玉鼠辭舊，金牛迎春！2020，北科工研驅(qū)動(dòng)智造蝶變
玉鼠辭舊，金牛迎春！在農(nóng)歷牛年到來(lái)之際，北科工研向您和您的家人捎來(lái)新年的祝福和親切的問(wèn)候！
極不平凡的2020，讓無(wú)數(shù)平凡人凝聚起來(lái)，齊心抗擊疫情，攜手決戰(zhàn)脫貧攻堅(jiān)。榜樣、信念力量無(wú)窮，鼓舞人、啟迪人。作為北京科技大學(xué)傾力打造的科技成果轉(zhuǎn)化品牌，鋼鐵及有色關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)的墾荒者和引領(lǐng)者，2020年北科工研勇立潮頭，敢于擔(dān)當(dāng)，聚焦新一代綠色、高效的冶金工藝裝備及控制技術(shù)革新，創(chuàng)新性提出了包含多層級(jí)、多工序的冶金智能制造整體技術(shù)方案，并積極推進(jìn)各項(xiàng)智能化技術(shù)落地。
1 智造規(guī)劃：謀定而后動(dòng)
2020年9月28日，三鋼集團(tuán)公司智能制造總體規(guī)劃驗(yàn)收匯報(bào)會(huì)圓滿(mǎn)召開(kāi)，北科工研負(fù)責(zé)編制的三鋼智能制造總體規(guī)劃方案將作為指導(dǎo)性文件，助力三鋼實(shí)現(xiàn)從“鋼鐵制造”向“鋼鐵智造”的跨越。三鋼智能制造總體規(guī)劃按照“總體規(guī)劃、分步實(shí)施，由點(diǎn)及面、由低到高，先搭框架、后逐漸填充完善“的總體思想，圍繞“一中心、三協(xié)同”分為三期進(jìn)行建設(shè)，重點(diǎn)突破跨地域、跨系統(tǒng)、跨流程、跨專(zhuān)業(yè)的業(yè)務(wù)壁壘。以大數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，通過(guò)集中操作和協(xié)同管控打破業(yè)務(wù)壁壘，實(shí)現(xiàn)公司數(shù)據(jù)透明化、業(yè)務(wù)協(xié)同化、管控智慧化，該規(guī)劃方案得到了三鋼的高度認(rèn)可和好評(píng)。2020年11月，北科工研再次獲得萊鋼智能制造規(guī)劃項(xiàng)目，并有多個(gè)意向項(xiàng)目正在落地。
2 智能支撐：九層之臺(tái),起于壘土
智能支撐層作為智能制造的基礎(chǔ)，瞄準(zhǔn)冶金工廠(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的短板補(bǔ)齊、增強(qiáng)感知、機(jī)器代人、數(shù)據(jù)中心建設(shè)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)化、現(xiàn)場(chǎng)值守?zé)o人化和產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化。
2.1 iBKLinker冶金工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)
2020年12月，北科工研發(fā)布了“更懂冶金流程”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)iBKLinker。該平臺(tái)包括工業(yè)資源層、邊緣和基礎(chǔ)服務(wù)層，平臺(tái)層，工業(yè)應(yīng)用層四個(gè)層級(jí)，集成邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)治理、應(yīng)用服務(wù)、算法集成、前端開(kāi)發(fā)、監(jiān)控運(yùn)維六大核心板塊，全面支撐智能制造應(yīng)用場(chǎng)景。繼馬鋼、鞍鋼、漣鋼、沙鋼、淮鋼、建龍等應(yīng)用業(yè)績(jī)后，2020年，該平臺(tái)繼續(xù)成功應(yīng)用于鞍鋼、石家莊智慧物流園、遷鋼硅鋼智能倉(cāng)庫(kù)、新鋼中厚板、梅鋼冷熱軋、攀鋼西昌鋼釩等。以鞍鋼為例，目前平臺(tái)用戶(hù)注冊(cè)總數(shù)1350，構(gòu)建機(jī)理類(lèi)仿真模型及數(shù)據(jù)類(lèi)分析模型35個(gè)，集成回歸、分類(lèi)、聚類(lèi)等機(jī)器學(xué)習(xí)算法9類(lèi)，接入關(guān)鍵機(jī)組或單體設(shè)備89個(gè)，采集包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、關(guān)系數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等多種類(lèi)型數(shù)據(jù)，年存儲(chǔ)數(shù)據(jù)達(dá)110TB，打破傳統(tǒng)工控封閉生態(tài)以及西門(mén)子、施耐德等自動(dòng)化廠(chǎng)商的技術(shù)壟斷，降低構(gòu)建平臺(tái)軟件采購(gòu)成本50%以上。該項(xiàng)目已入選工信部2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目，助力鞍鋼智能化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。
