宝钢股份:发力智慧制造 未来“城市钢厂”值得期待

2020-09-20 03:12:13 来源: 人民网

  扫描下二维码,每一块钢板都能追溯出“前世今生”;厂区里,无人驾驶的运输车在有序运送钢卷;偌大的冷轧热镀锌“黑灯工厂”机器不停运转,现场工作人员屈指可数……这是近日记者在宝钢股份600019)采访时看到的一幕幕场景。

  宝钢股份宝山基地冷轧厂C008热镀锌智能车间(图片均由宝钢提供)

  作为中国宝武的核心旗舰子公司和中国钢铁业的引领者,宝钢股份面对国内钢铁行业产能过剩、降本增效、节能减排等挑战和中国制造2025战略的提出,力求通过践行智慧制造战略,提升成本、品质和服务竞争力,形成竞争新优势,继续引领中国钢铁行业成功转型升级并实现可持续高质量发展。

  智慧工厂,助力常规作业“零人工”

  2019年上半年,宝钢股份硅钢事业部第四智慧工厂建成投产,它不仅是硅钢事业部推进智慧制造的试验田,也是宝钢股份“ONE MILL”理念的策源地。

  宝钢股份硅钢事业部第四智慧工厂

  有着“钢铁产品皇冠上的明珠”之称的硅钢,一直以来都是宝钢股份手中的一张“王牌”。而硅钢的研发过程异常艰苦卓绝,当时的宝钢股份,随着竞争力的不断提升,已为全球同行所瞩目,被国际钢铁“巨头”视为在中国本土的第一竞争对手,而取向硅钢技术是他们仅存的“秘密武器”。“就算你想花大价钱购买,人家也不卖。”宝钢股份硅钢事业部总经理刘宝军苦笑道。

  “不能一直被国外企业卡脖子!”面对国外钢铁企业的技术封锁,宝钢从1997年就着手开始了取向硅钢制造工艺技术研究。2008 年5月15日,第一卷合格取向硅钢的产出,标志着宝钢历经十年艰辛,通过自主集成创新,掌握了代表钢铁业顶级制造能力的取向硅钢工艺技术。

  如今,以建设“未来钢厂”为目标的智慧工厂投产运行,昭示着宝钢股份硅钢的自主创新之路越走越宽。刘宝军说,“对硅钢而言,智慧制造的目的,是构建智慧时代下与未来钢铁、未来钢厂高度契合的‘智慧决策中心+智慧工厂’的新型管理模式,从而实现组织变革、流程再造、管理创新,进而形成新的品牌溢价能力,使得宝钢股份取向硅钢产品从技术领先发展到全面领先。”

  第四智慧工厂在组织架构上实现了由“厂部→分厂→作业区→班组”这一传统的金字塔型四层结构向“一个智慧决策中心+若干个智慧工厂”网络型结构的跨越;通过智慧链接,应用大量数字化、网络化、智能化技术,解决了生产全要素分段式管理的弊端,实现了无缝的全流程一贯制智慧管理;取消现场操作室,生产运行由原“机旁散点”式作业变革为“集中操作+异常干预”的新形态;实行操检融合,进行岗位再造,借助智能诊断和远程运维,配套“操作室一律集中”的新模式。

  记者在智慧大屏上看到,质量信息、能耗指标、订单状态……钢卷的所有信息都能被找到。同时,硅钢智慧决策系统将市场用户需求导入,为研发人员自动生成最优方案,为制造端自动设计生产工艺、安排生产计划,最终实现面向用户的实时交互服务。市场、研发、制造、用户服务全流程的智慧决策系统被打通,集中控制模式得以实现,大大提升了现场劳动效率,减少了人员的工作负荷。

  走在第四智慧工厂车间里,完全看不到钢铁工人的身影。第四智慧工厂成功研发的20套机器人、7套质量检测、5套智能识别、3套自动配液、2套远程诊断系统以及2套无人库区助力常规作业的“零人工”;自主开发的质量检测控制系统,通过对10万张以上缺陷样本40层神经网络的深度学习,实现质量检查、判定、分析、改进的“AI”化,让第四工厂最高端取向硅钢的质量控制“如虎添翼”;依托5G技术支撑,实现用户服务的实时交互,让硅钢产品用户服务实时在线。

  谈及未来,刘宝军说,在硅钢事业部智慧制造的蓝图中,构建了“一个智慧决策中心+若干个智慧工厂”的网络型新组织。硅钢事业部开发的硅钢智慧决策系统,才是其智慧制造的“CPU”。智慧决策系统覆盖了产品从市场、研发、制造、用户使用的整个生命周期,打通了实验室、制造现场和用户使用之间的数据交互。“一个智慧决策中心+若干个智慧工厂”的有机结合,真正实现了硅钢产品市场、研发、制造、用户全过程的PDCA“智慧决策”新流程。而第四智慧工厂则是若干个智慧工厂中已经先期投运的一个。

  宝钢股份硅钢事业部第四智慧工厂

  百尺竿头,更进一步。在第四工厂建设的基础上,目前硅钢事业部第三、第二、第一智慧工厂已在规划落实中,而无取向硅钢产品结构优化工程将建成更高质量的第五智慧工厂,进一步挖掘、丰富智慧制造内涵,进而带来潜力巨大的改革空间。

  云仓储、无人车、智慧港,物流也可以这么智慧!

