钢铁行业在“智能生产”方面处于领先地位,并抓住了第四次工业革命带来的机遇。
从钢铁行业的角度来看,工业 4.0 意味着几乎自动化的炼钢厂。人员、产品和生产设施通过物联网 (IoT) 完全连接。传感器收集大量数据,然后由人工智能 (AI) 解释这些信息。这优化了生产线并在整个工厂中创造了协同效应。
安全、效率和生产力
奥地利钢铁制造商 voestalpine 的研发和创新主管 Franz Androsch 博士强调,这种对所有生产步骤进行完整记录的潜力正是工业 4.0 概念的定义。
“各种电子测量和监控系统自动记录、联网和使用大量机器和产品参数来控制机器并确保质量。这使得计划停机时间、提高生产力和确保最高质量变得更加容易。”
任何智能炼钢厂的核心都是来自车间的专业知识,而高炉是任何炼钢厂的核心。
奥钢联在林茨的综合工厂已经取得了令人瞩目的成果。高炉需要不断交替装入焦炭和烧结矿层;这些层确保气体流动均匀高效。直到最近,地形和温度不规则性才难以识别。现在,利用 3D 雷达技术,奥钢联已经能够开发出一个全面的装料过程模型,其中包括实时测量高炉状况,从而提高了产量并减少了排放。
工厂车间经验与新技术的融合也使工作场所更加安全。新日铁住友金属公司 (NSSMC) 正试图在危险情况发生之前进行预测,以成为零事故工作场所。
工程师戴着配备摄像头、危险气体传感器和加速度计的智能安全帽。地理围栏技术为工厂提供了室内定位系统。如果工人到达已知危险的区域,安全帽会向他们发出警报。同样,如果他们跌倒或处于异常位置,系统也会发出警报。
钢铁行业数据革命
以前就有炼钢过程的数据集,但工业4.0的技术正在开启新的可能性,使钢铁生产商能够通过大量智能传感器和通过本地网络通信的智能系统以不同的方式收集更多数据。
例如,当板坯进入加热炉时,激光传感器会检查进气口。结果会反馈给人工智能,以获得钢板上的正确温度。然后测量板坯顶部和底部的热量,以判断是否存在差异。
“控制这种差异非常重要。否则,板坯将不得不再经历一次轧制过程,”POSCO 的 Park 说。
“数据使我们能够准确地追溯到产品缺陷发生的操作和位置。在哪个班次、哪一天、在什么条件下。”
JinSoo Park
“板坯也可能会在那里扭曲,这可能会对生产过程造成严重破坏并引发事故。”
POSCO 一直使用基于时间的维护来保持其设备处于良好的工作状态,而智能工厂为改善这一点提供了更大的可能性。
“我们正在尝试将某种智能注入我们的流程,以便我们可以进行更多预测性维护,”Park 说。“这意味着我们不仅降低了成本,而且还减少了计划外停机时间。”
钢铁厂必须全天候在线运营。就像你无法在飞机在空中时更换它的发动机一样,在工厂中一次更换一个单元也非常困难。
对于 Androsch 来说,“数字化还改变了我们与供应商和客户的互动方式,例如使用新的在线平台、应用程序和其他提供订单跟踪和其他服务的系统。” 因此,它为全新的商业模式开辟了可能性。
瑞典钢铁生产商 SSAB 的执行副总裁兼首席技术官 Martin Pei 博士预计将开发一个完整的数字“制造生态系统”,其中下游和上游行业积累的数据将通过整个价值链整合在一起。
“生态系统参与者可以提供新服务并进入新的业务领域,”他说。