隨著工業4.0和中國製造2025的全麵開展，國內外智能化工廠、智能化實驗室、智zhi能neng化hua設she備bei的de研yan製zhi正zheng蓬peng勃bo開kai展zhan。智zhi能neng化hua正zheng在zai各ge行xing各ge業ye全quan麵mian展zhan開kai。智zhi能neng化hua生sheng產chan線xian和he智zhi能neng化hua實shi驗yan室shi正zheng在zai改gai變bian原yuan有you傳chuan統tong企qi業ye的de生sheng產chan模mo式shi，將jiang人ren從cong重zhong複fu的de操cao作zuo、惡劣的環境和繁重的流水性作業中解放出來。對於鋼鐵廠而言
，主生產線智能化，和機組出口附近的機旁實驗室智能化
，對於“操作室一律集中，操作崗位一律機器人，運維一律遠程
，服務一律上線”起到了極大的推動作用。對於全麵提升勞動生產率、減少設備事故和質量事故及安全事故、全麵提升產品質量和公司品牌
，顯得極其重要。

　　中國製造2025，有力地推動了鋼鐵廠智能化發展。目前，機器人已經廣泛地在各鋼鐵廠發揮著重要作用，尤其中高溫、高危、高難度領域，更顯機器人威力。

　　鋼鐵廠生產線智能化

　　鋼鐵廠局部智能化，為主生產線智能化奠定了良好的基礎，但主生產線智能化是目標和方向。

　　主生產線智能化架構：

　　生(sheng)產(chan)線(xian)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)平(ping)台(tai)，數(shu)字(zi)化(hua)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)基(ji)礎(chu)，工(gong)業(ye)互(hu)連(lian)網(wang)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)支(zhi)撐(cheng)，智(zhi)能(neng)中(zhong)心(xin)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)核(he)心(xin)。鋼(gang)鐵(tie)廠(chang)生(sheng)產(chan)線(xian)目(mu)前(qian)總(zong)體(ti)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)比(bi)較(jiao)高(gao)
，人(ren)工(gong)參(can)與(yu)調(tiao)節(jie)和(he)控(kong)製(zhi)不(bu)是(shi)很(hen)多(duo)，這(zhe)就(jiu)意(yi)味(wei)著(zhe)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)在(zai)線(xian)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)數(shu)字(zi)化(hua)和(he)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)在(zai)線(xian)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)數(shu)字(zi)化(hua)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。生(sheng)產(chan)線(xian)數(shu)字(zi)化(hua)了(le)，智(zhi)能(neng)化(hua)就(jiu)不(bu)遠(yuan)了(le)（如圖1所示）。

　　產品質量在線采集係統數字化：

　　圖2列舉了鋼鐵廠部分產品質量在線采集係統
，也是目前用戶比較關心，需要重點數字化的產品質量實際參數。下麵舉2例

，加以說明。

　　案例1

，塗層膜厚在線檢測係統:

　　用於塗鍍產品表麵耐指紋膜、鈍化膜、絕緣塗層、彩塗板塗層、塗油量等塗層膜厚在線實時檢測。該係統為塗層膜厚在線實時準確控製提供了依據。

　　案例2，力學性能在線檢測係統：

　　用於帶鋼力學性能（硬度、屈服強度、抗拉強度
、斷後延伸率

、硬化層深度
、 透C層深度

、 透N層深度、殘餘應力、N
、R
、殘餘奧氏體
、分層硬度
、均勻延伸率）在線實時檢測
，為帶鋼實時準確控製力學性能提供了依據。

　　設備狀態在線采集係統數字化：

　　圖3liejulekenengyingxianggangtiechangzhushengchanxianzhengchangyunxingdebufenshebei。zhexieshebeizhuangtaizaixiancaijibingshuzihua，duiyushengchanxianzhuangtaikongzhihezhengchangyunxingqidaoleguanjianzuoyong。

