裝上“智能芯”,鋼鐵製造很燃!
——聚焦韓國首家全球“燈塔工廠”(下篇)
2026-04-17 10:16:34
本報記者 張鷹
我們介紹了浦項製鐵智能工廠通過PosFrame(智能數據中心)實(shi)現(xian)企(qi)業(ye)所(suo)有(you)數(shu)據(ju)收(shou)集(ji)和(he)標(biao)準(zhun)化(hua)管(guan)理(li)的(de)過(guo)程(cheng)。這(zhe)是(shi)浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)推(tui)進(jin)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)建(jian)設(she)的(de)基(ji)礎(chu)和(he)核(he)心(xin)。那(na)麼(me)具(ju)體(ti)到(dao)各(ge)個(ge)生(sheng)產(chan)流(liu)程(cheng),浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)是(shi)如(ru)何(he)推(tui)進(jin)智(zhi)能(neng)製(zhi)造(zao)的(de)?本(ben)文(wen)將(jiang)列(lie)舉(ju)大(da)量(liang)相(xiang)關(guan)案(an)例(li),使(shi)您(nin)對(dui)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)的(de)理(li)解(jie)不(bu)再(zai)僅(jin)停(ting)留(liu)於(yu)模(mo)糊(hu)、抽象的概念。
小批量訂單處理變“聰明”
浦項製鐵的訂單管理部門負責整個鋼鐵生產的規劃。該部門的關鍵任務之一是處理小批量訂單——這些小批量訂單數量太少,通常不能滿足鋼鐵廠的最低產量要求。
在智能化之前,工人需要根據相關標準對小批量訂單進行分析和處理。但由於人為失誤的存在,有時,一些小批量訂單會被遺漏;有(you)時(shi),一(yi)些(xie)緊(jin)急(ji)訂(ding)單(dan)甚(shen)至(zhi)會(hui)被(bei)錯(cuo)誤(wu)地(di)歸(gui)類(lei)為(wei)小(xiao)批(pi)量(liang)訂(ding)單(dan),並(bing)最(zui)終(zhong)耽(dan)誤(wu)生(sheng)產(chan)。一(yi)旦(dan)發(fa)生(sheng)這(zhe)種(zhong)失(shi)誤(wu),工(gong)人(ren)必(bi)須(xu)花(hua)費(fei)大(da)量(liang)時(shi)間(jian)找(zhao)到(dao)相(xiang)關(guan)訂(ding)單(dan)並(bing)重(zhong)新(xin)進(jin)行(xing)分(fen)類(lei)。統(tong)計(ji)數(shu)據(ju)顯(xian)示(shi),這(zhe)一(yi)過(guo)程(cheng)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)6個多小時。而工人處理全部小批量訂單的平均時間約為12個小時。
如ru今jin,浦pu項xiang製zhi鐵tie訂ding單dan管guan理li部bu門men的de智zhi能neng係xi統tong可ke以yi自zi動dong組zu織zhi小xiao批pi量liang訂ding單dan生sheng產chan,還hai可ke通tong過guo自zi主zhu學xue習xi功gong能neng對dui訂ding單dan進jin行xing評ping估gu。為wei了le使shi生sheng產chan成cheng本ben最zui低di化hua,該gai係xi統tong可ke以yi對dui計ji劃hua生sheng產chan量liang進jin行xing預yu判pan,並bing視shi情qing況kuang將jiang小xiao批pi量liang訂ding單dan與yu其qi他ta訂ding單dan合he並bing處chu理li。與yu之zhi前qian的de12個小時相比,新的智能化訂單處理流程僅需要1個小時。
智能煉鐵技術成為韓國“國家核心技術”
浦項製鐵煉鐵廠的智能係統可對爐內通風情況、鐵水溫度等多種因素進行綜合控製;而在過去,這些都基本依靠體力勞動。
在推進煉鐵智能化過程中,浦項製鐵定義了影響爐況的變量,然後對各種信息進行整合。從技術上講,這個過程叫作“數據標準化”。2017年(nian),浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)開(kai)始(shi)加(jia)速(su)構(gou)建(jian)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),賦(fu)予(yu)智(zhi)能(neng)係(xi)統(tong)自(zi)主(zhu)學(xue)習(xi)功(gong)能(neng),並(bing)使(shi)其(qi)實(shi)現(xian)對(dui)潛(qian)在(zai)變(bian)量(liang)的(de)預(yu)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)。現(xian)在(zai)的(de)浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)煉(lian)鐵(tie)廠(chang),鐵(tie)水(shui)溫(wen)度(du)通(tong)過(guo)物(wu)聯(lian)網(wang)成(cheng)為(wei)數(shu)據(ju),高(gao)清(qing)攝(she)像(xiang)機(ji)定(ding)期(qi)對(dui)原(yuan)料(liao)和(he)燃(ran)料(liao)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce),煉(lian)鐵(tie)流(liu)程(cheng)高(gao)效(xiao)又(you)便(bian)捷(jie)。
