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中國鐵合金網(wǎng)訊：

  以智能制造為代表的新一輪產(chǎn)業(yè)變革浪潮洶涌而至，疊加全球新冠肺炎疫情影響，新一代信息技術與制造技術的深度融合進程正在加速，智能制造已經(jīng)成為鋼鐵行業(yè)轉型升級和高質量發(fā)展的新引擎。近年來，沙鋼緊抓信息技術革命機遇，將先進的鋼鐵制造技術與以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術深度融合，堅持“總體規(guī)劃，分步實施，以點帶面，效益驅動”原則，由點及面，全面推進“智慧沙鋼”建設，真正實現(xiàn)了發(fā)展“智”造、利用“智”造、享贏“智”造。

 

 

 

借助智能化從容打贏防疫攻堅戰(zhàn)

  2020年初，新冠肺炎疫情突然來襲，國內經(jīng)濟和生產(chǎn)活動受到極大影響，眾多行業(yè)陷入停滯。鋼鐵企業(yè)在戰(zhàn)“疫”攻堅期普遍面臨“原料進不來”“產(chǎn)品出不去”“人員不到位”三大突出難題。然而，面對疫情，沙鋼從容應對，借助智能化圓滿實現(xiàn)抗疫和生產(chǎn)“雙線應對”，切實做到兩手抓、兩手硬！

  針對戰(zhàn)“疫”中遇到的問題，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)無人化、少人化是必由之路。早在2011年，沙鋼就啟動了“機器換人”計劃，加快智能化換人、機器人代人步伐，先后投用了一批智能裝置和工業(yè)機器人。2011年沙鋼轉爐煉鋼一車間2號連鑄機成功上線了沙鋼第一臺機械手自動加渣系統(tǒng)，至2014年，沙鋼七臺板坯連鑄機12流全部實施了機器人自動加渣系統(tǒng)。此系統(tǒng)根據(jù)澆注鋼種及鑄坯斷面規(guī)格定時定量地沿設定好的運動軌跡向結晶器中加入保護渣，有效解決了人工加渣不定量、不均勻造成結晶器潤滑性能差，引起鑄坯表面結瘤的問題，并且將職工從枯燥、重復的勞動中解放出來，優(yōu)化了操作人員配置，實現(xiàn)了優(yōu)質高效。2012年，沙鋼實施機械手自動噴號機器人項目技改工程，該機器人最先是在熱卷板表面使用自動噴號，機械手噴出的卷號工整、清晰。后來，這種噴號系統(tǒng)經(jīng)過重新設計創(chuàng)新又被成功運用到寬厚板成品表面噴印。2013年沙鋼開始深入實施信息化工程，其中線材MES系統(tǒng)要求對線材坯料生產(chǎn)過程的信息自動跟蹤，以往人工手寫出的編號及打號機打出來的編號都不能被識別系統(tǒng)有效自動識別。經(jīng)沙鋼集團公司相關領導審定，方坯表面也采用機械手自動噴號系統(tǒng)。2013年沙鋼在轉爐煉鋼三車間成功實施了第一套方坯機械手噴號項目，之后又在電爐廠陸續(xù)實施了方坯機械手噴號項目，并陸續(xù)推廣。2015年7月，國內首套爐前快速在線自動測溫取樣機器人在沙鋼電爐煉鋼廠成功投入使用。該機器人系統(tǒng)主要由一臺意大利COMUA六軸自由度冶金版工業(yè)機器人及防護隔熱欄體構成，通過編程、示教，機器人自動裝載測溫取樣探頭按照設定好的運動軌跡，自動完成對電爐鋼水的檢測取樣工作。整個過程僅需25秒，快速準確，而且能將鋼水溫度及元素成分曲線數(shù)據(jù)直接在電腦畫面上顯示出來。

 

  智能制造，裝備先行。目前，在冷軋廠硅鋼車間，除了操作間內的零星工作人員，幾乎已經(jīng)看不到一線工人，所有機組均實現(xiàn)入口上卷、出口打捆自動化，實現(xiàn)了“一鍵下單式組織生產(chǎn)”，為車間優(yōu)化崗位配置、降本提質增效、提高勞動生產(chǎn)率和保障安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

