钢铁流程工业智能制造的目标与实现

智能制造代表制造业未来发展趋势,是实施中国制造业强国的主攻方向,也是钢铁工业转型发展建设钢铁强国的必由之路。通过对工业智能制造原理、钢铁智慧工厂构成、钢铁流程大数据和钢铁生产价值链重塑四个方面对钢铁企业智能制造进行描述,提出了钢铁企业智能制造的主要目的是实现生产流程间系统价值链的塑造,实现价值最大化。     

冶金设计院如何助推钢铁企业实施智能制造

针对冶金设计院等为主的第三方实施机构如何助推钢铁企业实施智能制造转型问题,分析了中国钢铁智能制造发展现状、当前钢铁企业智能化需求特点、钢铁智能制造供应商竞争特点,从客户定位、产品体系、发展路径三个方面给予冶金设计院建议。提出冶金设计院应以试点示范、标准体系建设、系统解决方案供应商培育为抓手,以过程建模优化和数字化设计作为核心竞争点,根据增量和存量市场不同切入点,循序渐进构建数字化设计、智慧工厂和工业互联网三大板块。     

智慧制造应用场景与关键路径之实践

随着我国制造业高质量发展持续推进,智慧制造也为钢铁企业搭建了全新集成创新平台,要实现工厂无人化就需要将人的智慧与机电仪控液有机集成为统一的整体。钢铁联合企业智慧制造必须遵循设备基础设施高作业率、零故障原则,服务设备定修模型倒逼生产运行中痛点、难点、热点,将问题解决做为智慧制造应用场景首选;现有存量大数据应用及难点问题关键数据采集,是智慧制造关键路径突破口;结合智能控制攻关案例实践浅析钢铁企业智慧制造应用场景与关键路径,值得借鉴与推广。     

钢铁企业智慧物流的建设及其在唐钢的应用

随着现代信息技术的不断发展,借助智慧物流系统自主识别并处理各类内外部风险、保障钢铁生产的顺利进行,成为众多大型钢铁企业的物流管理方式。结合钢铁企业中客户、生产、交付以及政策环境等方面对物流服务的要求,分析智慧物流在钢铁企业满足客户需求、保障生产稳定运行、应对市场波动等情景下的作用。通过分析智慧物流发展的3个阶段——物流功能自动化、物流系统智能化和智慧物流系统自主化,提出钢铁企业智慧物流就是物流系统利用最新的信息技术和智能技术,自我感知、自主识别来自企业内外部的干扰因素,自主分析干扰因素对企业系统的影响,并根据企业的发展要求,自主决策并协调物流系统的运作,提高物流系统的韧性,确保物流系统的安全,保障企业正常运营。针对唐钢的特点,提出了适合唐钢公司智慧物流的建设框架,明确了智慧物流的发展目标,并重点介绍了其智能铁路运输信息化系统建设和物流智慧可视化系统建设。依托于智慧物流系统建设,唐钢实现了供应物流、生产物流、销售物流的集成管控和全流程优化,推动了物流质量变革、效率变革,加速向智能化方向转型。     

钢铁流程工业互联网体系框架的思考

信息技术的发展,信息化与工业化深度融合,必然推动钢铁流程工业逐步走向数字化、网络化和智能化,全流程价值创造将成为钢铁企业新型竞争力。针对钢铁流程工业互联网新兴产业能力不足问题进行研究,建立工业互联网体系框架,挖掘钢铁全流程价值创造能力,突破钢铁流程资源高效利用模式,加快建设创新型钢铁企业,提升国家流程工业的整体竞争力。     

关于美国钢铁企业自建钢材营销渠道的研究

文章对美国钢铁企业建立以直销为主的销售模式的背景及原理进行了探索。认为美国钢铁工业发展初期客户对象的单一发展、下游用钢行业客户对象的集中使钢铁企业有采取直销的动力与压力;美国钢铁企业对生产工厂(生产基地)的多区域、市场邻近型布局及公路运输业的发达为其开展直销活动提供了必要的物流保障;20世纪70年代短流程钢铁工厂的兴起、美国钢材经销商的强势成长进一步强化了美国钢铁企业的直销模式。并对美国钢铁公司、纽柯钢铁公司的钢材流通体系进行了分析。     