　　旋(xuan)轉(zhuan)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)在(zai)線(xian)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)。旋(xuan)轉(zhuan)設(she)備(bei)，主(zhu)要(yao)采(cai)集(ji)溫(wen)度(du)和(he)振(zhen)動(dong)兩(liang)個(ge)參(can)數(shu)。對(dui)這(zhe)兩(liang)個(ge)參(can)數(shu)準(zhun)確(que)采(cai)集(ji)，並(bing)加(jia)以(yi)狀(zhuang)態(tai)分(fen)析(xi)和(he)控(kong)製(zhi)，能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)地(di)監(jian)控(kong)旋(xuan)轉(zhuan)設(she)備(bei)有(you)效(xiao)運(yun)行(xing)。

　　智能中心：

　　智能中心是生產線智能化核心。其作用正像人的大腦
，計算機的CPU。其強大，智能化係統才能強大。

　　智能中心架構圖如圖4所示。

　　智能中心的功能為：專家係統收集“生產工藝參數”和“設備狀態參數”，與“知識庫”進行比較，建立新的優化方案和優化模型
，用於生產線控製。同時

，相關參數和數據存入“知識庫”
，將“知識庫”數據不斷積累，模型持續優化，解決方案不斷豐富。同時
，生產線相關狀態能及時傳送和顯示。

　　鋼鐵廠生產線智能化小結。

　　現xian在zai的de鋼gang鐵tie廠chang生sheng產chan線xian自zi動dong化hua水shui平ping已yi經jing相xiang對dui比bi較jiao高gao，在zai智zhi能neng化hua方fang麵mian，應ying重zhong點dian在zai生sheng產chan工gong藝yi和he設she備bei狀zhuang態tai數shu字zi化hua上shang下xia功gong夫fu，解jie決jue了le數shu字zi化hua，離li智zhi能neng化hua就jiu不bu遠yuan了le。

　　國(guo)內(nei)大(da)中(zhong)型(xing)鋼(gang)鐵(tie)廠(chang)，其(qi)生(sheng)產(chan)線(xian)智(zhi)能(neng)化(hua)不(bu)是(shi)可(ke)上(shang)可(ke)不(bu)上(shang)的(de)問(wen)題(ti)，而(er)是(shi)必(bi)須(xu)上(shang)，要(yao)有(you)規(gui)劃(hua)有(you)計(ji)劃(hua)地(di)上(shang)。這(zhe)是(shi)國(guo)家(jia)的(de)需(xu)要(yao)，也(ye)是(shi)企(qi)業(ye)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)企(qi)業(ye)品(pin)牌(pai)的(de)需(xu)要(yao)
；否則，會落後，會在競爭中落敗。

　　鋼鐵廠機旁實驗室智能化

　　機旁實驗室現狀：

　　muqiandaduoshugangtiechangchengpinjizuchukouhechukoufujindouxuyaoduigangjuanguigechicunhepinzhitexingjinxingkuaisujiance。kuaisujianceyibandoushizaiciquyushejipangshiyanshi，youcaozuorenyuanangongyiguochengkongzhideyaoqiujinxingcaozuo，weijizugongyicanshudetiaozhengjishifankuizhiliangjieguo。

　　常規的機旁實驗室檢測過程如下：操作人員人工拿取大樣板，人工檢測大樣板的長度、寬(kuan)度(du)和(he)厚(hou)度(du)

，人(ren)工(gong)搬(ban)運(yun)大(da)樣(yang)板(ban)到(dao)備(bei)樣(yang)區(qu)作(zuo)為(wei)備(bei)樣(yang)留(liu)樣(yang)

