“雙線雙智控” 引領(lǐng)變革！北科工研助力馬鋼熱軋智慧工廠揚(yáng)帆起航
一、項(xiàng)目建設(shè)背景與思路
中國(guó)寶武集團(tuán)與馬鋼集團(tuán)的戰(zhàn)略重組，是深化落實(shí)長(zhǎng)三角一體化國(guó)家戰(zhàn)略、加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的一項(xiàng)務(wù)實(shí)舉措。在攜手成為全球鋼鐵業(yè)引領(lǐng)者的道路上，遵照寶武集團(tuán)“四個(gè)一律”要求及智能制造戰(zhàn)略規(guī)劃，馬鋼致力打造花園式生態(tài)文明綠色工廠和智慧制造示范基地。2021年1月4日，中國(guó)寶武綠色發(fā)展與智慧制造現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在馬鋼隆重召開(kāi)，作為重點(diǎn)展示項(xiàng)目之一，熱軋智慧工廠“雙線雙智控”模式一經(jīng)推出便引起業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
經(jīng)歷以自動(dòng)化、信息化為主要特征的工業(yè)3.0階段后，馬鋼四鋼總廠瞄準(zhǔn)行業(yè)智能制造前沿，開(kāi)展熱軋智慧工廠“雙線雙智控”模式的先行示范。雙線雙智控指項(xiàng)目構(gòu)建的熱軋智控中心覆蓋2250和1580兩條熱軋產(chǎn)線，并包含操維集控平臺(tái)和協(xié)同智慧平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)操維和業(yè)務(wù)雙智控。項(xiàng)目以關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)為牽引，借助精準(zhǔn)感知、數(shù)字孿生、工藝驅(qū)動(dòng)、智能算法等手段，追求產(chǎn)線極度自動(dòng)化和業(yè)務(wù)高效協(xié)同化。 作為馬鋼-北科大產(chǎn)學(xué)研合作“基地+”理念的踐行者和項(xiàng)目主要建設(shè)方，依托“馬鋼-北科大冶金智能制造技術(shù)創(chuàng)新中心”，北科工研與寶信軟件等單位一起攜手打造服務(wù)于馬鋼熱軋智慧工廠的高質(zhì)量技術(shù)生態(tài)圈。在本項(xiàng)目中，北科工研承擔(dān)了板坯裂紋檢測(cè)、精軋跑偏檢測(cè)與自動(dòng)調(diào)平、新一代密集冷卻技術(shù)、智能磨輥間、鋼卷數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)任務(wù)、質(zhì)量任務(wù)、設(shè)備任務(wù)、員工成長(zhǎng)任務(wù)等17個(gè)大項(xiàng)。項(xiàng)目組克服建設(shè)周期短、任務(wù)重及新冠肺炎疫情等不利因素影響，和多方精誠(chéng)協(xié)作，按期高標(biāo)準(zhǔn)完成了項(xiàng)目任務(wù)。
二、操維集控平臺(tái)
熱軋生產(chǎn)過(guò)程具有高頻、強(qiáng)耦合、非線性等特點(diǎn)，溫度、相變、應(yīng)力相伴相生，遠(yuǎn)程操維集控的難度遠(yuǎn)大于其他工序。秉承專(zhuān)業(yè)集中管理、工序高效協(xié)同的理念，馬鋼率先開(kāi)展面向兩條熱軋線的多區(qū)域操維高度集約化探索與實(shí)踐。 通過(guò)新增13項(xiàng)智能裝備技術(shù)、279個(gè)視頻傳感，連接43個(gè)外部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全域數(shù)據(jù)感知。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)研發(fā)38項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)將板坯庫(kù)、加熱爐、軋線、磨輥間、能介、遠(yuǎn)程運(yùn)維六大單元進(jìn)行集中操控，打破區(qū)域管理邊界，推動(dòng)生產(chǎn)組織的革新以及員工操作環(huán)境的不斷改善。
