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智能工廠“點(diǎn)亮”浦項(xiàng)制鐵
——聚焦韓國(guó)首家全球“燈塔工廠”(上篇)

2019-11-01 09:27:00

  本報(bào)記者 張鷹

  近日舉行的世界經(jīng)濟(jì)論壇第13屆新領(lǐng)軍者年會(huì)(夏季達(dá)沃斯)公布了第3批10家全球“燈塔工廠”,浦項(xiàng)制鐵榜上有名,成為韓國(guó)首家入選全球“燈塔工廠”的企業(yè)和全球鋼鐵行業(yè)3家入選企業(yè)之一。

  自2018年以來,世界經(jīng)濟(jì)論壇一直在有選擇性地將世界先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)指定為“燈塔工廠”,展示其在運(yùn)用第四次工業(yè)革命技術(shù)提升經(jīng)濟(jì)和運(yùn)營(yíng)效益方面的成功經(jīng)驗(yàn),為世界各地、各個(gè)價(jià)值鏈和各種規(guī)模的制造業(yè)企業(yè)提供了共享先進(jìn)技術(shù)和最佳實(shí)踐的平臺(tái)。

  浦項(xiàng)制鐵將智能高爐和CGL(連續(xù)熱鍍鋅線)基于AI(人工智能)的自動(dòng)涂層重量控制技術(shù)作為其人工智能核心技術(shù),向世界經(jīng)濟(jì)論壇提交了相關(guān)介紹,展示了其利用人工智能推動(dòng)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)率和質(zhì)量改善的能力。多年來,浦項(xiàng)制鐵通過人的技能與人工智能技術(shù)的完美結(jié)合,對(duì)大量的冶煉操作進(jìn)行全天候監(jiān)控。浦項(xiàng)制鐵的一位世界經(jīng)濟(jì)論壇顧問對(duì)此印象深刻。

  本文將走近浦項(xiàng)制鐵,揭開智能工廠的神秘面紗。

  復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)過程充滿信息和變化

  人們常把巨大的煙囪、數(shù)量繁多的設(shè)備與典型的鋼廠作業(yè)聯(lián)系在一起。不了解鋼鐵行業(yè)的人們會(huì)想,煉鋼有什么復(fù)雜的?難道不就是把所有原料都塞進(jìn)高爐里,經(jīng)煉鐵、煉鋼、軋制等一系列流程就生產(chǎn)出來了么?

  但實(shí)際上,鋼鐵冶煉的每個(gè)流程都非常復(fù)雜,尤其是當(dāng)與不同的客戶需求相結(jié)合時(shí),難度更是大幅增加。浦項(xiàng)制鐵能確保鋼廠每周7天、每天24小時(shí)順利運(yùn)行,得益于公司多年來的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)工程師的精益管控。

  然而,即便是具備了較高的專業(yè)知識(shí)水平和熟練的操作技能,由于每位工程師的經(jīng)驗(yàn)各不相同,鋼鐵生產(chǎn)過程中,各種狀況和挑戰(zhàn)依然層出不窮。

  比如,在生產(chǎn)計(jì)劃環(huán)節(jié),訂單管理小組作為浦項(xiàng)制鐵所有鋼鐵廠運(yùn)作的“大腦”,不僅承擔(dān)了接收訂單的工作,還負(fù)責(zé)根據(jù)客戶的特殊需求擬定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃。鑒于有些客戶會(huì)對(duì)產(chǎn)品的成分提出要求,訂單管理小組在生產(chǎn)計(jì)劃環(huán)節(jié)總是有很多變量需要考慮。

  再如,在煉鐵環(huán)節(jié),每周7天、每天24小時(shí)的高爐操作涉及無數(shù)工作——從保持溫度到精準(zhǔn)放置燃料和原材料,再到預(yù)測(cè)氣態(tài)副產(chǎn)物的生成量,每一項(xiàng)工作都存在著不確定因素。

  又如,在煉鋼、連鑄環(huán)節(jié),鋼水根據(jù)不同客戶的需求被制成不同的產(chǎn)品,每一種產(chǎn)品所需的化學(xué)成分和比例都不盡相同;熔融的鋼水經(jīng)過連鑄、冷卻、切割,在此過程中,精確的溫度和成分管理對(duì)于最大限度地利用有限的資源來說至關(guān)重要。