2.2 基于深度學(xué)習(xí)的新一代表面檢測(cè)系統(tǒng)
作為冶金行業(yè)表面在線(xiàn)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的先行者，北科工研結(jié)合上百套國(guó)內(nèi)外表面檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將傳統(tǒng)缺陷檢測(cè)算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)深度融合，進(jìn)一步提高算法的識(shí)別準(zhǔn)確率，形成了更適用于冶金領(lǐng)域復(fù)雜邊界條件下的表面缺陷檢測(cè)技術(shù)?；谶@一技術(shù)，北科工研新一代表面檢測(cè)系統(tǒng)不斷得到用戶(hù)認(rèn)可，近兩年在馬鋼、太鋼等多個(gè)企業(yè)成功替換掉百思泰、康耐視等外方產(chǎn)品，引領(lǐng)核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化。系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)后，由于周期表面缺陷產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題下降90%，生產(chǎn)效率和效益大大提高。2020年，新一代表面質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)繼續(xù)在馬鋼2250、太鋼熱軋橫切線(xiàn)及平整線(xiàn)、浦項(xiàng)不銹鋼熱軋帶鋼等項(xiàng)目上成功應(yīng)用，為客戶(hù)產(chǎn)線(xiàn)質(zhì)量控制和智慧制造添磚加瓦?！痘谏疃葘W(xué)習(xí)的熱軋帶鋼表面在線(xiàn)檢測(cè)與質(zhì)量評(píng)級(jí)》項(xiàng)目在2020年榮獲冶金科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
2.3 熱軋自動(dòng)軋鋼關(guān)鍵測(cè)控技術(shù)
粗軋鐮刀彎、翹扣頭與精軋機(jī)架間跑偏是造成熱軋堆鋼、甩尾、軋破的直接原因，嚴(yán)重影響生產(chǎn)順行，導(dǎo)致軋線(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)完全意義上的自動(dòng)化，人工干預(yù)多。2020年9月，北科工研開(kāi)發(fā)的熱連軋機(jī)架間跑偏檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于馬鋼2250機(jī)組，同年12月實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng)上線(xiàn)。同時(shí)，北科工研也為首鋼京唐1580、馬鋼1580、邢臺(tái)德龍1250等機(jī)組提供了粗軋鐮刀彎、翹扣頭測(cè)控等系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了包括粗軋鐮刀彎、翹扣頭以及精軋機(jī)架間跑偏在內(nèi)的熱軋全線(xiàn)運(yùn)行非對(duì)稱(chēng)檢測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用將操作人員的頻繁干預(yù)轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控為主，有效降低甩尾與堆鋼概率，提升生產(chǎn)穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。該成套技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)，對(duì)國(guó)內(nèi)寬帶鋼熱連軋以及中厚板產(chǎn)線(xiàn)具有普遍適用性，成為智能工廠(chǎng)建設(shè)中面向“無(wú)人駕駛”的全線(xiàn)自動(dòng)軋鋼重要支撐技術(shù)。
2.4 過(guò)程控制系統(tǒng)在線(xiàn)改造技術(shù)
隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝裝備的升級(jí)，對(duì)于熱連軋生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)的更新迭代和模型精度優(yōu)化提升是建設(shè)智能產(chǎn)線(xiàn)的首要任務(wù)。為了在熱連軋過(guò)程控制系統(tǒng)升級(jí)過(guò)程中不影響正常生產(chǎn)，降低項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，北科工研開(kāi)發(fā)的高性能專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，可以實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)無(wú)縫切換和在線(xiàn)平滑升級(jí)過(guò)渡，結(jié)合北科工研新一代數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)零風(fēng)險(xiǎn)改造的同時(shí)又達(dá)到既定效果。