  正因為如此，在一季度其他企業(yè)深陷停滯，為生產(chǎn)運營愁眉不展之際，沙鋼卻取得了亮眼佳績。一季度，沙鋼集團完成煉鐵643萬噸，煉鋼809萬噸，軋材799萬噸，同比分別上升5.5%、0.3%和2.2%，順利實現(xiàn)首季生產(chǎn)開門紅。不僅如此，沙鋼新品開發(fā)的步伐也沒有停止，在一季度成功開發(fā)大單重風塔鋼、3.5Ni低溫容器、大線能量鋼、止裂鋼等新品14項，首款0.35毫米薄規(guī)格SG35W440無取向硅鋼、首批8.6×1550×40000毫米超薄極限規(guī)格管線鋼、“免酸洗”高碳鋼系列盤條、利用薄帶鑄軋技術自主開發(fā)生產(chǎn)的0.9毫米加硼鋼等均已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，超薄極限規(guī)格管線鋼也應用于“一帶一路”重點項目尼日爾—貝寧原油外輸管道項目等。

危中尋機，沙鋼搶抓智能化發(fā)展新機遇。目前，沙鋼機械化、自動化的程度已經(jīng)達到80%、90%，信息化已經(jīng)全面實施，智能化正在有計劃逐步推進，到2020年結束，沙鋼將實現(xiàn)機器人上崗500個崗位。面對今年新冠肺炎疫情影響，沙鋼借助智能化，沉著應對，穩(wěn)產(chǎn)增效有實招，新品研發(fā)不停步，在危機中育新機，于變局中開新局，做到了疫情防控和生產(chǎn)經(jīng)營兩不誤。

 

在全方位推進智能化道路上一個都不能少

  沙鋼的智能化發(fā)展，起于“點”，成于“面”。目前，沙鋼的智能化不僅遍及生產(chǎn)過程的燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等各工序，而且惠及產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)管控、智慧物流等方方面面，真正做到了互聯(lián)互通，一個都不能少。

  鋼鐵生產(chǎn)過程具有波動性，想把成千上萬的設備和介質最高效地管控和利用好，需要集中管控和智能管理。2018年沙鋼能源動力管控中心建成投運，在近500平方米的能源管控中心大廳，21米長、1.3米高的電子顯示屏上動態(tài)顯示著動力總廠各車間510處的監(jiān)控畫面，45臺電腦頁面實時顯示能源系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和各種運行操作畫面。沙鋼通過遠程集中控制，實現(xiàn)了全公司能源的統(tǒng)一管理和平衡調度，在保證全公司生產(chǎn)及動力工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，進一步提高了整體能源的利用率和經(jīng)濟性。目前，沙鋼實現(xiàn)了煤氣零排放，并且發(fā)電效率由原來的每4.2立方米煤氣發(fā)電1千瓦時發(fā)展到現(xiàn)在3.2立方米煤氣發(fā)電1千瓦時，還通過移峰填谷等手段大幅度降低用電支出。2019年，沙鋼能源管理系統(tǒng)產(chǎn)生效益3.7億元。

  在2018年建設投運能源動力管控中心的經(jīng)驗基礎之上，2019年沙鋼又規(guī)劃建設了焦化管控中心、鐵前管控中心等，分別對焦化廠和原料燒結廠的生產(chǎn)、安全、環(huán)保、能源進行集中監(jiān)視、調度和集中操作，消除“信息孤島”，打破了各車間之間的數(shù)據(jù)和應用壁壘，進一步提升數(shù)據(jù)集成與分析水平，提高生產(chǎn)效率。沙鋼焦化管控中心于2019年4月正式投入運行，進入該中心，映入眼簾的是一塊由32組視頻監(jiān)控顯示器組合而成的視頻監(jiān)控大屏，監(jiān)控將現(xiàn)場畫面實時傳遞到集中管控中心，管控中心對生產(chǎn)能源環(huán)保數(shù)據(jù)進行采集、集中、整合、存儲并上傳至公司數(shù)據(jù)采集平臺，用安全環(huán)保監(jiān)控、生產(chǎn)能源調度、生產(chǎn)工藝操控三位一體的管理模式，通過大數(shù)據(jù)分析形成決策參考，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的分散管理向區(qū)域集中管控的轉變。

  沙鋼通過構建能源、環(huán)保管控集成平臺，實現(xiàn)能源管理與能源計量、生產(chǎn)管理的有效集成，直接提升能源綜合利用、減排水平；通過建立全公司管控一體化的能源管理中心平臺，覆蓋基礎自動化、過程監(jiān)控及管理三個層次，實現(xiàn)對能源、環(huán)保系統(tǒng)的集中控制和監(jiān)測，以及在能源生產(chǎn)、輸配、消耗環(huán)節(jié)的集中化、扁平化、全局化、平衡化管理。