大型钢铁企业集团管控体系建设

鞍山钢铁集团公司（以下简称鞍钢）是新中国第一个恢复建设的大型钢铁联合企业和最早建成的钢铁生产基地,被誉为“中国钢铁工业的摇篮”和“共和国钢铁长子”。现具有年产钢2500万吨的生产能力。“十五”以来．面对世界钢铁企业产能过剩、市场竞争日益激烈以及国内大型钢铁企业加快国际化经营步伐的严峻挑战．鞍钢认真践行科学发展观．针对制约企业持续健康发展的管控体系,实施了更为有效的集团化改革。     

基于大数据的钢铁智能制造体系架构

钢铁智能制造贯穿基础自动化、过程控制、生产计划、管理与服务等诸多环节,具有信息深度感知、智慧优化决策和精准协调控制等特点.钢铁企业传统信息物理系统(cyber-physical systems,简称CPS)积累的海量数据的管理和利用以及新CPS的重构是钢铁企业智能制造的两个关键点.在调研国内文献和分析现存钢铁企业信息系...     

钢铁企业的生产物流管理模式研究

由于钢铁企业的生产是化学加工和物理加工相混合的长流程生产模式,其内部的生产物流管理具有很强的行业特点。从钢铁企业生产运行实际出发,具体分析了钢铁生产物流管理的要点,提出了钢铁企业生产物流管理的基本构成和需解决的关键问题,并进一步阐述了相应的管理策略和解决方案。     

钢铁企业能源中心的现状与发展趋势

钢铁企业能源中心在概念上包含管理思想、信息系统、管理系统三个层次,现已进入到全面建设阶段,并形成了新厂能源中心、老厂能源中心、生产与能源综合管控三种模式。当前能源中心建设的关键技术是安全保障、无人值守、能量流网络、数据融合、预测调度等技术,而未来能源中心建设应重点研究基于工作流驱动的标准化管理,物质流、能量流、排放流信息的融合,多介质协调调度模型,以及基于地理信息系统（GIS）的信息综合集成技术,充分挖掘能源中心的系统节能潜力。     

基于LCA钢铁工业环境保护标准体系研究与应用

通过分析中国钢铁行业标准化环境管理现状,采用生命周期方法(LCA)、模块化和系统化等理论方法,研究构建中国钢铁工业环境保护标准体系,形成了“5×15”模块化的标准体系结构图。钢铁企业应用标准体系,有利于产业转型升级和高质量发展,减少污染物排放,提高厂区环境保护水平。该研究对于中国钢铁工业实现绿色低碳可持续发展具有指导意义。     

长流程钢铁企业检化验设施的现代化设计

检化验系统对钢铁企业的进厂原料检验、中间产品检测、出厂产品质量判定等有着重要意义。对钢铁企业检化验系统的设置原则、组成和发展趋势进行了介绍,集中化、智能化和信息化是现代化钢铁企业检化验系统的特点。重点论述了原料取制样系统、原料分析中心、冶炼分析中心和轧钢检测中心的建设设计理念。随着中国智能制造发展,全自动智能检测系统、信息流过程自动化及实验室管理自动化已成为当今钢铁企业检化验系统设计不可避免的趋势。     

钢铁企业检化验系统的建设与管理

钢铁企业检化验系统是对进厂原材物料及生产过程、工序间、出厂产品的检验,其分析检测方法包括化学检测和物理检测,分析实验室分集中式和分散式两种管理模式和布局,系统配备包括设备配备和检测人员的配置。制定监督机制和加强设备仪器管理,是保证检化验工作顺利进行的重要条件。     

中国钢铁工业互联网发展现状及思考

近年来钢铁行业工业互联网建设取得显著成绩。从自主研发工业互联网平台,关键技术研究和路径探索,加快打造工业互联网、赋能钢铁行业数字化转型方面对中国钢铁工业互联网的发展现状进行总结。工业互联网在钢铁行业的主要应用模式有智能化生产、数字化管理、网络化协同、规模化定制,中国钢铁工业互联网的建设与应用仍然处于初级阶段,在平台方面,面临着关键技术存在短板、通用化解决方案不能完全满足用户定制化场景需求等问题;在应用方面,还需要持续拓宽工业互联网应用场景。继续攻坚关键技术、提高工业软件开发能力、提升工业APP开发应用能力、降低对国外工业软件的依赖程度,应成为钢铁工业互联网研发的持久性工作。需要开拓更广阔的应用空间,使工业互联网创造更大的价值。     