該技術(shù)于2016年在馬鋼CSP成功應(yīng)用并替換掉西門(mén)子系統(tǒng)，在2020年又分別中標(biāo)酒鋼CSP二級(jí)改造、沙鋼1450模型在線(xiàn)優(yōu)化升級(jí)，將再次替換掉西馬克和ABB二級(jí)系統(tǒng)，推進(jìn)軋制模型技術(shù)國(guó)產(chǎn)化。《面向多品規(guī)高精度軋制的CSP過(guò)程控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)》在2020年榮獲冶金科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
2.5 軋制高精度及高效生產(chǎn)技術(shù)
高精度和高效生產(chǎn)是智能制造最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一，北科工研人一直為之不懈努力。2020年8月13日，由北科工研承擔(dān)的四川罡宸1450mm不銹鋼熱連軋生產(chǎn)線(xiàn)L1、L2、L3自動(dòng)化系統(tǒng)熱負(fù)荷試車(chē)一次成功，隨后在短時(shí)間內(nèi)即穩(wěn)定生產(chǎn)出厚度為2.0~9.75mm的產(chǎn)品。通過(guò)采用多機(jī)架協(xié)調(diào)厚度控制、自適應(yīng)頭尾厚度控制、微恒張力控制、活套軟接觸等專(zhuān)有控制技術(shù)，厚度控制精度可實(shí)現(xiàn)3.0mm產(chǎn)品厚差±20μm以?xún)?nèi)、9.0mm產(chǎn)品的厚差±40μm以?xún)?nèi)，大大增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。2020年6月，由北科工研承接的福建三寶耐腐蝕熱軋卷板生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)1.0mm薄規(guī)格冷軋基料的熱試和量產(chǎn)，這是繼在馬鋼1700mm CSP產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)1.2mm冷軋基料、日鋼1580mm半連軋實(shí)現(xiàn)1.1mm花紋板后，又一次在常規(guī)熱軋產(chǎn)線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)超薄帶鋼的突破。2020年在重鋼1780mm產(chǎn)線(xiàn)年修期間，北科工研通過(guò)軟件升級(jí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)奏的優(yōu)化，完成了粗軋道次擺位速度優(yōu)化，提升粗軋軋制節(jié)奏8.3s；完成精軋、層冷、卷取雙鋼程序邏輯改進(jìn)，厚規(guī)格軋制節(jié)奏提升超過(guò)30s；完成運(yùn)輸區(qū)邏輯優(yōu)化，運(yùn)輸步進(jìn)梁節(jié)奏提高6s。年修結(jié)束后重鋼1780產(chǎn)線(xiàn)的月產(chǎn)量穩(wěn)定提升8.1%，為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
3 智能生產(chǎn)：草枯鷹眼疾，雪盡馬蹄輕
智能生產(chǎn)層瞄準(zhǔn)高效生產(chǎn)和高精度控制。有了自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化作為支撐，可針對(duì)性挖掘和解決生產(chǎn)過(guò)程的痛點(diǎn)問(wèn)題，推進(jìn)多類(lèi)生產(chǎn)單元操維的高度集控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化、少人化和集控化。
3.1 無(wú)人行車(chē)及智能庫(kù)管技術(shù)
原料、成品庫(kù)區(qū)一直是多數(shù)生產(chǎn)流程的斷點(diǎn)和智能工廠(chǎng)推進(jìn)的短板，人員操作頻繁、工作環(huán)境惡劣、運(yùn)行效率受限、物料跟蹤缺失、裝備維護(hù)困難等問(wèn)題長(zhǎng)期存在，使庫(kù)區(qū)的無(wú)人化、智能化改造成為智能工廠(chǎng)建設(shè)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。