钢铁行业(yè)属于典型的流程生产行业,生产过程是连续不断的,想要在复杂环境下及(jí)时传递大量信息,原有的信(xìn)息(xī)化系统(tǒng)亟待(dài)智能(néng)化(huà)改造。
近年来,“5G+工业互联网”以(yǐ)大数(shù)据(jù)赋(fù)能,促进远(yuǎn)程(chéng)操控、协同作业、故障诊断(duàn)等功能加快应用,正助推这一传统行(háng)业(yè)提质增效。
过去,操作工在生产车间里挥汗如雨,如今(jīn),坐在(zài)操作室就能远(yuǎn)程操控生(shēng)产(chǎn)。过去,生产设备如果(guǒ)发生故障,影响产品质量,一(yī)般到最后抽检才(cái)能发现,如今,传感(gǎn)器(qì)自动监(jiān)测设备运行,实时诊断故障并精准定(dìng)位,良品(pǐn)率更高(gāo)了。
钢铁(tiě)行(háng)业的生产场景相对(duì)复杂,生产工(gōng)艺要求较高(gāo)。近年来,得益于“5G+工(gōng)业互联网”的推广和赋(fù)能,钢(gāng)铁生产制造逐渐向(xiàng)数字化、智能化方(fāng)向(xiàng)转型,技术的进步为(wéi)行业高质量发展带来了更多(duō)动力(lì)。
远程操控(kòng),生产更安全高(gāo)效
巨大(dà)的电磁吊具,吸附起数吨重的废旧钢材,提升、横移(yí)、调整位置,再精准(zhǔn)地放置到运输车斗里……在湖南华菱(líng)湘潭钢(gāng)铁有限公司的5米宽(kuān)厚板厂炼(liàn)钢区,4台天车(桥式(shì)起重机)正紧张(zhāng)有序作(zuò)业。
此时(shí),操作(zuò)工谭彬正坐在(zài)宽敞的远程操(cāo)控室里,目(mù)视屏幕,拨动摇(yáo)杆,按动(dòng)按钮,轻松(sōng)完成装载吊卸任务。“以前在天车桥架(jià)下的操作室(shì)里工作可不是这样的。粉尘多、噪音大,虽然(rán)操作室里已经相对封闭,但时间长了,还会(huì)有灰尘漫进来,工(gōng)作时必须时刻戴着口(kǒu)罩。”
帮助谭彬实现作业环境改变的(de),是华菱湘钢利用“5G+工业互联网”技术实现的天车智慧改造(zào)项目。
华菱湘钢生产设备(bèi)部副部长何炜介绍,利用(yòng)新技术的超高可靠(kào)性与(yǔ)超低时延,车间实现了数据的超高速上传与(yǔ)下载,能对设备进行(háng)精准化操控,真正实现人与机器的分离(lí)。5G+天车的智慧(huì)化改(gǎi)造,让工人(rén)的效率提升了不少。
在宝钢股份湛江(jiāng)钢铁有限公司热轧厂(chǎng),工作人员吴耀(yào)腾有同样的(de)感受(shòu)。说起5G技术给工作(zuò)带来的变(biàn)化,他连连点赞(zàn):“现在坐在办公室里就能远(yuǎn)程操(cāo)作设备,安全舒适还高(gāo)效!”吴耀腾负(fù)责车(chē)间内无人天(tiān)车的运(yùn)行跟踪,以(yǐ)前他要(yào)在10多米高的天车上操控机器,精神必须高度集中。“自从应用新技术后,无人(rén)天车帮了大忙,少(shǎo)了(le)上下车的危险,而且一个人就可以控制4台天车。”
“5G+智(zhì)慧(huì)钢铁的场景应(yīng)用已多点(diǎn)开花(huā),类似5G天车远程(chéng)控制、自动控制(zhì)等,已具备大规模复(fù)制的技术和产业基础(chǔ)。”中国移(yí)动广东公司湛江分公司总经理潘(pān)卫东表示,未来,5G结合人工智能和云(yún)计算等技术,能帮助(zhù)解决钢企网络碎片化和信息(xī)孤岛的问题,并在制造和管理中引入信息(xī)化(huà)、数字化(huà)和自动化解决方案(àn),提高企业(yè)的生产效率和盈利能力。
协同作业,机(jī)器(qì)实现默契(qì)配合
在(zài)钢铁生产车间,推(tuī)焦车、拦(lán)焦车和熄(xī)焦车呈一条直线排列,行驶到炭化室后,即将进入推焦、拦(lán)焦、熄焦等工(gōng)序(xù)。在(zài)推焦过程中,机车自(zì)动识别所处炉号(hào),并行驶到对应(yīng)炉号旁(páng)……记(jì)者(zhě)近日在河北唐山的(de)首钢京(jīng)唐公司看到,整(zhěng)个过程(chéng)如行(háng)云流水(shuǐ)般自动(dòng)完成。对钢铁企业来(lái)说(shuō),焦炉是(shì)不可或缺的设备(bèi)。焦炉(lú)的四大机车(chē)——推焦机、拦焦车、熄(xī)焦车、装煤车,分(fèn)工不同,又(yòu)相互联系,通过(guò)信号的传送构成(chéng)有机统一(yī)的整体。
在(zài)中控室的(de)显示器上,四大机车的运行数(shù)据一目了然。整个(gè)管理系统(tǒng)除了(le)可以实时监测机车运(yùn)行情况,还能实现人机对话,发(fā)送工作指令(lìng)。“焦(jiāo)炉四大机车(chē)运行数据由设备本(běn)体集中上传到中(zhōng)控室,过(guò)去由于(yú)带宽小(xiǎo),图像传输常常出(chū)现卡顿(dùn)、滞后。”京唐公司焦化部生产(chǎn)室工(gōng)作人员丁洪旗(qí)介绍。