即使當前的爐況是令人滿意的,智能係統也會不斷追求卓越,以確保爐況始終保持在最佳狀態。浦項製鐵2號高爐作為韓國首個智能煉鐵技術的試驗基地,在應用智能係統後,鐵水日產量提高了240噸。今年7月份,應用於浦項製鐵2號高爐的智能技術被確定為韓國“國家核心技術”。
PTX係統讓高溫測量更精準
liangangzuoyexuyaojigaodewendu,hennanduiwendujinxingshishijiance,zhezengjialeliangangzuoyeduixianchanggongrenjingyandeyilai。zheyejiuyiweizhe,zaizheyiguochengzhong,bianhuaheshiwubukebimian。
為解決這一問題,浦項製鐵第二煉鋼廠開發了一個綜合控製係統——PTX係統,可對從轉爐到連鑄過程中的時間、溫度和配料等因素進行監測和控製,實現了對煉鋼作業中可能涉及的12.5萬個程序的數字化和標準化。
在應用PTX係統之前,浦項製鐵煉鋼廠的溫度測量準確度為80%,而如今,智能係統對溫度的預測準確度達到90%,原材料的使用也變得更加高效。
缺陷預測簡單快捷又經濟
生sheng產chan過guo程cheng中zhong的de質zhi量liang控kong製zhi至zhi關guan重zhong要yao,但dan把ba每mei個ge材cai料liao都dou仔zai細xi檢jian查zha一yi遍bian是shi不bu現xian實shi的de。因yin此ci,典dian型xing的de檢jian查zha一yi般ban是shi對dui樣yang品pin材cai料liao進jin行xing徹che底di的de表biao麵mian檢jian查zha,如ru果guo在zai特te定ding樣yang品pin中zhong發fa現xian任ren何he異yi常chang,就jiu必bi須xu回hui收shou同tong批pi生sheng產chan的de所suo有you其qi他ta材cai料liao,然ran後hou進jin行xing徹che底di檢jian查zha。
為(wei)縮(suo)短(duan)樣(yang)品(pin)檢(jian)查(zha)時(shi)間(jian),浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)通(tong)過(guo)應(ying)用(yong)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu),在(zai)大(da)量(liang)收(shou)集(ji)煉(lian)鋼(gang)和(he)連(lian)鑄(zhu)過(guo)程(cheng)數(shu)據(ju)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),建(jian)立(li)了(le)缺(que)陷(xian)預(yu)測(ce)模(mo)型(xing)。該(gai)模(mo)型(xing)根(gen)據(ju)已(yi)設(she)定(ding)好(hao)的(de)構(gou)成(cheng)質(zhi)量(liang)異(yi)常(chang)的(de)標(biao)準(zhun)進(jin)行(xing)缺(que)陷(xian)預(yu)測(ce),能(neng)精(jing)準(zhun)篩(shai)選(xuan)出(chu)有(you)缺(que)陷(xian)的(de)材(cai)料(liao),避(bi)免(mian)了(le)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)測(ce)試(shi)環(huan)節(jie),並(bing)能(neng)指(zhi)出(chu)缺(que)陷(xian)產(chan)生(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)。該(gai)模(mo)型(xing)自(zi)2018年3月份投入使用以來,運行效果良好,有望每年節省6億韓元(約合51.86萬美元)。
平直度測量用上人工智能
厚板產品經過板坯加熱工序和兩道軋製工序後,根據客戶要求,進行加速冷卻處理,這個過程被稱為熱機械控製工藝(TMCP)。TMCP包(bao)括(kuo)向(xiang)鋼(gang)板(ban)噴(pen)射(she)高(gao)速(su)水(shui),使(shi)其(qi)迅(xun)速(su)冷(leng)卻(que)到(dao)指(zhi)定(ding)的(de)溫(wen)度(du),以(yi)提(ti)高(gao)鋼(gang)板(ban)的(de)強(qiang)度(du)和(he)焊(han)接(jie)能(neng)力(li)。特(te)殊(shu)的(de)設(she)備(bei)和(he)先(xian)進(jin)的(de)噴(pen)水(shui)技(ji)術(shu)是(shi)實(shi)現(xian)該(gai)工(gong)藝(yi)的(de)前(qian)提(ti)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)精(jing)準(zhun)的(de)操(cao)控(kong),鋼(gang)板(ban)的(de)平(ping)直(zhi)度(du)就(jiu)會(hui)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)。
過去,厚板的兩個平直度是人工分析得出的,一次是在TMCP處理後,板材很熱時(熱平直度),另一次是在板材冷卻後(冷平整度)的剪切過程中。用人工的方式測量平直度是非常耗時的,而且對於現場的工程師來說也是一個挑戰。
