首頁 > 正文
瞭望丨中冶賽迪數實融合賦能鋼鐵“智”造
2023年10月09日 11:10 來源: 《瞭望》

  ◇中冶賽迪以“工業互聯網平臺+智能管控一體化、鐵區一體化、鋼軋一體化”構建智慧工廠體係架構,開發了煉鐵、軋鋼、物流等12大類、超2000個智能應用APP,突破傳統鋼廠不同工序和部門邊界,打通了從原料進廠到冶煉、軋制、産品出廠全流程的數據鏈條

  ◇近5年冶金行業的智能制造實踐中,從工序到全廠,從頭部國企到大型民企,行業首創幾乎均為中冶賽迪打造

  ◇數值倣真技術替代制造業中試、小試,預測和模擬工業生産過程,可以有效降低生産成本、優化産品設計

  文 |《瞭望》新聞周刊記者 李勇 周凱

中冶賽迪設計建設的永鋒臨港有限公司智慧工廠智慧控制大廳 中冶賽迪供圖

  全員每人平均鋼材産量超過2000噸/年,為行業先進水準;噸鋼成本較國內先進水準低160元……作為鋼鐵行業首個全流程數字化鋼廠,山東鋼鐵集團永鋒臨港有限公司智慧工廠交出了一份亮眼業績單。成績的背後得益于中冶賽迪的數字技術賦能。

  中國五礦中冶集團下屬的中冶賽迪集團有限公司(簡稱中冶賽迪)成立于1958年,是我國的老牌鋼鐵設計院。近些年,中冶賽迪依托60余年鋼鐵工業積淀,前瞻性布局數字經濟,逐步破解傳統鋼鐵行業數字化升級難點,不斷拓展數字技術應用場景,賦能企業客戶超1萬家,其中頭部企業超百家。

  一家老國企如何能在數字技術促進制造業轉型上展現新活力?

  數據原料周轉周期縮短近九成

  400多塊各類電子屏上實時顯示著大量生産數據,37個操作島向2公里外的生産基地傳達指令,生産基地內各類自動化設備有序運作、一線員工大幅減少……黃海之濱的山東鋼鐵集團永鋒臨港有限公司智慧工廠,一改傳統鋼鐵廠“灰頭土臉”的形象。

  原料周轉周期是衡量一個鋼廠生産效率的重要指標。過去,鋼鐵制造流程復雜,包含原料運輸、焦化、冶煉、軋鋼等多達數十道工序。此外一個鋼鐵廠還有能源動力、環保處理、檢驗計量等設施設備,精細化管理難度大,帶來大宗原料積壓,既有環境風險,又有成本負擔。

  “智慧工廠及時準確的數據,讓我們做到了‘低庫存、快周轉’。現在我們鐵礦石、焦炭、煤粉、廢鋼等原料進廠到産品出廠,從過去的5天縮短到最快14小時,資金成本和經營風險大大降低。”永鋒臨港公司生産技術部負責人説。

  永鋒臨港公司生産效率大幅提升的背後是中冶賽迪研發建設的工業互聯網平臺和全新智能制造架構。

  走進永鋒臨港公司智慧工廠總調度室,電腦螢幕上不斷變動的各種數據讓人眼花繚亂。為實現整個鋼廠生産運營數字化,中冶賽迪攜手永鋒臨港公司投用感測器等設備3萬多臺套、虛擬機伺服器超過230臺,採集核心點位數據28萬余項,每天産生數據約15億條。

  海量數據如何處理?中冶賽迪重慶信息技術有限公司(簡稱中冶賽迪資訊)副總裁兼CTO李強介紹,中冶賽迪以“工業互聯網平臺+智能管控一體化、鐵區一體化、鋼軋一體化”構建智慧工廠體係架構,開發了煉鐵、軋鋼、物流等12大類、超2000個智能應用APP,突破傳統鋼廠不同工序和部門邊界,打通了從原料進廠到冶煉、軋制、産品出廠全流程的數據鏈條。

  數據要素的充分運用為生産創造了重要價值。以煉鋼轉爐作業為例,中冶賽迪根據生産場景需求開發了造渣模型、火焰識別等應用係統,為轉爐操作工提供加料、操槍等作業指導,並通過生産節奏模型實時跟蹤、預測各工序生産節奏,及時發現問題,給出調度指導建議。這一數字係統投用後,每一爐轉爐作業時間從31分52秒縮短至28分36秒,經濟和節能效益顯著。

  通過對全流程數據的精準分析和應用,永鋒臨港公司鐵路車輛平均作業用時節約30%以上、供銷汽運車輛廠內用時2小時排空率100%……入選工信部、國家發展改革委等國家部委公告的2022年度智能制造示范工廠。

  打造多個行業首創

  鋼鐵是“工業糧食”。中冶賽迪曾主持設計了我國首座自主建設的大型鋼鐵基地攀鋼和首座大型現代化鋼鐵基地寶鋼,十余年來瞄準鋼鐵行業堵點、痛點,相繼攻克鋼鐵全流程一大批關鍵技術,並形成了綠色電爐、特厚板連鑄、萬能軋機等自主研發的核心産品。

  中冶賽迪黨委書記、董事長肖學文認為,國內鋼鐵工業歷經數十年的快速發展,繼續推動管理變革、裝備升級、工藝流程優化等已進入瓶頸期,迫切需要用全新的技術和理念推動行業進步。以物聯網、大數據、人工智慧等為核心的新一代數字技術為此提供了有力支撐。