  生產(chǎn)方面，近年來，沙鋼通過采用國內外先進自動化、信息化、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、系統(tǒng)工程技術等手段，對現(xiàn)有生產(chǎn)線工藝、質量、設備、安全、數(shù)據(jù)采集與分析、模型建立、智能控制等方面進行技術改造，達到了生產(chǎn)線高度自動化、減少人工干預、提高生產(chǎn)控制準確性、提升生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質量的目標。沙鋼在焦化、轉爐、煉鐵、板材生產(chǎn)線都配有專家系統(tǒng)，并不斷提高、優(yōu)化、完善，使得生產(chǎn)更加智能。

  2019年，國內最先進的自動化造球系統(tǒng)在沙鋼成功投運。該系統(tǒng)借助視頻技術與計算機圖形處理技術，自動分析計算生球直徑與分布情況，并形成實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多個造球機的數(shù)據(jù)共享、生產(chǎn)聯(lián)動，有效減少人工取樣的偶然性，提高粒徑分析準確度，從而進一步提高生產(chǎn)效率。

  今年以來，原料燒結廠自動化步伐不斷加快，碼頭自動放料、高爐槽上自動打料、自動造球等11個項目相繼建成投產(chǎn)，有效降低了工人勞動強度，改善工作環(huán)境，取料、運輸、配料、燒結等多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少了人工干預，實現(xiàn)精準高效，不僅保證了生產(chǎn)穩(wěn)定順行，更促進產(chǎn)量和質量的雙提升。以直接關系燒結產(chǎn)品質量和產(chǎn)量的布料環(huán)節(jié)為例，傳統(tǒng)的布料裝置有一個主門和五個輔門，通過控制門的“開度”來調整布料的均勻度。以前每個輔門上都配個小卷揚機，需要人工拉動鋼絲繩控制輔門“開度”，老工人尚有料面陷“溝”的情況，新工人更難把控。偶有遇到“大塊料”，需要先停機，工人用好幾斤重的撬杠把輔門翹起來，再把“大塊料”取出，勞動強度大，還一定程度上影響生產(chǎn)。裝上燒結機自動布料系統(tǒng)后，給定控制、主門控制等一系列復雜操作在燒結機旁的控制器上輕輕一點就能實現(xiàn)。點擊控制面板上的“歷史曲線”選項，由五個雷達采集的布料信息用各種色線標示出來，曲線近乎平整，與燒結機上的實況完全一致。遇到“大塊料”也能“一鍵”解決，中控室還能遠程監(jiān)控、遠程操作。

  煉鐵方面，沙鋼歷時五年完成的高爐智能診斷系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于國內最大的5800立方米高爐，在降本增效、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質量方面起到了關鍵作用。該高爐70%以上的時間不需要人工干預，利用沙鋼自己開發(fā)的專家系統(tǒng)，自采集信息、自決策、自執(zhí)行。這個系統(tǒng)內含3萬多個數(shù)據(jù)，最快數(shù)據(jù)響應是毫秒級，實現(xiàn)了由經(jīng)驗模式向數(shù)據(jù)支撐決策的轉變。

  煉鋼方面，2019年8月下旬，國內首條商業(yè)化全自動出鋼生產(chǎn)線——轉爐特鋼車間120噸轉爐自動出鋼項目熱調試一次成功。爐長只需在主控室內輕輕按下按鈕，便自動執(zhí)行搖爐、開鋼包車、加料、擋渣、抬爐等出鋼操作，全程無需人工干預，這將有效改善工人工作環(huán)境、提高安全系數(shù)、縮短出鋼周期、提高鋼水合格率。

  此外，沙鋼通過建設生產(chǎn)管控調度系統(tǒng)，在國內率先有效運用鐵水“一包到底”新技術，實現(xiàn)了鐵前與鐵后生產(chǎn)的有效集成。通過煉鐵—煉鋼“一包到底”的生產(chǎn)新技術，高爐生產(chǎn)出來的鐵水經(jīng)過該鐵水包直接被輸送到煉鋼車間，經(jīng)脫硫處理后兌入轉爐進行煉鋼生產(chǎn)。運輸過程中不僅不更換鐵水包，而且取消了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中采用的魚雷罐車和混鐵爐裝置，提高了煉鐵、煉鋼生產(chǎn)單元的銜接效率，有效降低了能源消耗。

