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              解決方案

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              以創(chuàng)新技術淬煉數(shù)字化鋼筋鐵骨

              發(fā)布時間:2021-02-05 瀏覽:4388次 
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              鋼鐵產業(yè)是中國現(xiàn)代工業(yè)的脊梁。在飛濺的鋼花和奔流的鐵水中,高樓大廈拔地而起,飛機城軌上天入地,衛(wèi)星飛船遨游天際。

              近年來,世界鋼鐵行業(yè)面臨著產能過剩和供需失衡等挑戰(zhàn)。對此,以河鋼集團有限公司(河鋼)為代表的中國鋼鐵企業(yè)正借助數(shù)字化之力,重新淬煉一副“鋼筋鐵骨”。

              在河鋼數(shù)字化轉型的過程中,少不了合作伙伴的鼎力支持。2016年10月,河鋼與西門子建立全面戰(zhàn)略合作伙伴關系。此后,雙方在數(shù)字化領域進行了廣泛而深入的實踐和創(chuàng)新。

              “西門子致力于創(chuàng)造下一代技術,賦能客戶推進經濟支柱產業(yè)的變革?!蔽鏖T子大中華區(qū)總裁兼執(zhí)行官赫爾曼(Lothar Herrmann)表示,“我們很高興與河鋼結伴前行,支持其以智能制造推進企業(yè)可持續(xù)、高質量發(fā)展 ,以創(chuàng)新技術引領中國鋼鐵行業(yè)‘數(shù)字蝶變’。西門子攜手中國的客戶和合作伙伴,增強產業(yè)韌性,打造讓所有人受益的數(shù)字化未來。”

              繪制數(shù)字化的“航海圖”

              “數(shù)字蝶變”正在再造產業(yè)未來。河鋼集團石鋼公司(河鋼石鋼)是河鋼旗下重要的特種鋼材生產基地。2019年,恰逢工廠搬遷,河鋼石鋼希望借新區(qū)建設的契機,著力打造對標國際化的數(shù)字化工廠。

              在數(shù)字化的航程中,西門子的數(shù)字化咨詢服務為河鋼石鋼量身繪制了一張“航海圖”,助力其更科學、更合理地駛向彼岸。

              傳統(tǒng)鋼鐵工廠往往會部署不同的自動化和信息化系統(tǒng),造成的結果是“各自為政”,相互之間無法進行信息共享與業(yè)務集成,從而形成一個個“信息孤島”。為了避免這類問題,西門子結合河鋼石鋼的現(xiàn)場痛點,為其提供了數(shù)字化工廠的頂層設計咨詢,核心是要把數(shù)字化理念融入工廠從設計階段到建設階段再到運維階段的全流程,從而幫助河鋼石鋼做到生產透明、降本增效、優(yōu)化運維以及節(jié)能降耗。建設過程中,西門子還利用虛擬仿真技術搭建了河鋼石鋼新區(qū)的數(shù)字化雙胞胎,提前完成了工藝流程驗證及工廠布局優(yōu)化。

              數(shù)字化工廠的建設是一項全局工程,涉及理念、技術、架構以及人才等方方面面。西門子為河鋼石鋼提供的咨詢服務能夠幫助其優(yōu)化基地的資源配置,即通過抽絲剝繭的梳理,從源頭上消除冗余和浪費,真正實現(xiàn)降本增效。比如,多個部門能否通過流程的優(yōu)化整合為一個部門?產品檢驗、鐵水撈渣、行車操作等環(huán)節(jié)能否通過自動化或遠程的方式實現(xiàn)?在優(yōu)化方案實施后,這些問題都迎刃而解。今年10月底,河鋼石鋼新區(qū)正式投產,開啟了嶄新的數(shù)字化航程。

              打造數(shù)字化“無人”料場

              如果說數(shù)字化咨詢是幫助企業(yè)找到痛點的“醫(yī)”,那么完整的數(shù)字化方案就是幫助企業(yè)解決問題的“藥”。在河鋼唐鋼新區(qū)的“無人”料場,西門子的數(shù)字化“良藥”正在為傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)注入新動力。

              過去的開放式料場普遍存在著粉塵問題。在漫天的粉塵之中,工人需要全天候輪班進行堆料、取料等操作,不敢有一絲懈怠。這種模式不僅會對操作工人的健康造成不利影響,而且可能導致供料產品質量的不穩(wěn)定。當前,料場的封閉式管理已經被納入國家環(huán)保政策要求,無人化成為大勢所趨。

              2018年,西門子與河鋼就河鋼唐鋼新區(qū)先進料場數(shù)字化無人控制系統(tǒng)項目簽署協(xié)議,為其提供自動化設備和包括計劃排程系統(tǒng)(APS)、大機無人化系統(tǒng)(MOM)在內的軟件工具,以軟硬件一體的數(shù)字化料場管理解決方案支持河鋼打造中國鋼鐵行業(yè)規(guī)模大、系統(tǒng)復雜的料場之一,樹立行業(yè)典范。