，人(ren)工(gong)搬(ban)運(yun)大(da)樣(yang)板(ban)到(dao)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)，人(ren)工(gong)加(jia)工(gong)大(da)樣(yang)板(ban)為(wei)檢(jian)測(ce)樣(yang)品(pin)
，人(ren)工(gong)標(biao)注(zhu)樣(yang)品(pin)代(dai)碼(ma)，人(ren)工(gong)檢(jian)測(ce)樣(yang)品(pin)，人(ren)工(gong)判(pan)斷(duan)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)，人(ren)工(gong)將(jiang)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)輸(shu)入(ru)電(dian)腦(nao)或(huo)記(ji)錄(lu)在(zai)檢(jian)測(ce)結(jie)果(guo)記(ji)錄(lu)本(ben)上(shang)
，人(ren)工(gong)處(chu)理(li)檢(jian)測(ce)後(hou)的(de)廢(fei)樣(yang)
，完(wan)成(cheng)機(ji)旁(pang)實(shi)驗(yan)室(shi)樣(yang)品(pin)檢(jian)測(ce)全(quan)過(guo)程(cheng)。

　　常規機旁實驗室至少存在以下問題：一yi是shi勞lao動dong生sheng產chan率lv低di。所suo有you的de工gong作zuo都dou需xu要yao人ren工gong操cao作zuo完wan成cheng，造zao成cheng大da量liang的de操cao作zuo人ren員yuan投tou入ru。二er是shi檢jian測ce質zhi量liang無wu法fa保bao證zheng。檢jian測ce質zhi量liang與yu操cao作zuo人ren員yuan責ze任ren心xin和he技ji術shu水shui平ping
、心情和身體狀況直接相關
，檢測質量很難受控。三是安全無法保證。存在樣板劃傷身體、加(jia)工(gong)設(she)備(bei)衝(chong)斷(duan)手(shou)指(zhi)等(deng)等(deng)風(feng)險(xian)。四(si)是(shi)檢(jian)測(ce)速(su)度(du)慢(man)。每(mei)一(yi)道(dao)工(gong)序(xu)都(dou)需(xu)要(yao)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)依(yi)次(ci)操(cao)作(zuo)完(wan)成(cheng)
，無(wu)法(fa)像(xiang)無(wu)人(ren)化(hua)實(shi)驗(yan)室(shi)，所(suo)有(you)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)。五(wu)是(shi)成(cheng)本(ben)高(gao)。操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)資(zi)成(cheng)本(ben)在(zai)上(shang)升(sheng)，產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)引(yin)起(qi)產(chan)品(pin)降(jiang)級(ji)甚(shen)至(zhi)產(chan)生(sheng)質(zhi)量(liang)異(yi)議(yi)造(zao)成(cheng)經(jing)濟(ji)上(shang)損(sun)失(shi)等(deng)

，直(zhi)接(jie)和(he)間(jian)接(jie)成(cheng)本(ben)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)。

　　機旁實驗室智能化必要性和可行性：

　　必要性。黑燈工廠、黑燈實驗室是目前比較流行的，正在蓬勃開展的
、符合國家方針政策的一項創新工程。機旁實驗室智能化
，無論從提升勞動生產率
、到保證檢測質量
、保證人身安全、再到提升產品質量和企業品牌都很有必要。這更是智能工廠的一個重要組成部分。

　　可(ke)行(xing)性(xing)。智(zhi)能(neng)化(hua)機(ji)旁(pang)實(shi)驗(yan)室(shi)是(shi)智(zhi)能(neng)車(che)間(jian)或(huo)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)的(de)一(yi)個(ge)分(fen)支(zhi)。機(ji)旁(pang)實(shi)驗(yan)室(shi)不(bu)涉(she)及(ji)直(zhi)接(jie)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)。機(ji)旁(pang)實(shi)驗(yan)室(shi)加(jia)工(gong)和(he)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)配(pei)置(zhi)也(ye)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)。可(ke)以(yi)說(shuo)，機(ji)旁(pang)實(shi)驗(yan)室(shi)存(cun)在(zai)相(xiang)對(dui)獨(du)立(li)性(xing)和(he)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)性(xing)，機(ji)旁(pang)實(shi)驗(yan)室(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)是(shi)完(wan)全(quan)可(ke)行(xing)的(de)。研(yan)製(zhi)全(quan)自(zi)動(dong)加(jia)工(gong)和(he)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)，配(pei)置(zhi)相(xiang)關(guan)機(ji)器(qi)人(ren)和(he)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)，建(jian)立(li)工(gong)業(ye)互(hu)連(lian)網(wang)
，開(kai)發(fa)虛(xu)實(shi)結(jie)合(he)數(shu)字(zi)化(hua)雙(shuang)胞(bao)胎(tai)功(gong)能(neng)和(he)手(shou)機(ji)APP功能，如有能力或有需要
，再增加有“智”能的自學習自診斷自化解問題的神經元網絡技術，實現實驗室智能化（如圖5所示）。

