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解決方案 | 鋼鐵行業(yè)“AI+控制”一站式解決方案,破解“雙碳”挑戰(zhàn)的關(guān)鍵

解決方案 | 鋼鐵行業(yè)“AI+控制”一站式解決方案,破解“雙碳”挑戰(zhàn)的關(guān)鍵

鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式下
生產(chǎn)效率和成本控制已經(jīng)接近極限
“雙碳”背景下
鋼鐵降碳之路更是任重道遠(yuǎn)
因此迫切引進(jìn)數(shù)智化轉(zhuǎn)型
用于提升管理、優(yōu)化供應(yīng)鏈
以及智能生產(chǎn)各種要求
從而推進(jìn)行業(yè)真正落實(shí)
“采、選、冶一體化”
“融、工、貿(mào)一體化”
就顯得尤為重要



01

挑戰(zhàn)五大痛點(diǎn),智能化一站式解決


“十三五”時(shí)期

我國(guó)鋼鐵工業(yè)雖然取得了一定成效
但推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革仍需深入
效率低下、能源消耗高、環(huán)境壓力大等問題仍待解決
因此推進(jìn)智能化生產(chǎn)方案

已成為其提高競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑

01


生產(chǎn)管理不精細(xì)

傳統(tǒng)鋼鐵冶煉工藝中,生產(chǎn)過程多為人工操作,容易受到人為因素的影響,導(dǎo)致生產(chǎn)效率不高,生產(chǎn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,無法及時(shí)掌握生產(chǎn)狀況。

02


質(zhì)量管控不到位

鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系到企業(yè)的信譽(yù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,但在傳統(tǒng)工藝中,質(zhì)量控制主要依賴于人工檢測(cè),容易出現(xiàn)漏檢、誤檢等問題。

03


生產(chǎn)計(jì)劃難以調(diào)配

鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng),生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)上配難度大,存在生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際生產(chǎn)情況不匹配的問題,導(dǎo)致生產(chǎn)資源浪費(fèi)和生產(chǎn)效率低下。

04


綠色低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨

鋼鐵行業(yè)能源消耗、二氧化碳排放量和污染物排放量分別占全國(guó)總量的12%、15%和10%,在生產(chǎn)規(guī)模、工藝流程、工藝裝備確定的前提下,能耗、資源消耗下降空間有限,實(shí)現(xiàn)更大幅度節(jié)能降碳將面臨瓶頸。

05


推進(jìn)行業(yè)智能改造面臨掣肘

企業(yè)對(duì)智能設(shè)備、智能系統(tǒng)的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)掌控仍不足,智能化設(shè)備、高精度過程控制模型、生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)亟待突破,難以形成專業(yè)化解決方案;中小企業(yè)智能制造落地路徑不清晰,智能化改造難度較大。

智昌集團(tuán)鋼鐵專家技術(shù)團(tuán)隊(duì)

通過對(duì)眾多鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研
圍繞智昌“AI+控制”核心產(chǎn)品
以及國(guó)家的極致能效工程
從燒結(jié)、球團(tuán)、制粉、噴吹
煤粉預(yù)熱、高爐爐溫智控
煉鋼精益管理、軋鋼能效提升等方面
梳理出未來幾年創(chuàng)新的前沿技術(shù)
實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)過程中的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化
智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)賦能鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈新質(zhì)生產(chǎn)力

實(shí)現(xiàn)行業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力大幅提升


02

三元智能控制,為工廠裝上大腦


三元智能控制器

是智昌集團(tuán)自主研發(fā)

建設(shè)實(shí)時(shí)透明工廠、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)智聯(lián)網(wǎng)的

“大腦神經(jīng)中樞”

其通過對(duì)執(zhí)行終端、協(xié)同產(chǎn)線、智慧工廠裝上智能大腦

配合實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋的云、邊、端協(xié)同控制系統(tǒng)

為鋼鐵行業(yè)搭建群智產(chǎn)業(yè)智聯(lián)平臺(tái)

而圍繞三元智能控制器為核心的三元智能控制體系

則為企業(yè)提供了一個(gè)綜合性的解決方案

如此,三元智能控制技術(shù)不僅助力鋼鐵企業(yè)
實(shí)現(xiàn)了技術(shù)與管理的雙重飛躍
還為其在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中贏得了

更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力

01


復(fù)雜工藝流程優(yōu)化控制方面

在鋼鐵冶煉的復(fù)雜工藝流程優(yōu)化控制方面,三元智能控制專注于提升從料場(chǎng)、煉鐵、煉鋼、軋鋼到后部處理工序的整體管控水平,通過集成AI算法的智能設(shè)備替換或升級(jí),比如使用帶有機(jī)器視覺的機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、分揀、焊接、切割等操作,來整體提高生產(chǎn)效率,降低人工成本。