钢铁行(háng)业属于(yú)典型的流程生产行(háng)业,生产过程是(shì)连续不断(duàn)的,想要在复(fù)杂环境下及时传递大量信息,原来的(de)信息(xī)化(huà)系统已经难以为继,对智能化(huà)制(zhì)造需求迫(pò)切。2019年(nián),京唐公司焦化部将5G技术(shù)应用于四大机车的远程操作中,实现多机智能化同步联动,使设(shè)备远程操作模(mó)式(shì)更(gèng)加(jiā)可靠(kào)、高效、安(ān)全。
“我们现在实现了图像的(de)稳(wěn)定、安全、快速传输(shū),中(zhōng)控室经过分析(xī)、逻辑(jí)判断(duàn)后,发出相应指令到机车的可(kě)编程逻辑控(kòng)制(zhì)器,从而实现(xiàn)四大机车的分工合作(zuò)。”丁(dīng)洪(hóng)旗(qí)说。
华为5G钢铁行业专家彭(péng)俊说,相比其他无(wú)线(xiàn)制式,5G的(de)优势(shì)更突出,可以(yǐ)将生(shēng)产现场的多(duō)台(tái)设备按需灵活组成(chéng)一个协同工(gōng)作体系,实现分工合作(zuò),提高生产(chǎn)效率,降低(dī)生产能耗。据介绍,自2019年以(yǐ)来,首钢京(jīng)唐公司利用“5G+工(gōng)业互联网”等技术,推动钢铁制造技术与装备(bèi)转型升级,生产效率提(tí)升了(le)约15%。
故障诊断(duàn),实时监测主动维护
伴随着“轰隆隆(lóng)”的(de)响声,红彤彤的钢板在(zài)滚(gǔn)轮上快速移动(dòng),经过轧制(zhì)、喷(pēn)淋冷却变成(chéng)黑色的(de)钢带,再卷曲成钢卷……在辽宁(níng)鞍山的鞍钢(gāng)股份热轧带钢厂(chǎng),1780热连轧生产(chǎn)线生产作业区作业长马良在后(hòu)台盯(dīng)着(zhe)显示屏,查看钢带生产情况。
马(mǎ)良说,在100多米的传输(shū)轨道上,一(yī)共有400多(duō)个(gè)辊道,在(zài)热轧过程(chéng)中,如果(guǒ)某一电(diàn)机(jī)出现故障使得辊道停(tíng)滞,就(jiù)会造(zào)成钢带表面的大面(miàn)积划痕,影响产品质量(liàng)。“以往(wǎng)这类问题(tí)只(zhī)有在产(chǎn)品最后抽(chōu)检时才会发(fā)现,但(dàn)等发(fā)现时生产线上(shàng)可能(néng)已经又(yòu)生产出好多有划痕的产(chǎn)品了。”
2019年,鞍钢在1780热连轧(zhá)生产线(xiàn)建设(shè)5G+设备(电机)预测(cè)性维护试(shì)点,有效(xiào)解决了这(zhè)一问(wèn)题(tí)。鞍(ān)钢信(xìn)息产业公(gōng)司首席研究员刘佳伟介绍(shào),“利用‘5G+工业互联网’升级关键基础设备(bèi)后,设备(bèi)传(chuán)感器收集的温度、振动、压力、流量等数据,会实(shí)时传(chuán)送到云端,再通(tōng)过人工智能(néng)和(hé)大数据分析,就能实现即时的监测、诊断、处置等。”
以1780热连轧生产(chǎn)线为例,应用“5G+工业(yè)互联网(wǎng)”后,每个辊道的电机(jī)电流都会被实(shí)时采集,一旦出现异常(cháng)就会立刻报警并精准定位。“以(yǐ)前发现(xiàn)产品划痕后(hòu)倒查问题,需(xū)要对(duì)400多个辊道(dào)逐一排查,要花(huā)半个小时到1个小时不等,现在10分钟内基本(běn)就(jiù)能确定问题。”马良说,“检修效率提(tí)升了,停机时间缩(suō)短(duǎn)了,废品、次品、降级品(pǐn)率由原(yuán)来的7%左右下降至3.8%,对企业来说省下(xià)的都是真(zhēn)金白银(yín)!”
除了故障维修(xiū)外(wài),“5G+工业互(hù)联网”的应用还实现了对设备的主动维(wéi)护。
“以往维护设备(bèi)主要靠人(rén)员进(jìn)行点(diǎn)检定修,现场(chǎng)工作量大、有危险性,而(ér)且准(zhǔn)确率不高。有(yǒu)些设备(bèi)的备件状态还正常,但到了(le)更换周期就要(yào)更换,造(zào)成了浪(làng)费;有(yǒu)些备(bèi)件已经(jīng)有劣化趋势,点(diǎn)检(jiǎn)时没发现,就(jiù)可能发展成故障。这些都高度(dù)依赖点检人员(yuán)的(de)经验。”刘佳伟说,“现在,老(lǎo)师傅的经验(yàn)转化为数据模型,通过(guò)数据分(fèn)析,科学维护设备,实现对设备(bèi)的全生命周期(qī)管理(lǐ)。在1780热连轧生(shēng)产线(xiàn)上,改造后的(de)紧急停机、故障维修次数下降了20%,机组作业率提(tí)升(shēng)了(le)5%。”