　　機旁實驗室智能化模式。

　　機旁實驗室智能化模式不會有固定模式，既然智能化了，什麼事情都會發生，什麼模式都會產生。隻怕想不到，不怕做不到。

　　機旁實驗室智能化案例：

　　熱鍍鋅生產機組機旁實驗室智能化項目案例如下：

　　機旁實驗室功能：快速加工從機組剪切下來的大樣板為檢測樣品，快速檢測熱鍍鋅產品樣板寬度、樣板厚度、U彎性能、V彎附著力性能、粗糙度性能、缺陷衝壓性能，為機組快速提供第一手產品品質實績。

　　整個機旁實驗室無人化檢測。

　　整個機旁實驗室從樣品檢測上分為3個過程。

　　過程1：樣板取樣過程。AGV小車上裝有機器人。AGV機器人從機組送樣板平台上抓取2塊大樣板

，其中1塊大樣板放到大樣板放置平台，供機旁實驗室檢測。另一塊大樣板放在AGV小車上，送到備樣存放區
，作為留樣保存。

　　過程2：樣yang品pin加jia工gong過guo程cheng。地di軌gui機ji器qi人ren從cong大da樣yang板ban放fang置zhi平ping台tai上shang抓zhua取qu大da樣yang板ban

，放fang到dao全quan自zi動dong激ji光guang切qie割ge機ji。全quan自zi動dong激ji光guang切qie割ge機ji首shou先xian根gen據ju來lai自zi生sheng產chan機ji組zu的de樣yang板ban代dai碼ma
，確que定ding檢jian測ce樣yang品pin種zhong類lei
，樣yang品pin加jia工gong位wei置zhi；然ran後hou激ji光guang刻ke碼ma機ji對dui樣yang品pin進jin行xing激ji光guang刻ke碼ma。激ji光guang切qie割ge機ji再zai進jin行xing樣yang品pin激ji光guang切qie割ge。地di軌gui機ji器qi人ren抓zhua取qu所suo有you樣yang品pin到dao樣yang品pin盒he，同tong時shi抓zhua取qu廢fei樣yang到dao廢fei樣yang框kuang，完wan成cheng樣yang品pin加jia工gong全quan過guo程cheng。

　　過程3：樣品檢測過程。地軌機器人將樣品盒中樣品輸送到相應全自動檢測設備，如全自動U彎檢測儀、全自動粗糙度檢測儀等。所有的全自動檢測設備按自己的方式
，進行檢測樣品的檢測、數據處理和傳送。

　　整個機旁實驗室具備4大功能。

　　功能1：無人化檢測功能。從樣板取樣
、到樣品加工、再到樣品檢測、最後檢測數據處理和傳送
，全部無人化，實現無人化實驗室功能。

　　功能2：係統可靠性功能。相關全自動加工和檢測設備全部具備手動操作和全自動運行功能，關鍵設備有備機
，如地軌機器人可以代替AGV機器人
，地軌機器人一用一備，係統計算機一用一備