北科工研整合自動(dòng)控制、物流調(diào)度、檢測(cè)儀表、機(jī)械裝備、冶金工藝等優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向，打造出融合“庫(kù)區(qū)立體目標(biāo)識(shí)別-無(wú)人天車(chē)精準(zhǔn)執(zhí)行控制-物流設(shè)備集群自主協(xié)同-網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)智能調(diào)度”的無(wú)人天車(chē)與智能庫(kù)管系統(tǒng)技術(shù)綜合體，經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)研發(fā)攻關(guān)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐迭代，在完善板卷無(wú)人庫(kù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，成功實(shí)現(xiàn)棒材無(wú)人庫(kù)、高線(xiàn)無(wú)人庫(kù)以及多功能物流庫(kù)的業(yè)務(wù)拓展，引領(lǐng)著智能庫(kù)區(qū)技術(shù)的技術(shù)發(fā)展。2020年，北科工研獲得珠海粵裕豐智能棒材物流庫(kù)（國(guó)內(nèi)棒材平面智能庫(kù)唯一成功業(yè)績(jī)）、中冶新材冷軋硅鋼智能成品庫(kù)驗(yàn)收證書(shū)，并啟動(dòng)實(shí)施鞍鋼冷軋三分廠(chǎng)和四分廠(chǎng)智能庫(kù)改造工廠(chǎng)設(shè)計(jì)、馬鋼特鋼公司高線(xiàn)成品庫(kù)智能庫(kù)區(qū)改造、河北省智慧物流產(chǎn)業(yè)園區(qū)西區(qū)信息系統(tǒng)工程、首鋼遷安硅鋼成品庫(kù)智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)等多個(gè)項(xiàng)目。
3.2板材熱處理智慧集控產(chǎn)線(xiàn)
2021年2月4日，南鋼板材事業(yè)部中厚板卷廠(chǎng)熱處理集控示范線(xiàn)發(fā)布會(huì)在南京鋼鐵圓滿(mǎn)召開(kāi)。南鋼和北科工研合力打造的示范產(chǎn)線(xiàn)成功上線(xiàn)應(yīng)用，標(biāo)志著鋼鐵行業(yè)首套板材熱處理爐智慧集控產(chǎn)線(xiàn)取得重大成功，成為我國(guó)鋼鐵智能化建設(shè)的又一經(jīng)典案例。該項(xiàng)目應(yīng)用了北科工研研發(fā)的新一代數(shù)學(xué)模型、機(jī)器視覺(jué)、大數(shù)據(jù)智能分析等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，成功建成智慧遠(yuǎn)程集控的同時(shí)，在少人化、產(chǎn)量提升、節(jié)能降耗等方面均取得了巨大進(jìn)步，其中產(chǎn)品性能合格率較2018年提高2.63%，接近100%，操作崗位減少30%，能耗大幅度降低，水、電、風(fēng)、氣各項(xiàng)消耗下降均超過(guò)12%，直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到998萬(wàn)元/年。該集控示范線(xiàn)的建成，為南鋼板材后期的“一線(xiàn)一室”鋼軋集控項(xiàng)目推進(jìn)積累了經(jīng)驗(yàn)，更加堅(jiān)定了南鋼持續(xù)加大力度推進(jìn)智能化建設(shè)的信心和決心，為南京鋼鐵集團(tuán)數(shù)字化、智能化建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為鋼鐵行業(yè)智能制造模式探索起到了良好的示范作用。
3.3 智能磨輥間系統(tǒng)
2020年9月，北科工研實(shí)施的馬鋼四鋼熱軋智能磨輥間系統(tǒng)成功上線(xiàn)。系統(tǒng)以大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智能綜合信息管控、大數(shù)據(jù)智能分析、生產(chǎn)運(yùn)行智能決策、磨床狀態(tài)智能診斷、中央?yún)f(xié)同集控中心等體系。以軋輥、軸承（座）全生命周期管理為主線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)磨輥間生產(chǎn)信息、運(yùn)維信息、管理信息的整體集成；以智能推送系統(tǒng)為核心驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)下發(fā)各項(xiàng)作業(yè)工單，實(shí)現(xiàn)全流程無(wú)紙化作業(yè)；以規(guī)則知識(shí)庫(kù)為算法驅(qū)動(dòng)，開(kāi)發(fā)出電子輥票和磨床加工優(yōu)先級(jí)功能，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)匹配軋線(xiàn)計(jì)劃、動(dòng)態(tài)調(diào)整磨削計(jì)劃，確保軋輥高效周轉(zhuǎn)運(yùn)行。同時(shí)，智能磨輥間系統(tǒng)融入剛度數(shù)字化分析、磨損輥形圖形化評(píng)價(jià)、成本一鍵式分析、移動(dòng)終端操作等諸多技術(shù)，在質(zhì)量提升、穩(wěn)定生產(chǎn)、降本增效和綜合優(yōu)化等方面取得顯著成效。
3.4 設(shè)備狀態(tài)與工藝精度智能監(jiān)控分析