  智慧物流建設方面，沙鋼建成了物流管控集成平臺，實現(xiàn)了物流與購銷、物流與生產(chǎn)、物流與庫存、物流與計量的有效集成，為經(jīng)營、生產(chǎn)管理的有效運作提供物流支撐，提升物流執(zhí)行效率，降低物流成本。沙鋼物流系統(tǒng)針對集團整體物流業(yè)務，從碼頭卸貨開始到原輔料的入庫，再到產(chǎn)成品的出庫，最后到碼頭的裝貨結束，形成物流的全過程閉環(huán)管理。“通過智能物流建設，物流成本及物流本身的能源消耗顯著降低，物流效率大幅提升。今年4月，由沙鋼集團與中船集團共同投資建設的國內一流、國際領先的鋼鐵物流園——玖隆鋼鐵物流園成功入選江蘇省智慧物流降本增效綜合改革試點單位，成為唯一入選改革試點的鋼鐵物流單位。近年來，玖隆鋼鐵物流園按照“平臺+鋼鐵+服務”的總體思路，立足于鋼鐵、船舶和制造產(chǎn)業(yè)，利用信息化手段、電子商務平臺、物聯(lián)網(wǎng)技術，以鋼鐵電商為核心服務窗口，貿易服務、倉儲加工、運輸配送服務網(wǎng)絡為支撐，物流金融與信息服務為特色，為廣大客戶提供了全方位、一體化服務。

  品種開發(fā)方面，智能化同樣不負眾望。沙鋼著力打造全流程數(shù)字化材料設計與工藝仿真平臺，通過探索材料化學成分、組織結構、工藝參數(shù)與產(chǎn)品性能的對應關系，實現(xiàn)煉鋼、連鑄、加熱、軋制、冷卻等工藝流程的數(shù)字化、可視化和智能化。從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質量穩(wěn)定性、提升產(chǎn)品個性化定制能力服務。沙鋼研發(fā)團隊通過數(shù)字化工藝仿真平臺，改變傳統(tǒng)實驗試錯法產(chǎn)品開發(fā)模式，采用機理模型和大數(shù)據(jù)分析相結合，基于納觀、微觀、宏觀模型對材料的成分、組織結構、性能進行設計與優(yōu)化，仿真出建議方案。例如，開發(fā)高強簾線鋼LX92A、橋梁纜索鋼S92B等新品時，從成分到工藝都要進行不斷調整。按照傳統(tǒng)做法需要先確定成分，用小爐子試煉、通過熱模擬實驗設計工藝，進行軋制，組織性能不合就調整成分工藝重來一遍。采用智能化仿真平臺后，將成分和工藝設計以及試錯全部利用平臺來完成，節(jié)約研發(fā)周期35%以上。除產(chǎn)品開發(fā)外，還可對普通產(chǎn)品的工藝進行優(yōu)化，用于研究高碳鋼偏析與連鑄參數(shù)關系、彈簧鋼55SiCr脫碳與加熱爐溫度和氣氛之間的關系、將工藝參數(shù)對組織性能的影響視覺化等，大大提升了新產(chǎn)品及新工藝研發(fā)效率。

 

建立試點引領行業(yè)智能化轉型

  2017年，沙鋼以轉爐特鋼車間、棒線三車間和棒線九車間為智能工廠試點，向工信部申報的高端線材全流程智能制造新模式應用項目獲得批準。該項目主要針對我國高端線材產(chǎn)品供給能力不足、尺寸精度低，以及穩(wěn)定性、均勻性、一致性差等問題，對沙鋼轉爐特鋼、開坯修模和線材軋鋼生產(chǎn)線全流程進行智能化改造，達到建設一個中心（集成控制和大數(shù)據(jù)中心）、一條智能化生產(chǎn)線（轉爐煉鋼到線材軋制的全流程智能化生產(chǎn)線）、四大系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)）、七大平臺（數(shù)字化仿真平臺、全流程質量管控平臺、設備全生命周期管理平臺、智能物流和倉儲平臺、環(huán)境和安全檢測平臺、能源監(jiān)控智能優(yōu)化平臺、可控可視化管理平臺）的成效。今年8月21日，高端線材全流程智能制造新模式應用項目順利通過了江蘇省工業(yè)和信息化廳組織的專家組驗收。項目建成實施后，生產(chǎn)效率提高31.5%，運營成本降低23.2%，產(chǎn)品研制周期縮短35.4%，產(chǎn)品不良率降低26.8%，單位產(chǎn)值能耗降低19.7%。

  今年9月，沙鋼冷軋酸軋車間成功入選2020年蘇州市級示范智能車間名單，主要生產(chǎn)硅鋼、鍍鋅、鍍錫等軋硬基板。跨入沙鋼冷軋酸軋車間，1.4萬平米的原料庫區(qū)空無一人，整片作業(yè)區(qū)域幾無照明，五臺行車在空中自如行走吊卸鋼卷，行車駕駛艙也空無人影，“黑燈工廠”在這里正逐步成為現(xiàn)實。沙鋼冷軋廠酸軋車間原料庫無人化行車改造項目于今年6月底試運行，實現(xiàn)了酸軋原料庫各系統(tǒng)的全自動無人化控制，而無人行車系統(tǒng)的成功運行實現(xiàn)了整個酸軋原料庫所有設備的全自動運行控制，其完備的設備狀態(tài)監(jiān)控功能，可實時監(jiān)控行車各關鍵設備的運行狀態(tài)，對故障設備進行針對性地報警指示，能夠大幅減少設備故障以及維護人員的故障排查處理時間。