              如今,在面積大約1平方公里的偌大料場中,幾乎看不到人員蹤跡。來自礦山或港口的原料被接卸下來后,直接通過長達270公里的皮帶傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)歸庫,近20臺大型堆取料機不知疲倦地自動進行著堆料、取料任務。整個過程做到了外部信息的自動感知、數(shù)據的自動計算以及運營指令的自動發(fā)出。

              一般情況下,同等規(guī)模的料場需要近千名工人來運維,而河鋼唐鋼新區(qū)僅需數(shù)名員工即可維持料場的正常運轉,而且效率更高、環(huán)保更優(yōu)、控制更精、穩(wěn)定性更強,同時也有利于在后疫情時代降低人員交叉感染風險。

              探索數(shù)字化“深水區(qū)”

              河鋼在數(shù)字化領域的探索卓有成效,但這家鋼鐵行業(yè)的領軍企業(yè)并沒有止步于此,而是繼續(xù)向數(shù)字化“深水區(qū)”探索。2019年6月,河鋼成為中國較早接入西門子MindSphere工業(yè)物聯(lián)網即服務解決方案的鋼鐵企業(yè),基于MindSphere的智慧軋機解決方案正幫助河鋼集團衡板公司(河鋼衡板)優(yōu)化軋機運行。

              對河鋼衡板而言,其首要關心的莫過于軋機的穩(wěn)定運行,因為一旦軋機出問題,軋出來的鋼卷在某個位置出現(xiàn)殘缺或裂紋,就會影響產品的銷售價格,甚至損害市場對企業(yè)的信任。此外,河鋼衡板希望提升軋機日常運維的效率,減少設備的停機時間。last,在穩(wěn)定和高效的基礎上,企業(yè)還追求節(jié)能降耗,以降低生產成本,提升環(huán)境效益。

              借助西門子的解決方案,河鋼衡板為其軋機建立了虛擬世界里的數(shù)字化雙胞胎,可實時采集設備運行過程中的軸承、電機等設備的振動、溫度、張力、電耗等關鍵參數(shù),并將它們傳輸至MindSphere平臺進行分析。

              基于分析結果,河鋼衡板能夠以數(shù)據指導生產,制定更優(yōu)的維護計劃,甚至預測可能發(fā)生的潛在故障。在西門子大數(shù)據和云計算技術的賦能下,企業(yè)可以降低對工人經驗的依賴,實現(xiàn)軋機的科學維護,提高生產效率、產品質量以及成品率。在項目完成后,成品率可超過99%。

              “鋼鐵向材料”的轉型升級

              作為世界較大[ 2020年《財富》世界500強排行榜,財富中文網,2020年8月10日發(fā)布。]的鋼鐵材料制造和綜合服務商之一,河鋼未來既要繼續(xù)發(fā)力,將鋼鐵主業(yè)做精做強,也要瞄準鋼鐵向材料轉變的高端制造領域,以及與鋼鐵有關的新興產業(yè)。為此,河鋼發(fā)力增材制造和新材料領域,成立與增材制造相關的新業(yè)務板塊。

              2019年3月,西門子與河鋼簽署增材制造戰(zhàn)略合作協(xié)議,以及增材制造業(yè)務咨詢服務合同。雙方將在增材制造研發(fā)和產業(yè)化、人才培養(yǎng)等方向展開合作,共同建設河鋼增材制造實驗室,并將河鋼旗下的河鋼工業(yè)技術公司打造成為中國增材制造技術產業(yè)化的領軍企業(yè)。

              不遠的將來,也許汽車發(fā)動機這種復雜的部件不再需要由上千個零件組裝而成,河鋼可以直接通過增材制造技術將鋼鐵粉末一體成型,并且產品還具有更好的結構設計、更高的強度和更優(yōu)異的質量。而西門子提供的Teamcenter、NX、Simcenter等與虛擬仿真相關的軟件平臺,則可以幫助河鋼預先模擬增材制造過程和產品性能,減少試錯成本并提高研發(fā)效率。

              西門子在增材制造領域擁有國際化技術創(chuàng)新和產業(yè)化實力,是全球增材制造領域為數(shù)不多擁有全產業(yè)鏈覆蓋能力的工業(yè)企業(yè)?!昂愉搱猿峙c強者為伍,不僅著眼于現(xiàn)在,更著眼于未來。” 河鋼集團有限公司董事長于勇表示,“在智能制造、數(shù)字化工廠、供應鏈等領域,我們和西門子精誠協(xié)作,以前沿技術推動河鋼面向未來轉型升級,攜手打造中國鋼鐵行業(yè)智能制造新局面?!?/span>

              隨著雙方合作進一步深入,越來越多的鋼鐵企業(yè)開始逐步摒棄以量取勝的傳統(tǒng)觀念,轉而追求高質量發(fā)展,積極擁抱數(shù)字化轉型升級的大潮。乘著行業(yè)數(shù)字化轉型的新機遇,中國鋼鐵企業(yè)必將迎來新的高光時刻。