淮鋼《產品質量在線評級與預判系統(tǒng)》項目取得階段性進展
日期：2017-09-26
隨著市場要求的不管提高及競爭日益激烈，產品質量越來越成為企業(yè)所關注的重點，鋼鐵企業(yè)是典型的流程工業(yè)，產品質量受多工序及單工序多變量的耦合影響，因此，穩(wěn)定的質量控制一直以來都是熱點和難點。隨著冶金技術和計算機技術的不斷進步，鋼鐵行業(yè)全流程質量判定、質量分析和質量預警技術成為可能，質量的人工檢測局限性得到有效緩解（如抽樣檢查的質檢率低、質檢規(guī)則缺少針對性和靈活性、檢測設備儀器有局限性），同時也可實現(xiàn)產品質量全流程在線監(jiān)控與判定分析，幫助質量管控人員、質量設計人員快速定位質量問題產生的根源，找到質量問題解決方案，幫助企業(yè)實現(xiàn)產品質量的穩(wěn)定與持續(xù)改進，提高企業(yè)產品的市場核心競爭力。
江蘇沙鋼集團淮鋼特鋼股份有限公司始建于1970年，前身為清江鋼鐵廠，經歷了淮陰市冶金工業(yè)公司、江蘇淮鋼集團有限公司等改制過程。2006年6月，淮鋼與江蘇沙鋼集團有限公司實現(xiàn)聯(lián)合重組，成為沙鋼集團的特鋼板塊。淮鋼現(xiàn)有生產線長短流程相結合，配套精整工序，裝備水平先進，可生產直徑Φ280－Φ800mm的連鑄圓坯，軋材產品規(guī)格覆蓋Φ12－Φ300mm圓棒以及最大到300mm×110mm、250mm×110mm的扁鋼，年產彈簧鋼、軸承鋼、船用錨鏈鋼、合金管坯鋼、汽車用鋼等優(yōu)特鋼320萬噸，產品暢銷國內外，多用于汽車、鐵路、石油、海洋、礦山、煤炭、能源、機械制造等行業(yè)。
2017年4月，北京科技大學工程技術研究院與淮鋼簽訂了《產品質量在線評級與預判系統(tǒng)》服務項目，服務對象包括電爐、煉鋼、軋鋼、精整、銀亮材等五個工序的幾十條生產線，北京科技大學工程技術研究院在如下方面為淮鋼提供關鍵技術，助力淮鋼產品質量升級及智能制造進程：
1)生產過程數(shù)據的高精度實時采集系統(tǒng)。通過數(shù)據采集系統(tǒng)實現(xiàn)對關鍵數(shù)據的全流程采集，同時對原始數(shù)據進行處理，建立相應的數(shù)據之間關系，并按存儲模型的要求進行存儲；
2)鑄軋間坯料精確跟蹤。在實施過程中，通過在加熱爐上料側增加圖像識別系統(tǒng)進行精確物料跟蹤，實現(xiàn)鑄軋間坯料精確跟蹤；
3)產品質量實時監(jiān)控及評級。通過對產品質量的實時監(jiān)控，做到對過程質量進行在線評級，對問題數(shù)據進行自動標識和聚類；
4)實施過程質量控制。根據產品質量預控模型進行識別和預控，及時采取預控措施，為潛在質量問題的產品/在制品及時提出流向控制建議，避免不合格的產品繼續(xù)投入生產，確保各生產線產品質量的穩(wěn)定性；
5)全流程質量追溯。從全生產流程的任一工序進行正向或逆向追溯，得到相關工序的各種工藝過程數(shù)據；
6)全流程質量分析。采用智能算法對產品質量和工藝過程數(shù)據進行分析，為質量改進和工藝優(yōu)化提供依據；
7)全流程質量改進。通過過程控制、工藝與質量數(shù)據綜合分析，基于質量改進與反饋學習模型實現(xiàn)產品質量的持續(xù)提升。
該項目自2017年7月進入現(xiàn)場以來，項目組面對工期緊張、自動化基礎條件薄弱、服務載體多等不利因素，克服困難，齊心協(xié)力，保證了項目的順利開展，目前已經完成轉爐、精煉、連鑄、熱軋等主體工序的數(shù)據采集及與現(xiàn)有信息系統(tǒng)數(shù)據同步等基礎工作，并實現(xiàn)了對各主要工序的生產畫面監(jiān)控、趨勢查詢與分析、數(shù)據追溯等功能。
項目組下一階段工作重點為鑄軋間坯料精確跟蹤、產品質量評級及全流程質量分析功能。目前，項目后續(xù)相關工作正在穩(wěn)步推進。
圖1 生產全流程多工序集中監(jiān)控技術
圖2考慮時空變換的歷史曲線趨勢查詢
圖3 按產品標識實現(xiàn)正向和逆向過程追溯
圖4 關鍵工序點的過程數(shù)據SPC分析
圖5多元異構數(shù)據的多類型高級分析功能
圖6與淮鋼煉鋼部門定期例會討論數(shù)據跟蹤方案