2020年北科工研著力打造的設(shè)備狀態(tài)與工藝精度監(jiān)控分析系統(tǒng)，在馬鋼2250及其他熱連軋廠(chǎng)得以推廣應(yīng)用，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一卷鋼軋制過(guò)程中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)設(shè)備精度進(jìn)行數(shù)字化評(píng)價(jià)、智能分析和實(shí)時(shí)預(yù)警，為提升生產(chǎn)穩(wěn)定性發(fā)揮了積極作用。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，建立生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵機(jī)械、液壓、儀表及控制等設(shè)備及功能的服役過(guò)程評(píng)價(jià)模型，對(duì)其服役質(zhì)量和狀態(tài)演變趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警，并通過(guò)與生產(chǎn)穩(wěn)定性、產(chǎn)品質(zhì)量和控制精度等過(guò)程數(shù)據(jù)之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，挖掘設(shè)備服役質(zhì)量與生產(chǎn)狀態(tài)之間的影響規(guī)律，為設(shè)備精度和功能管理提供科學(xué)依據(jù)。
3.5 冷軋智能化工藝診斷系統(tǒng)建設(shè)
2021年2月1日，北科工研承擔(dān)的國(guó)內(nèi)首例冷軋智能化工藝診斷系統(tǒng)完成功能驗(yàn)收。系統(tǒng)以鞍鋼三冷軋酸軋生產(chǎn)線(xiàn)、連退生產(chǎn)線(xiàn)為依托，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)了酸軋機(jī)組軋制打滑及熱劃傷預(yù)測(cè)模型，酸軋機(jī)組軋制斷帶分析模型，酸軋機(jī)組軋輥服役狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，酸軋跑偏預(yù)測(cè)及分析模型，連退機(jī)組活套、爐內(nèi)帶鋼跑偏預(yù)測(cè)及分析模型，連退機(jī)組帶鋼打滑預(yù)測(cè)模型，連退產(chǎn)品全長(zhǎng)性能均勻性分析模型，酸軋及連退機(jī)組排產(chǎn)優(yōu)化模型，產(chǎn)量執(zhí)行情況KPI指數(shù)模型等9大工藝模型。系統(tǒng)解決冷軋現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中遇到的與生產(chǎn)穩(wěn)定性及質(zhì)量控制相關(guān)的痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了“智能生產(chǎn)”。該系統(tǒng)通過(guò)“事前”預(yù)測(cè)、“事中”監(jiān)測(cè)、“事后”分析，結(jié)合語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)反響熱烈，深受一線(xiàn)工作人員好評(píng)，從2020年1月2日上線(xiàn)至今，平均每月斷帶率減少5%，因生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)異常造成的酸軋連退非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間平均每天減少5分鐘，間接提高年產(chǎn)量1萬(wàn)噸，為企業(yè)創(chuàng)造了切實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。
3.6 智能檢化驗(yàn)系統(tǒng)
基于北科工研自主研發(fā)的iBKLinker工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的新疆眾和鋁箔智能檢化驗(yàn)系統(tǒng)于2020年12月初順利完成用戶(hù)驗(yàn)收，系統(tǒng)上線(xiàn)當(dāng)年便榮獲新疆眾和股份有限公司2020年度管理信息化項(xiàng)目一等獎(jiǎng)。新疆眾和股份有限公司是全國(guó)最大的高純鋁和鋁電解電容器用光箔生產(chǎn)企業(yè)，該系統(tǒng)是北科工研助力新疆眾和建設(shè)國(guó)內(nèi)首個(gè)高精電子鋁箔智能工廠(chǎng)的智能系統(tǒng)之一。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)從MES系統(tǒng)自動(dòng)接收試驗(yàn)委托物料信息、智能配置檢測(cè)計(jì)劃及制樣要求、自動(dòng)采集與歸集性能和油品試驗(yàn)數(shù)據(jù)、全部檢測(cè)項(xiàng)目自動(dòng)合格判定、智能推判終判、不合格品流程審批到終判、智能審核及發(fā)布判定結(jié)果到MES系統(tǒng)的全過(guò)程管理等。該系統(tǒng)雙向打通了與MES系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)不落地，顯著提高檢化驗(yàn)工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)上線(xiàn)后使眾和鋁箔公司檢測(cè)效率提升了60%，檢測(cè)精度提高了40%，數(shù)據(jù)使用效率提升了70%以上，為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
