自动化、全连续式一体化深加工生产线匹配了从订单到交付的全流程数字化系统,为钢铁工业企业打造“数字化智慧工厂”进行了有益探索。
项目由宏旺控股集团联合技术相关方,单独开发、设计、建造,在分段式生产改为连续式生产,手工式生产改为全自动化生产的基础上,匹配全自动化、信息化、数字化的产供销管理于一体的数字化系统,进一步降低生产成本、提升生产效率,为企业经营管理提供更加科学、精准的数据支撑和决策参考。
该项目“全智能化”不锈钢生产线最长746米,将轧制、退火、酸洗等传统分段式工艺全部串联起来。同时,采用国际先进的多辊轧机和智能电控技术,引入智能自动行车、上下卷、焊接、磨辊、轧制、加酸、打包等智能化技术,是国内首条冷轧不锈钢行业“智能化”机组。先进的MES生产管理系统,实现和L2、SRM、APS、EAM、MOM、iHR、ERP等系统的无缝对接,极大地优化了订单、计划、制造、质量和交付管控等管理资源信息系统的互联互通。
系统的自学习能力,构建了从订单到交付的全流程系统智能计算模型,能够自动匹配最优排产、仓储、物流路径,实现智能排产、快速交付,为行业探索“数字化智慧工厂”建设积累了丰富经验。
产线生产装备高度集成,全线智能闭环控制,更加高效节能,成材率更高,自动化程度更高,既可以提高生产效率、又能保证产品质量稳定,具有国际领先水平。生产的高品质不锈钢板带具有尺寸精度高、板型好、表面质量好,且产量大成本低等优势,特别是可以处理黑皮白皮两种不同的原料,产线可自动切换,生产组织灵活。
推荐理由:从“无人化”到“数字化”再到“数智化”,阳江宏旺以打造“数字化智慧工厂”为目标,通过基础网络全覆盖,实现全工厂集中智能控制,产线“无人化”自动运行,产品全过程监控,系统的自学习能力可为企业的生产经营提供更加科学的指导,是宏旺人坚持科技创新,践行绿色发展理念,推动技术革命,振兴民族工业的成功探索和重要成果,对进一步降低能耗、提升效率,推动行业数智化发展和示范性应用具有很好的借鉴意义。
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