  在智慧物流方面,宝钢股份起步较早。近年来,在无人仓库、少人港机、智能库场、车辆调度、无人框架车等方面进行攻关,取得了显著的成效。实现了产成品从末端库出库、框架车智能调度和无人运输、成品库无人仓储、码头港机智能远程作业等全流程智慧管控,宝钢股份运输部部长助理蒋伟将其总结归纳为“云仓储、无人车、智慧港”。

  据蒋伟介绍,目前宝钢股份已建成两个产成品无人化智能仓库,分别占地面积6万平方米左右,是目前国内最大的无人化仓库。“无人化智能仓库经过了十余年的技术攻关,期间实现了无人化仓储技术多次优化和升级。采用小波浪鞍座布置,通过机器学习最大化利用三维存储空间,增加堆存面积25%以上,劳动生产率提升70%以上。自动化作业率大于99.7%,平均单卷作业时间3分30秒,已经低于人工作业时间。”

  宝钢股份宝山基地产成品自动化智能仓库(一期)

  蒋伟提到,宝钢股份智慧仓库在此次疫情期间发挥了重要作用。6万平方米的产成品智能仓库(一期)内,无人吊机用“钢爪”将一卷卷银色的成品钢卷精准调运,与一辆辆驶来的无人驾驶重载框架车紧密协作,不断将一卷卷成品钢材运往全天候成品码头。在这个无人仓库里,智慧化的运作有效提升了物流效率,每天10万吨的钢卷在这里周转并发往全球。在产成品智能物流管控中心,仅需要少数几名操作人员,戴着口罩、分开而坐,就可以完成对整个厂区物流的监测操控。

  宝钢股份宝山基地产成品物流智能管控中心

  行驶在宝钢股份上海宝山基地厂区的无人重载框架车,已成为一道靓丽风景。蒋伟说,宝钢股份自2015年开始在无人驾驶领域进行探索和研究,目前已率先在钢铁冶金行业实现了工业化运行,与无人仓库、智能化码头实现全物流链的无人化应用贯通。无人框架车采用磁钉定位、全球导航卫星系统定位及惯性导航等多传感器融合技术,“能够识别周围环境,避让障碍物,结合需求随时做出动作决策,完成自由行驶、跟车、变道、停车、穿框架、停车入位等操作策略,实现高精度、高智能的自主导航与无人驾驶。”

  宝钢股份无人重载框架车

  如今,在宝钢股份钢制品自动化码头,配置了2台少人化行车、3台少人化港机、6台无人框架车,实现仓库至码头无人化运输和少人化装船,年作业量在450万吨以上。

  蒋伟介绍,自动化码头管控系统是一种基于边缘计算的运输流量控制系统,实时跟踪区域范围的行车、港机和框架车设备作业信息,动态平衡全港区车辆、道路、仓库和码头资源,实现上下游联动。少人化港机是目前国内唯一商业化应用于件杂货码头的先进装备,实现了定点装船无人化,“一个人就能控制两台以上港机,减少了50%以上的人员配置,也减轻了员工的劳动强度,大家都说‘让世代弯腰操作的港机司机直起了腰’。”

  据悉,未来宝钢股份将持续在出厂物流AI管控、工艺铁路机车无人化、港机少人化无人化、厂内钢制品无人运输等领域拓展,智“绘”未来。

  智慧制造赋能业务,做全球钢铁行业引领者

  宝钢股份运营改善部高级经理沈立明告诉记者,早在2014年,宝钢股份就开始了对智慧制造的探索,并组建虚拟团队对钢铁制造的核心环节――热轧开启了试点。2015年,宝钢股份组织开展智慧制造的系统筹划和战略布局,进一步推进智慧制造。

  在沈立明看来,智慧制造会颠覆人们对传统钢铁企业的认识,是钢铁企业转型升级的一条主干道。“如果不抓住这个机会,就必然被淘汰。正是出于这种对智慧制造重大意义的深刻认识,宝钢股份全力以赴进行探索和尝试,成为国内钢企中的第一个‘吃螃蟹者’。”

  沈立明还提到,在智能制造成为宝钢股份重点战略之一的大背景下,宝钢股份中央研究院于2017年成立了智能制造研究所,研发队伍中95%以上为硕士和博士,致力于研发面向钢铁领域极致产品质量和极致生产效率的关键瓶颈技术,Bao Vision-WSIS技术就是其中之一,即宝钢热态高速线材表面检测技术,目的是实现钢铁制造全流程产品表面质量的智能化管控,通过软件定义和机器决策的方式来保证产品表面质量。目前,该技术在行业内获得了较为广泛的应用和推广。

  记者了解到,宝钢股份通过5G应用等技术手段,主要针对工作环境较差、安全风险较大、劳动效率提升潜力较大等现场作业区域,推进智慧制造,取得阶段性进展。目前上海宝山基地、湛江东山基地开通5G网络基站,各生产基地的部分区域也已实现智能机器人的集中替代,初步实现无人化、集控化和一键化,有效提升了公司的智能化水平。

  毋庸讳言,智慧制造的目的是提质增效,通过智能化手段赋能业务,提升了各项业务运行效率,同时让员工从现场解放出来,进一步改善了劳动环境和工作条件,切实保障了员工职业健康。如宝钢股份建设厚板连铸智能产线,机组产能提升10%,劳动生产率提升30%,吨钢能耗下降12%,质量提升超过30%,加工成本降低25%。而宝钢股份热轧1580智能产线,智慧化改造之后,也实现了工序能耗下降7.6%,废次降下降15%,劳动效率提升11%。

  站在新的历史方位上,宝钢股份将继续大力推进改革创新和绿色智慧制造,积极融入全球价值链、产业链、供应链,加快培育领跑全球钢铁行业数字化转型的“中国品牌”和“金字招牌”,为中国宝武打造成为全球钢铁业引领者作出更大的贡献。

  (责编:唐小丽、韩庆)

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