4 智能管控：會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小
智能管控層聚焦數(shù)據(jù)背后潛在的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)協(xié)同管控。以數(shù)字產(chǎn)品為核心，以KPI指標(biāo)為引領(lǐng)，使得生產(chǎn)、質(zhì)量、成本、能源、設(shè)備、安防、交付、人員等多要素實(shí)現(xiàn)大尺度協(xié)同優(yōu)化，促進(jìn)流程信息的透明化，工廠(chǎng)管理的扁平化和業(yè)務(wù)決策的精準(zhǔn)化。
4.1 冶金全流程質(zhì)量管控系統(tǒng)
北科工研自主研發(fā)的冶金全流程質(zhì)量管控系統(tǒng)已成功應(yīng)用于全國(guó)20余家大型鋼鐵和有色行業(yè)，涵蓋卷板、中厚板、優(yōu)特棒、高線(xiàn)、軌梁等多類(lèi)企業(yè)，業(yè)績(jī)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙領(lǐng)跑。2020年，北科工研繼續(xù)加大科技成果轉(zhuǎn)化力度，研發(fā)了面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了多協(xié)議適配、邊緣側(cè)數(shù)據(jù)處理、語(yǔ)義自動(dòng)關(guān)聯(lián)融合、IT與OT協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)安全管控；采用可配置的工藝質(zhì)量狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)控與預(yù)警、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與機(jī)理模型相結(jié)合的質(zhì)量預(yù)測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量在線(xiàn)精準(zhǔn)評(píng)判等先進(jìn)算法，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中的過(guò)程監(jiān)控、質(zhì)量預(yù)測(cè)、過(guò)程判定的在線(xiàn)管控新模式；融合設(shè)備、生產(chǎn)、能源等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與多要素之間的協(xié)同管控與優(yōu)化。基于該系統(tǒng)，應(yīng)用產(chǎn)線(xiàn)缺陷外放風(fēng)險(xiǎn)下降40%以上，工藝人員的勞動(dòng)效率提升50%以上，質(zhì)量不良率下降20%以上，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。2021年01月08日，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)在北京組織召開(kāi)了 “鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量全過(guò)程智能管控技術(shù)與平臺(tái)”科技成果評(píng)價(jià)會(huì)，該項(xiàng)成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
4.2能源介質(zhì)智能化管理系統(tǒng)
2020年，北科工研負(fù)責(zé)的“鞍鋼1780產(chǎn)線(xiàn)能源介質(zhì)智能化管理系統(tǒng)”穩(wěn)步推進(jìn)，相繼完成了項(xiàng)目設(shè)計(jì)審查、能源介質(zhì)數(shù)據(jù)的采集、處理和模型應(yīng)用開(kāi)發(fā)等工作。該項(xiàng)目所提供的產(chǎn)線(xiàn)級(jí)能源介質(zhì)智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)間內(nèi)各種能源介質(zhì)數(shù)據(jù)做到實(shí)時(shí)采集、集中監(jiān)控、實(shí)時(shí)計(jì)量，實(shí)時(shí)核算物料單件次的能源介質(zhì)消耗，及時(shí)核算工序能耗成本，并與生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)多維關(guān)聯(lián)和挖掘分析，深挖產(chǎn)線(xiàn)的節(jié)能降本潛力。