其次,利用AI進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè),優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度、物料搬運(yùn)、能源消耗等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)線數(shù)據(jù),對(duì)接數(shù)字孿生平臺(tái),讓生產(chǎn)“看得見,聽得到”,快速識(shí)別生產(chǎn)瓶頸,預(yù)測(cè)維護(hù)需求,減少停機(jī)時(shí)間,提高整體效率。

同時(shí),運(yùn)用深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行智能監(jiān)控,提前發(fā)現(xiàn)潛在缺陷,減少?gòu)U品率。還能通過分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)設(shè)備故障,實(shí)施預(yù)防性維護(hù),延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

02


全鏈條生產(chǎn)管理方面

在鋼鐵冶煉的全鏈條生產(chǎn)管理方面,三元智能控制體系圍繞物流優(yōu)化與訂單交付的敏捷響應(yīng),設(shè)計(jì)了生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度與物流監(jiān)控系統(tǒng),從而打造出一條以客戶需求為導(dǎo)向(C2M模式)的高效生產(chǎn)鏈路,確保了從原材料到成品的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能快速適應(yīng)市場(chǎng)變化,提升了整體供應(yīng)鏈的靈活性與響應(yīng)速度。

此外,還開發(fā)了基于人工智能控制的決策支持系統(tǒng),為管理層提供基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)略規(guī)劃和業(yè)務(wù)決策依據(jù),幫助快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。

這樣還有利于結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)實(shí)際,建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和接口,構(gòu)建開放的智能制造平臺(tái),便于不同系統(tǒng)間的集成和數(shù)據(jù)交換,加速創(chuàng)新應(yīng)用的推廣和復(fù)制。


03

戰(zhàn)略管控、價(jià)值實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案


01


智慧料場(chǎng)

原料場(chǎng)作為鋼鐵企業(yè)散裝料儲(chǔ)存處理和廠內(nèi)物流集散中心,承擔(dān)著近90%的散裝物料儲(chǔ)運(yùn)管理任務(wù),料場(chǎng)的智能化建設(shè)已成為鋼鐵物流“降本增效、節(jié)能減排”的重要突破口?;谌刂企w系的智慧料場(chǎng)可以顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,全面實(shí)現(xiàn)智能化,大幅提高生產(chǎn)效率,減少50%以上的生產(chǎn)人員;結(jié)合不同現(xiàn)場(chǎng)工況最高可減少90%的顆粒物揚(yáng)塵,杜絕地面水污染,改善生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。


創(chuàng)新效益:① 降低人工成本:每班每人可同時(shí)監(jiān)管2~3臺(tái)設(shè)備,根據(jù)實(shí)際需要核減配員;②節(jié)約電費(fèi)(結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況核算):作業(yè)效率提升10%,每日縮減近2小時(shí)的作業(yè)時(shí)長(zhǎng),全年節(jié)約電費(fèi)可超過200萬元。
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02


一鍵制粉和噴吹系統(tǒng)

一鍵制粉系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)高爐制粉大多為人工操作,無法做到實(shí)時(shí)調(diào)整操作。制粉系統(tǒng)龐大、復(fù)雜,包括:原煤供應(yīng)部分、熱風(fēng)廢氣部分、煙氣爐部分、磨煤機(jī)部分、布袋收集部分和主排風(fēng)機(jī)部分,控制邏輯復(fù)雜、連鎖眾多,參數(shù)變量多且相互影響,安全責(zé)任重大,穩(wěn)定性要求高,產(chǎn)能波動(dòng)大,綜合能耗高,設(shè)備整體利用率不足。

全自動(dòng)一鍵制粉系統(tǒng)基于多年制粉工藝經(jīng)驗(yàn),采用最新軟件技術(shù)及智能算法,結(jié)合自控系統(tǒng)完成制粉操作:①以標(biāo)準(zhǔn)的邏輯順序精確自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化控制操作;②實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、壓力、流量、振動(dòng)等系統(tǒng)相關(guān)參數(shù);③以智能算法匹配各參數(shù),進(jìn)行安全聯(lián)鎖,達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié);④發(fā)現(xiàn)異常參數(shù)時(shí)可自動(dòng)向安全方向運(yùn)行和報(bào)警,確保系統(tǒng)安全運(yùn)行;⑤實(shí)現(xiàn)節(jié)能、高效、安全的一鍵制粉 。