融合促進(jìn)發(fā)展，智慧改變觀念，技術(shù)變革推動(dòng)管理變革。操維集控平臺(tái)建成后，產(chǎn)線之間及崗位之間的協(xié)同效應(yīng)凸顯，高效生產(chǎn)模式帶來(lái)可見(jiàn)效益，馬鋼四鋼軋2250和1580熱軋2個(gè)分廠整合為1個(gè)分廠，12個(gè)作業(yè)區(qū)變?yōu)?個(gè)作業(yè)區(qū)，將兩線15個(gè)崗位整合為“1+2+1” 的新崗位模式（雙線板加1個(gè)崗位，雙線軋鋼2個(gè)崗位，雙線綜合運(yùn)維1個(gè)崗位），主線減員超過(guò)35%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提升15%。
三、協(xié)同智慧平臺(tái) 協(xié)同智慧平臺(tái)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成10萬(wàn)個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)點(diǎn)，完成熱軋工廠全要素、全區(qū)域、全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集成和融合，構(gòu)建熱軋物理車(chē)間的數(shù)字孿生體。平臺(tái)以21個(gè)一級(jí)指標(biāo)、420個(gè)二級(jí)、三級(jí)指標(biāo)為牽引，將熱軋車(chē)間運(yùn)行過(guò)程生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、能源、成本、交付、人員、安環(huán)八大任務(wù)進(jìn)行串接，開(kāi)發(fā)44個(gè)智能化模型，形成數(shù)字鋼卷、實(shí)時(shí)診斷、智能助力、績(jī)效導(dǎo)航四大主題，并在物理車(chē)間和虛擬車(chē)間迭代運(yùn)行，打造生產(chǎn)在線優(yōu)化和管控精益求精的運(yùn)行新模式。
“數(shù)字鋼卷”聚焦過(guò)程參數(shù)、產(chǎn)品特性、工序成本、工序能耗等，實(shí)現(xiàn)按需分級(jí)、數(shù)字交付、成本到卷、精益管控?！皩?shí)時(shí)診斷”實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)故障、質(zhì)量缺陷、設(shè)備精度的實(shí)時(shí)監(jiān)控和一鍵式分析，做到異常過(guò)程的快速響應(yīng)?！爸悄苤Α标P(guān)注和產(chǎn)線運(yùn)行密切相關(guān)的過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)劃上線、實(shí)操培訓(xùn)、人員提升，引領(lǐng)知識(shí)沉淀和知識(shí)更新。“績(jī)效導(dǎo)航”以產(chǎn)品KPI為中心，完成過(guò)程指標(biāo)、產(chǎn)品物流、安環(huán)消防的既定目標(biāo)，引領(lǐng)協(xié)同高效運(yùn)行。
與操維集控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)有形工廠改造相比，協(xié)同智慧平臺(tái)聚焦數(shù)據(jù)感知、知識(shí)萃取、優(yōu)化決策，挖掘熱軋海量數(shù)據(jù)背后的潛在價(jià)值，并和操維集控平臺(tái)相互融合，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)間的高度協(xié)同和造物育人雙管齊下，從全維度提升工廠的智能化水平和軟實(shí)力，為熱軋產(chǎn)能提升15%，成本下降10%，質(zhì)量提升10%提供強(qiáng)有力保障。
四、項(xiàng)目展望
馬鋼熱軋智慧工廠融入更高效、更精益、更環(huán)保、更安全的未來(lái)鋼鐵設(shè)計(jì)理念，項(xiàng)目構(gòu)建工廠組織變革的新模式，開(kāi)創(chuàng)工廠智慧平臺(tái)的新理念，打造熱軋智慧工廠的新樣板。
與國(guó)內(nèi)目前冶金各工序常見(jiàn)的生產(chǎn)操作集控相比，本項(xiàng)目在冶金過(guò)程大數(shù)據(jù)應(yīng)用及應(yīng)用業(yè)務(wù)場(chǎng)景完整性方面做出了創(chuàng)新性工作，實(shí)現(xiàn)新一代信息技術(shù)落地。以大數(shù)據(jù)為基石的“雙線雙智控”智慧工廠構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)有形工廠改造與無(wú)形知識(shí)挖掘相得益彰，并形成若干熱軋智慧工廠核心技術(shù)和鋼鐵智能制造實(shí)踐方法體系，走出一條適合馬鋼的綠色發(fā)展、智慧制造之路。