，保證機旁實驗室整個係統能夠正常有效運行。

　　功能3：安全環保功能。激光切割機除塵裝置采用降噪措施，噪聲控製70分貝以下。所有機器人運行區域用護欄隔離。整個機旁實驗室內外都有探頭監控。AGV小車為人機混合型，人靠近則停，速度可控
，外殼采用塑料製作，即使撞上人也不會造成人身傷害。

　　功能4：遠程監控功能。係統配置虛實結合數字化雙胞胎軟件和手機APP軟件
，能夠遠程監控和手機監視。

　　鋼鐵廠機旁實驗室智能化小結：

　　xianzaidejipangshiyanshiyishougongcaozuoweizhu
，zhinenghuafangmianzhongdianzaidantaoshebeiquanzidonghuashangxiagongfu
，jiejuelequanzidonghua
，lizhinenghuajiubuyuanle。jipangshiyanshizhinenghua
，keyiyuzhushengchanxianzhinenghuatongbukaolv。

　　鋼鐵廠實驗室智能化案例

　　實驗室現狀：

　　目前大多數鋼鐵廠實驗室樣品都是手工加工、手工檢測。這造成勞動生產率低、檢測速度慢
、安全風險大，檢測質量風險也大。

　　實驗室智能化案例：

　　用激光切割機、高速圓盤鋸床替代傳統鋸床完成粗加工；用拉伸加工中心、衝擊加工中心和數控車床替代傳統手工加工設備完成精加工；新增一套立體備樣倉庫
，實現切割後備樣的自動歸類存放。新增一套信息化管理係統（係統管理和控製和通訊功能、數字化雙胞胎功能和手機APP功能）、試樣搬運係統(包括噴碼、掃碼、機器人等)，將原有來樣輥道和新增加工設備串連起來，結合信息化管理係統
，實現試樣信息識別、試樣粗切割、小樣切邊減薄、小樣精加工、備樣歸類保存等自動化功能（如圖6所示）。

　　係統投運後
，實驗室試樣加工將實現無人化
，解決依靠大量的加工設備和操作人員才能完成繁重加工任務的問題，全麵提升勞動生產率、加快試樣加工速度、降低人員安全風險
，從而全麵提升實驗室自動化水平，全麵接軌中國製造2025。

　　智能化幾點建議

　　相通性：智能工廠、智能車間、智能實驗室、智能係統等等，其智能化的精髓是相通的
，我們可以從智能工廠或智能實驗室獲得智能化相關知識和技術

　　合適性：智能化、全自動化、無人化，從目前智能化時代初始階段

，可能更適合於流水性作業
、重複性作業、環境惡劣作業、危險性較大作業
、體力性較重作業
，對於流水性和重複性較少，任務變化較大作業可能暫不是很合適。

　　自適應性：智(zhi)能(neng)化(hua)項(xiang)目(mu)不(bu)管(guan)項(xiang)目(mu)大(da)還(hai)是(shi)小(xiao)，總(zong)歸(gui)需(xu)要(yao)一(yi)筆(bi)支(zhi)出(chu)。企(qi)業(ye)有(you)沒(mei)有(you)能(neng)力(li)支(zhi)出(chu)這(zhe)筆(bi)費(fei)用(yong)
，是(shi)否(fou)值(zhi)得(de)支(zhi)出(chu)這(zhe)筆(bi)費(fei)用(yong)
，都(dou)需(xu)要(yao)從(cong)企(qi)業(ye)自(zi)身(shen)經(jing)濟(ji)實(shi)力(li)出(chu)發(fa)，不(bu)得(de)勉(mian)強(qiang)
，跟(gen)風(feng)上(shang)智(zhi)能(neng)化(hua)項(xiang)目(mu)沒(mei)必(bi)要(yao)。企(qi)業(ye)有(you)經(jing)濟(ji)實(shi)力(li)
，且(qie)認(ren)為(wei)有(you)必(bi)要(yao)的(de)才(cai)是(shi)合(he)適(shi)的(de)。