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一鍵噴吹系統(tǒng)
全自動(dòng)噴吹系統(tǒng)能解決目前噴煤存在的問題,減少噴煤生產(chǎn)過程中的氣體消耗,降低噴煤的運(yùn)行成本;提高煤粉的燃燒率,提高置換比;減少氮?dú)夂蛪嚎s空氣對(duì)高爐能量的消耗;減少噴煤設(shè)備及管道的磨損,延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備使用壽命;同時(shí)減輕噴煤壓力不穩(wěn)定造成的熱風(fēng)壓力波動(dòng)問題,也有利于高爐噴煤比的進(jìn)一步提高:
①實(shí)現(xiàn)均勻噴吹:依據(jù)輸入的小時(shí)噴煤量,系統(tǒng)依據(jù)自有模型自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù),控制煤粉均勻地輸送到高爐,噴吹速率全程均勻穩(wěn)定。②降低堵塞:穩(wěn)定均勻噴吹可降低分配器后支管的堵塞機(jī)率,優(yōu)化后的噴煤工藝參數(shù),有利于提高噴煤量。③實(shí)現(xiàn)濃相輸送:根據(jù)高爐需求的噴煤量,系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送氣體流量,保證濃相輸送,節(jié)省噴吹用氣量,減少設(shè)備磨損,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。④倒罐不斷煤:噴煤過程完整連續(xù),速率均勻,優(yōu)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在倒罐時(shí)不斷煤噴吹。⑤綜合節(jié)能降耗:全程均勻噴煤可提高煤粉的燃燒率、置換比,減少輸送氣及流化氣的消耗量。
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03


智慧定重定尺系統(tǒng)

紅外或激光定尺系統(tǒng)在煉鋼連鑄產(chǎn)線上已普遍應(yīng)用,但純定尺系統(tǒng)無法自適應(yīng)工況變化導(dǎo)致的鋼坯單位長(zhǎng)度重量波動(dòng),造成軋鋼成材率降低,短尺率、通尺率或改尺率升高。

智昌集團(tuán)智慧定重定尺系統(tǒng),通過建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)及信息化管理系統(tǒng)平臺(tái),融合煉鋼、鑄機(jī)數(shù)據(jù),使用鋼坯傳熱模型和數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)算法精確確定尺寸,替代人為經(jīng)驗(yàn)操作,帶來直接經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)視覺跟蹤鑄坯,使用各類流-稱匹配場(chǎng)景及人工干預(yù)場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)切換,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省人工,降低勞動(dòng)成本。云平臺(tái)統(tǒng)計(jì)各班次產(chǎn)量及波動(dòng)情況,分析各環(huán)節(jié)影響因素,進(jìn)一步提高鑄坯質(zhì)量,為上游生產(chǎn)提供指導(dǎo)、為下游生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全流程智能化。

通過該系統(tǒng)的改造,軋鋼成材率提升0.3%~1.0%,節(jié)材率提升0.5%,煉鋼廠連鑄產(chǎn)線應(yīng)用定重定尺后減少浪費(fèi)0.6%,廢鋼回爐成本800元/噸,合計(jì)挽回經(jīng)濟(jì)損失739.2萬元/年。

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除了上述提及的方案,智昌憑借其在行業(yè)內(nèi)的深厚經(jīng)驗(yàn),還自主研發(fā)了智慧泵站、精整線智能機(jī)器人集群、智慧燒結(jié)系統(tǒng)、原燃料粒度識(shí)別系統(tǒng)等一系列智慧化解決方案,廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)的各個(gè)流程。
為進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí),智昌還為企業(yè)配備了如下先進(jìn)設(shè)施與管理系統(tǒng):智能化檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室/研發(fā)中心,強(qiáng)化產(chǎn)品質(zhì)量控制;基于價(jià)值網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)管控;以及能源智聯(lián)平臺(tái),整合并優(yōu)化區(qū)域級(jí)能源使用,共同助力企業(yè)邁向更高效、更智能的生產(chǎn)管理模式。




鋼鐵行業(yè)是新中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)子,目前國(guó)家“1+N”雙碳目標(biāo)政策體系逐步完善,鋼鐵行業(yè)正處于轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。在此背景下,對(duì)于鋼鐵行業(yè)而言,數(shù)智化轉(zhuǎn)型已不是“選擇題”,而是關(guān)乎生存和發(fā)展的“必答題”。要想實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)向高端化、綠色化和智能化的成功蛻變,推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是必由之路,也是提升企業(yè)質(zhì)量效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。

智昌集團(tuán)憑借其獨(dú)有的三元智能控制核心技術(shù),能為鋼鐵行業(yè)的這一飛躍轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力。該技術(shù)體系可以助力企業(yè)積極融入數(shù)字化洪流,從根本上整合智能裝備、智能化生產(chǎn)流程與高級(jí)管控系統(tǒng),推動(dòng)生產(chǎn)模式向無人化、集控化、可視化、一體化、精細(xì)化、智能化、綠色化的方向演進(jìn)。通過深度融合5G通訊、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能、工業(yè)智能化機(jī)器人、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等前沿ICT技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景,智昌集團(tuán)不僅促進(jìn)了技術(shù)與實(shí)體生產(chǎn)的無縫對(duì)接,更為企業(yè)穩(wěn)步實(shí)施數(shù)智化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),加速開啟鋼鐵行業(yè)的智慧新篇章。