  在軋制環(huán)節(jié),坯料通過旋轉(zhuǎn)軋輥,被制成厚度、寬度、強(qiáng)度、耐久性等各種特性滿足客戶要求的鋼材。

  …………

  無論是人為的還是機(jī)械的,復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)過程充滿了各種各樣的信息和變化。為了更好地應(yīng)對(duì)這種變化,浦項(xiàng)制鐵將智能工廠視為下一代經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引擎。

  以PosFrame為基礎(chǔ)和核心打造智能工廠

  智能工廠的建立必須以工廠的數(shù)字化為前提。通過21世紀(jì)初實(shí)施的過程創(chuàng)新項(xiàng)目(Process Innovation Project),浦項(xiàng)制鐵成功實(shí)現(xiàn)了工廠的數(shù)字化。隨后,浦項(xiàng)制鐵以智能數(shù)據(jù)中心(PosFrame)為基礎(chǔ)和核心,著力打造智能工廠。

  自2015年起,浦項(xiàng)制鐵開始將光陽鋼鐵廠作為智能工廠試驗(yàn)基地,引進(jìn)了大數(shù)據(jù)等新技術(shù),浦項(xiàng)制鐵獨(dú)特的智能平臺(tái)PosFrame應(yīng)運(yùn)而生。

  PosFrame是世界上第一個(gè)專門應(yīng)用于連續(xù)制造過程的智能工廠平臺(tái)。不同于傳統(tǒng)的數(shù)字化,PosFrame不僅可以存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)采集的各種數(shù)據(jù),還可對(duì)連續(xù)運(yùn)行的各工序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理,并通過準(zhǔn)確的分析,提高生產(chǎn)效率,預(yù)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量,查找產(chǎn)品缺陷,預(yù)防設(shè)備故障,優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境,由此全面增強(qiáng)企業(yè)鋼鐵業(yè)務(wù)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。以查找產(chǎn)品缺陷為例,PosFrame可通過人工智能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)傳感器尋找鋼鐵生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)出現(xiàn)的細(xì)微問題,并及時(shí)對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn),提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

  PosFrame占地面積達(dá)2550平方米,共3層:1層設(shè)有電器室、備用發(fā)電室和機(jī)械室等,安裝了基礎(chǔ)設(shè)施;2層和3層安裝了最新的IT設(shè)備和管控設(shè)施。PosFrame24小時(shí)運(yùn)行。為了預(yù)防地震和火災(zāi),浦項(xiàng)制鐵還對(duì)IT設(shè)備進(jìn)行了保護(hù),安裝了可以抵抗8.0級(jí)以上地震的防護(hù)裝置,并配備了先進(jìn)的消防設(shè)施。

  值得注意的是,PosFrame中的數(shù)據(jù)對(duì)每名工作人員來說都是可訪問的。例如,現(xiàn)場(chǎng)工程師可以運(yùn)用他們的專業(yè)知識(shí),利用PosFrame中的數(shù)據(jù)來開發(fā)自動(dòng)化模型,這些模型可被用于冶煉的各環(huán)節(jié)。由于PosFrame對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集和標(biāo)準(zhǔn)化,工程師不僅可以分析他們直接參與的過程的信息,還可以分析推導(dǎo)出前后的過程。PosFrame使工程師更容易處理以前作為隨機(jī)事件出現(xiàn)的難題。

  PosFrame加快了浦項(xiàng)制鐵向智能工廠進(jìn)軍的步伐。通過PosFrame,浦項(xiàng)制鐵的幾乎所有員工都成為了“半人工智能專家”。為了進(jìn)一步加快智能化進(jìn)程,浦項(xiàng)制鐵近年來一直在為全體員工提供智能技術(shù)培訓(xùn),幫助員工將他們的技能水平提升到更高的層次,從而打造一個(gè)更加依賴數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工作環(huán)境。自2018年4月份起,浦項(xiàng)制鐵開始向員工提供2018普通員工人工智能基礎(chǔ)教育課程,目標(biāo)是除了培養(yǎng)少數(shù)專家外,讓普通員工也具備人工智能的基礎(chǔ)知識(shí),旨在向集團(tuán)內(nèi)部的全部業(yè)務(wù)領(lǐng)域和工作崗位推廣浦項(xiàng)智能化解決方案。此外,浦項(xiàng)制鐵還會(huì)舉行智能技術(shù)競(jìng)技大會(huì),以提高和檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)員工的PosFrame應(yīng)用能力和數(shù)據(jù)分析水平。

  《中國(guó)冶金報(bào)》(2019年11月01日 02版二版)

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