  2010年,中冶賽迪專門成立賽迪資訊,主攻大數據、智能化技術在制造業的應用,為傳統鋼鐵制造賦能。然而幾年下來,中冶賽迪探索發現,數字經濟與實體經濟融合並非易事。一是鋼鐵制造環節眾多,對諸多流程的海量數據進行收集、打通、分析困難重重;二是資訊軟件與工業制造跨專業協同難,欠缺既懂軟件又懂工業的復合型人才。此前數字經濟多由互聯網企業主導,主要應用在娛樂業、商貿業,制造業應用難度大、范例少。

  “數字經濟與實體經濟怎麼融合,一開始大家並不知道。各部門不同專業的員工在我辦公室吵了近半年時間。”肖學文説。

  中冶賽迪領導班子經前瞻性研判,堅定走數字化推動行業轉型之路,將大數據、智能化作為企業的戰略性業務,大力引進物聯網、人工智慧等專業人才,促進跨學科、跨專業融合。

  通過整合內部資源,賽迪資訊員工規模從300人逐步發展到超過1500人,營業收入從最初的1億元增長到現在的14億元,成長為重慶市龍頭軟件企業,入選國家企業技術中心和2022年國家鼓勵的重點軟件企業名單。

  技術創新是發展數字經濟的關鍵。中冶賽迪科技管理部部長鐘星立介紹,中冶賽迪成立研究院,下設數字技術與智能應用、工業互聯網平臺及産品研究等12個研究分院、560多名專職研發人員,近5年年均科研投入5.1億元、年均增長率15%以上。

  經過多年潛心研發,中冶賽迪自主創新開發的CISDigital®工業互聯網平臺,顛覆了由美國在1995年提出並為行業廣泛應用的ISA95工業信息化多層架構,首創扁平化“平臺+應用”智能工廠新架構,解決了傳統信息化架構下數據孤島嚴重、數據層層衰減等諸多問題。

  2020年該平臺獲第二屆中國工業互聯網大賽總決賽冠軍,2023年被認定為國家級跨行業跨領域工業互聯網平臺,中冶賽迪也成為我國工業互聯網標識解析二級節點(冶金行業)建設牽頭單位。

  隨著人才和技術積累,2016年中冶賽迪日益成熟的大數據、智能化技術在中國寶武鋼鐵集團湛江鋼鐵基地一期項目首次應用。

  這個由中冶賽迪總體設計的現代化鋼鐵基地,建成了全球鋼鐵行業首個智能環保無人原料場、無人碼頭係統、智慧鐵水運輸係統等。以該基地無人化鐵水機車為例,中冶賽迪通過應用數字孿生、環境感知、智能調度等技術,實現了鐵水機車無人駕駛,讓機車利用率提升12.5個百分點、運輸效率提高10個百分點、油耗降低5%。

  寶武韶鋼智慧中心、南京鋼鐵集團鐵區智慧中心、鑌鑫鋼鐵智能制造項目……近5年冶金行業的智能制造實踐中,從工序到全廠,從頭部國企到大型民企,行業首創幾乎均為中冶賽迪打造。目前,中冶賽迪的大數據、智能化技術已賦能國內外眾多鋼鐵企業,包括中國寶武鋼鐵集團、安賽樂米塔爾等全球鋼鐵頭部企業。

  服務10000家以上企業

  制造業是實體經濟的主體。實體經濟高品質發展,重點在制造業,難點也在制造業。肖學文認為,促進數字經濟與實體經濟深度融合,為傳統制造業在新發展階段的轉型升級指明瞭方向,也為數字經濟發展指明瞭方向。

  在與鋼鐵工業深入融合取得積極進展後,中冶賽迪近年來加快向冶金、能源、建築、裝備制造等更多行業延伸應用數字技術。

  如中冶賽迪承建的湖北中色大冶弘盛銅業智能工廠,通過集中操控、陽極銅清潔生産跟蹤等數字化舉措,在業內首次實現了對銅冶煉生産全流程的智慧企業、智慧管控和智能決策。

  “中冶賽迪數字技術已賦能18個行業的企業超1萬家,其中頭部企業超百家。”李強説。

  唯有持續創新才能勇立潮頭。中冶賽迪堅定科技自立自強不動搖,在數學模型、大數據分析、平臺演算法等數字技術領域力爭取得新突破。

  通過數值倣真技術替代制造業中試、小試,預測和模擬工業生産過程,可以有效降低生産成本、優化産品設計。鐘星立介紹,近年來中冶賽迪著力攻關這一數字技術前沿領域,已實現了冶金全流程的倣真模擬,在國內外近30個大型鋼鐵高爐項目中應用,同時研發出國內首套具有國際領先水準的空間結構智慧設計軟件平臺,在多個大型鋼廠中應用,減少上億元的工程造價。

  “過去,企業要想實現精益管理,往往會大幅增加成本,而數字技術、數字經濟為精益管理低成本落地提供了可能。”肖學文告訴記者,中冶賽迪將以“數據是要素、平臺是舞臺、演算法是生産力、架構是解決方案、産品是應用、商業模式是效率”的數字經濟理念,堅持“領域知識+數字技術”持續推動數字經濟與實體經濟深度融合。

  (《瞭望》2023年第40-41期 )

編輯: 陶玉蓮
版權所有 新華網重慶頻道