將鋼卷信息、生產(chǎn)計(jì)劃、品種規(guī)格、能源介質(zhì)消耗、工序、機(jī)組等多個(gè)維度建立數(shù)學(xué)模型，從板坯進(jìn)入加熱爐開(kāi)始，直至卷取機(jī)卸卷完成的整個(gè)過(guò)程中，采用能源介質(zhì)基礎(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)與理論能耗模型分析相結(jié)合的方法，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤并科學(xué)分?jǐn)傑埣?duì)應(yīng)的能源介質(zhì)消耗。系統(tǒng)部分功能模塊目前正在陸續(xù)開(kāi)始調(diào)試，初步實(shí)現(xiàn)了主要能介計(jì)量數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控，并實(shí)時(shí)科學(xué)分?jǐn)偟骄怼?/p>
4.3 冶金全流程工藝過(guò)程數(shù)字化仿真系統(tǒng)
2020年8月沙鋼“高端線(xiàn)材全流程智能制造新模式應(yīng)用項(xiàng)目”順利通過(guò)專(zhuān)家組驗(yàn)收，北京科技大學(xué)承擔(dān)的“全流程工藝過(guò)程數(shù)字化仿真系統(tǒng)”是其中重要實(shí)施內(nèi)容之一，主要是針對(duì)我國(guó)高端產(chǎn)品供給能力不足，穩(wěn)定性、均勻性、一致性差等問(wèn)題，通過(guò)探索材料化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)與產(chǎn)品性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)與材料設(shè)計(jì)過(guò)程中數(shù)字化、可視化和智能化，為制定工藝規(guī)范和質(zhì)量體系提供決策支持，達(dá)到縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、提升產(chǎn)品個(gè)性化定制能力的目標(biāo)。該項(xiàng)目首次打通了從煉鋼到冷卻的全流程工藝參數(shù)和過(guò)程質(zhì)量的數(shù)字化模擬，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)前的仿真預(yù)測(cè)與生產(chǎn)后的分析改進(jìn)，并通過(guò)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程在線(xiàn)融合，利用工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)，不斷迭代優(yōu)化仿真模型精度。目前項(xiàng)目組正在承擔(dān) “寶鋼BSCCR 鐵素體軋制專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)模擬仿真平臺(tái)”的研發(fā)工作。
5 樣板工廠(chǎng)：長(zhǎng)風(fēng)破浪會(huì)有時(shí),直掛云帆濟(jì)滄海
2021年1月4日，熱軋智慧工廠(chǎng)“雙線(xiàn)雙智控”模式首次亮相中國(guó)寶武綠色發(fā)展與智慧制造現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，并引起業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。雙線(xiàn)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(xiàn)，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，追求產(chǎn)線(xiàn)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(chǎng)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)。
操維智控平臺(tái)建成后，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(chǎng)整合為1個(gè)分廠(chǎng)，12個(gè)作業(yè)區(qū)變?yōu)?個(gè)作業(yè)區(qū)，將兩線(xiàn)15個(gè)崗位整合為“1+2+1” 的新崗位模式，主線(xiàn)減員超過(guò)35%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提升15%。協(xié)同智慧平臺(tái)完成熱軋工廠(chǎng)全要素、全區(qū)域、全業(yè)務(wù)10萬(wàn)個(gè)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，從全維度提升工廠(chǎng)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。
6 展望
2020年，北科工研人齊心協(xié)力，深耕冶金智能制造關(guān)鍵技術(shù)，并致力推動(dòng)智造落地；
2021年，北科工研人將繼續(xù)發(fā)揮孺子牛、拓荒牛、老黃牛精神，砥礪奮進(jìn)，開(kāi)拓冶金智能制造新征程！