“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帆起航
一、項目建設(shè)背景與思路
中國寶武集團與馬鋼集團的戰(zhàn)略重組，是深化落實長三角一體化國家戰(zhàn)略、加強區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展的一項務(wù)實舉措。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“四個一律”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，中國寶武綠色發(fā)展與智慧制造現(xiàn)場會在馬鋼隆重召開，作為重點展示項目之一，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和協(xié)同智慧平臺，實現(xiàn)操維和業(yè)務(wù)雙智控。項目以關(guān)鍵績效指標(biāo)為牽引，借助精準(zhǔn)感知、數(shù)字孿生、工藝驅(qū)動、智能算法等手段，追求產(chǎn)線極度自動化和業(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。在本項目中，北科工研承擔(dān)了板坯裂紋檢測、精軋跑偏檢測與自動調(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)、員工成長任務(wù)等17個大項。項目組克服建設(shè)周期短、任務(wù)重及新冠肺炎疫情等不利因素影響，和多方精誠協(xié)作，按期高標(biāo)準(zhǔn)完成了項目任務(wù)。
二、操維集控平臺
熱軋生產(chǎn)過程具有高頻、強耦合、非線性等特點，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。秉承專業(yè)集中管理、工序高效協(xié)同的理念，馬鋼率先開展面向兩條熱軋線的多區(qū)域操維高度集約化探索與實踐。 通過新增13項智能裝備技術(shù)、279個視頻傳感，連接43個外部系統(tǒng)，實現(xiàn)全域數(shù)據(jù)感知。在此基礎(chǔ)上，通過研發(fā)38項關(guān)鍵技術(shù)將板坯庫、加熱爐、軋線、磨輥間、能介、遠(yuǎn)程運維六大單元進(jìn)行集中操控，打破區(qū)域管理邊界，推動生產(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)變革推動管理變革。操維集控平臺建成后，產(chǎn)線之間及崗位之間的協(xié)同效應(yīng)凸顯，高效生產(chǎn)模式帶來可見效益，馬鋼四鋼軋2250和1580熱軋2個分廠整合為1個分廠，12個作業(yè)區(qū)變?yōu)?個作業(yè)區(qū)，將兩線15個崗位整合為“1+2+1” 的新崗位模式（雙線板加1個崗位，雙線軋鋼2個崗位，雙線綜合運維1個崗位），主線減員超過35%，勞動生產(chǎn)率提升15%。
三、協(xié)同智慧平臺 協(xié)同智慧平臺依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成10萬個實時數(shù)據(jù)點，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)建熱軋物理車間的數(shù)字孿生體。平臺以21個一級指標(biāo)、420個二級、三級指標(biāo)為牽引，將熱軋車間運行過程生產(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，開發(fā)44個智能化模型，形成數(shù)字鋼卷、實時診斷、智能助力、績效導(dǎo)航四大主題，并在物理車間和虛擬車間迭代運行，打造生產(chǎn)在線優(yōu)化和管控精益求精的運行新模式。
“數(shù)字鋼卷”聚焦過程參數(shù)、產(chǎn)品特性、工序成本、工序能耗等，實現(xiàn)按需分級、數(shù)字交付、成本到卷、精益管控?！皩崟r診斷”實現(xiàn)生產(chǎn)故障、質(zhì)量缺陷、設(shè)備精度的實時監(jiān)控和一鍵式分析，做到異常過程的快速響應(yīng)。“智能助力”關(guān)注和產(chǎn)線運行密切相關(guān)的過程設(shè)計、計劃上線、實操培訓(xùn)、人員提升，引領(lǐng)知識沉淀和知識更新?！翱冃?dǎo)航”以產(chǎn)品KPI為中心，完成過程指標(biāo)、產(chǎn)品物流、安環(huán)消防的既定目標(biāo)，引領(lǐng)協(xié)同高效運行。
與操維集控平臺實現(xiàn)有形工廠改造相比，協(xié)同智慧平臺聚焦數(shù)據(jù)感知、知識萃取、優(yōu)化決策，挖掘熱軋海量數(shù)據(jù)背后的潛在價值，并和操維集控平臺相互融合，實現(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力，為熱軋產(chǎn)能提升15%，成本下降10%，質(zhì)量提升10%提供強有力保障。
四、項目展望
馬鋼熱軋智慧工廠融入更高效、更精益、更環(huán)保、更安全的未來鋼鐵設(shè)計理念，項目構(gòu)建工廠組織變革的新模式，開創(chuàng)工廠智慧平臺的新理念，打造熱軋智慧工廠的新樣板。
與國內(nèi)目前冶金各工序常見的生產(chǎn)操作集控相比，本項目在冶金過程大數(shù)據(jù)應(yīng)用及應(yīng)用業(yè)務(wù)場景完整性方面做出了創(chuàng)新性工作，實現(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，實現(xiàn)有形工廠改造與無形知識挖掘相得益彰，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。