  此外，2019年底，江蘇省工信廳公示了2019年江蘇省示范智能車間擬授牌名單，沙鋼1450毫米熱軋板制造車間、冷軋熱鍍鋅板制造車間、高速線材制造車間、3500毫米中板制造車間、雙高線制造車間五個車間獲省級智能制造車間，成為當年度智能車間獲評最多的單位，取得了歷史性的突破。

  除了建設智能制造試點車間，沙鋼還重視全面協(xié)調推進智能制造的創(chuàng)新應用相關工作。早在2018年的3月份，沙鋼就成立了智能制造項目辦公室，以進一步明確智能建設方向，加強對智能技改項目的過程控制和管理，加快推進智能項目建設。建立智能制造辦公室是沙鋼實現(xiàn)智能化的必要舉措，一方面，通過頂層設計，自上而下推進智能化試點相關工作，學習借鑒行業(yè)中智能制造先進經(jīng)驗。另外一方面，成立智能化專業(yè)部門，可以通過自下而上的摸排項目，激發(fā)全體員工的創(chuàng)新意識，加快推進智能制造的步伐。此外，為加速推進沙鋼智能制造試點項目的落地，更好地應用行業(yè)新技術、新工藝、新設備，沙鋼始終堅持各級單位“一把手”負責制，發(fā)揮各級單位“一把手”在智能化項目建設中的關鍵作用，始終堅持以業(yè)務管理部門為主導，以智能化技術部門為輔的項目建設新模式，共同促進智能化項目建設的穩(wěn)步推進。

  由點及面，沙鋼智能化全面開花。把握行業(yè)發(fā)展趨勢，沙鋼集團將智能制造作為工業(yè)化和信息化深度融合的關鍵切入點，建立智能制造試點，培育智能化發(fā)展新模式，發(fā)揮智能化試點的模范帶頭作用，全面推進沙鋼智能化進程。

  鋼鐵行業(yè)作為典型的流程制造業(yè)，與智能化技術發(fā)展息息相關，智能制造已成為流程制造業(yè)轉型升級的主攻方向和目標。在以創(chuàng)新驅動為核心，以工業(yè)化和信息化的深度融合為主線，以智能制造-制造業(yè)數(shù)字化網(wǎng)絡化智能化為主攻方向的“中國制造2025”戰(zhàn)略中提到，在推進智能化進程中，重點要抓好一批智能制造試點示范企業(yè)，重點突破，以點帶面。同時要重視數(shù)字化制造技術的推廣應用上，著力抓好數(shù)控一代產(chǎn)品創(chuàng)新工程和制造裝備技術改造工程，致力于整個制造行業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)裝備的升級換代。

  響應國家號召，沙鋼積極履行民企的責任和擔當。迎接挑戰(zhàn)，把握機遇，沙鋼持續(xù)推進鋼鐵產(chǎn)品、制造、服務全生命周期的各個環(huán)節(jié)及相應系統(tǒng)的優(yōu)化集成，將智能制造融入鋼鐵生產(chǎn)全流程。近年來，沙鋼全面推進信息化工程，投入數(shù)億元共建設30余項信息化管理及生產(chǎn)系統(tǒng)，成為全國首批通過“兩化融合管理體系貫標”的評定企業(yè)。2017年，沙鋼瞄準“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)與制造業(yè)深度融合的大趨勢，以258億元聯(lián)手成功并購GS互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心，沙鋼迎來“鋼鐵+數(shù)據(jù)中心”雙主業(yè)的時代。把握行業(yè)發(fā)展趨勢，沙鋼把信息產(chǎn)業(yè)作為第二產(chǎn)業(yè)，堅持鋼鐵產(chǎn)業(yè)轉型升級與信息產(chǎn)業(yè)培育壯大“雙輪驅動”，建設智能智慧沙鋼，進一步推動沙鋼實現(xiàn)高質量發(fā)展。

智能化為沙鋼鋼鐵主業(yè)插上了騰飛的翅膀，為企業(yè)高質量轉型發(fā)展帶來了巨大動力。然而，沙鋼對智能化的設想遠不止如此。未來，沙鋼還將在智能化的道路上締造怎樣的奇跡？讓我們翹首以待！

 

來源：中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會