通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)影(ying)響(xiang)熱(re)軋(zha)板(ban)形(xing)和(he)冷(leng)軋(zha)板(ban)形(xing)的(de)因(yin)素(su),浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)光(guang)陽(yang)鋼(gang)鐵(tie)廠(chang)建(jian)立(li)了(le)一(yi)個(ge)模(mo)型(xing),並(bing)最(zui)終(zhong)得(de)出(chu)了(le)獲(huo)得(de)最(zui)佳(jia)板(ban)形(xing)的(de)條(tiao)件(jian)。現(xian)在(zai),現(xian)場(chang)的(de)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)無(wu)須(xu)耗(hao)時(shi)費(fei)力(li),僅(jin)僅(jin)通(tong)過(guo)監(jian)控(kong)該(gai)模(mo)型(xing)產(chan)生(sheng)的(de)最(zui)佳(jia)工(gong)況(kuang)數(shu)值(zhi),就(jiu)可(ke)以(yi)確(que)保(bao)軋(zha)製(zhi)過(guo)程(cheng)的(de)順(shun)利(li)進(jin)行(xing)。據(ju)了(le)解(jie),目(mu)前(qian)浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)光(guang)陽(yang)鋼(gang)鐵(tie)廠(chang)TMCP後產品的修正需求已減少到50%,每年可節省約13億韓元(約合112.31萬美元)。
表麵處理走向智能
連續鍍鋅線(CGL)可對冷軋卷板進行連續熱處理,並將其置於鋅鍋中,最終製成鍍鋅鋼板。浦項製鐵的Giga鋼(“千兆鋼”)就是通過CGL生產出來的。
dangbancaicongxinguozhongquchuhou,qidaotongguozaixinbiaomianningguzhiqianjiangqiqieduanlaikongzhitucengdeliang。youyumeigechanpindemubiaotucengzhongliangbutong,qiezhiyouzaiwanchengqidaoqiegeheninggugongxuhoucainengceliangtucengzhongliang,tucengzhongliangdekongzhijijutiaozhanxing。
為了應對這一挑戰,浦項製鐵研發了基於AI(人工智能)的塗層重量控製模型,可對板材厚度、寬度、操作條件和目標塗層重量等指標進行精確管理。在使用該模型前,浦項製鐵預測塗層重量的準確率為89%,現在準確率已達到99%。與智能煉鐵技術一樣,浦項製鐵的智能表麵處理技術也被韓國政府指定為“國家核心技術”。
智能工廠為安全生產保駕護航
智能生產的過程最大程度地降低了人為失誤發生的概率,同時,客觀、準zhun確que的de大da數shu據ju分fen析xi也ye成cheng為wei企qi業ye高gao層ceng決jue策ce的de一yi大da重zhong要yao助zhu力li。這zhe是shi不bu是shi意yi味wei著zhe人ren類lei的de勞lao動dong將jiang變bian得de可ke有you可ke無wu?並bing不bu是shi。推tui行xing智zhi能neng製zhi造zao技ji術shu的de初chu衷zhong,除chu了le提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv和he產chan品pin質zhi量liang以yi外wai,還hai包bao括kuo降jiang低di員yuan工gong勞lao動dong強qiang度du和he保bao障zhang員yuan工gong安an全quan生sheng產chan,實shi現xian技ji術shu和he人ren類lei之zhi間jian的de高gao效xiao協xie同tong。
一(yi)家(jia)真(zhen)正(zheng)智(zhi)能(neng)的(de)鋼(gang)鐵(tie)廠(chang)始(shi)終(zhong)將(jiang)打(da)造(zao)安(an)全(quan)放(fang)心(xin)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)放(fang)在(zai)首(shou)位(wei)。浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)也(ye)不(bu)例(li)外(wai)。為(wei)加(jia)強(qiang)安(an)全(quan)和(he)質(zhi)量(liang)管(guan)理(li),浦(pu)項(xiang)製(zhi)鐵(tie)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)套(tao)智(zhi)能(neng)閉(bi)路(lu)電(dian)視(shi)係(xi)統(tong),並(bing)在(zai)光(guang)陽(yang)鋼(gang)鐵(tie)廠(chang)3號表麵處理廠、2號煉鋼廠、1號焦化廠和浦項鋼鐵廠2號hao板ban材cai廠chang安an裝zhuang應ying用yong。與yu普pu通tong的de隻zhi記ji錄lu視shi頻pin片pian段duan的de閉bi路lu電dian視shi不bu同tong,該gai智zhi能neng閉bi路lu電dian視shi係xi統tong能neng夠gou對dui生sheng產chan設she施shi所suo處chu的de模mo式shi和he正zheng在zai進jin行xing的de動dong作zuo進jin行xing監jian測ce和he分fen析xi。當dang係xi統tong識shi別bie到dao任ren何he異yi常chang時shi,會hui立li即ji通tong知zhi相xiang關guan人ren員yuan。
比如,在表麵處理工廠,該係統的智能攝像頭可檢測到線圈末端的細微色差,從而對潛在的質量缺陷做出及時反應。
又如,該係統的熱成像攝像機,可進行自動探測以預防火災。
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