炼钢厂多尺度建模与协同制造

在阐述炼钢厂多尺度建模与协同制造技术架构的基础上,分别从单体工序尺度、车间区段尺度与炼钢厂运行尺度开展了炼钢厂协同制造的研究。从工序/装置过程控制系统（PCS）到炼钢厂制造执行系统（MES）进行了较为系统的建模研发,构建了包括转炉工序、精炼工序与连铸工序在内的工序工艺控制模型以及以生产计划与调度模型为核心的物质流运行优化模型,并通过工序工艺控制和生产计划与调度的动态协同,实现了炼钢厂多工序/装置的高效运行。研发了炼钢?连铸过程工序工艺控制模型、生产计划与调度模型同MES之间的数据接口,实现了MES与生产工艺控制、流程运行控制、生产计划与调度系统的有机融合,形成了以机理模型与数据模型协同驱动的工艺精准控制、多工序协同运行、基于“规则+算法”的生产计划与调度为支撑的炼钢?连铸过程集成制造技术,通过多层级的纵向协同与多工序的横向协同,实现了炼钢厂的协同运行与控制。研究成果是炼钢?连铸过程智能制造的有益探索与实践,对流程工业智能制造企业具有很强的参考价值,对冶金工业绿色化、智能化发展具有示范与借鉴作用。应用后,明显提升了炼钢厂的协同制造水平,取得了显著的经济与社会效益。      

“融合协同”的绿色工程管理方法及应用

 绿色化、智能化已成为钢铁行业未来发展的共识,是中国钢铁行业引领世界钢铁行业的重要方向。针对“绿色化、智能化、品牌化”的新一代流程钢厂建设面临的全流程数字孪生、绿色技术集成、工程管理创新等诸多问题,河钢集团积极探索钢铁工程的绿色化、数字化转型路径,在工程实践中建立了全流程多要素“融合协同”的绿色工程管理方法。形成了钢铁工程数字虚拟工厂与现实工厂的协同、绿色技术与工程设计的协同、过程管控与全要素资源动态的协同、工程数字与模块建造的协同等“四个协同”的具体方法支撑。据此方法建成的唐钢新区,从设计、建设到交付的全过程遵循冶金流程工程学理论,按照“绿色化、智能化、品牌化”的建设目标,以物质流、能量流、信息流的最优网络结构为方向,运用最新的钢厂动态精准设计、集成理论和流程界面技术,通过工序功能集解析优化、工序间关系集协调优化和流程工序集重构优化,构建信息物理融合系统,实现了唐钢新区产线连续紧凑、动态有序和产品质量窄窗口稳定运行。唐钢新区是在同时期、同类型钢铁工程中吨钢投资最低、建设工期最短、环保水平最高的新一代流程钢厂。全流程多要素“融合协同”的绿色工程管理方法的建立为钢铁工程的绿色化、智能化转型提供了借鉴。     

冶金企业通用型联轴节的改进及应用

在冶金企业某些特定的条件下,通用型联轴器故障率高、点检润滑不便,无法满足生产要求,邯钢型棒材厂通过技术改进,减少了事故和维护量,延长了寿命,经济效益明显。     

钢铁企业轧制计划与能源调度协同优化

钢铁企业物质流网络与能量流网络的协同优化是实现钢铁行业高层次系统节能的关键。钢铁企业在不同工况下煤气的富余量以及蒸汽和电力需求量不同,轧制工序(含加热炉)作为电力和煤气消耗大户,轧制计划的改变会影响能量流网络中能源介质的分配和调度。提出了钢铁流程物质流与能量流协同优化方法,在分时电价的条件下,利用启发式规则调度方法对一天内的轧制单元进行合理的排程,然后用线性规划方法以系统运行能源成本最小为目标函数,建立钢铁企业煤气 蒸汽 电力系统不同工况下的耦合优化调度模型。通过LINGO求解出模型的最优解,得到了轧制单元的最优排程以及不同工况下煤气、蒸汽、电力的最优实时生产调度方案,用于指导实际生产。利用S钢厂实际数据进行实例分析,得出的调度方案可实现煤气 蒸汽 电力系统的最优化分配,系统运行的能源成本降低8.54%,验证了模型的有效性。     

Energy Consumption and Its Influencing Factors of Iron and Steel Enterprise

Based on the theory of system energy-saving, a multilevel input-output computational model of the iron and steel enterprise was established. And one example was calculated using this model to analyze the product energy value, the process of energy consumption and energy consumption per ton of steel of an iron and steel enterprise. The influences of factory layout, steel ratio and production structure arc calculated and analyzed. The calculation example indicates that reasonable factory layout is helpful to reduce its transportation energy consumption, decrease loss of heat, improve product rate and reduce environmental contamination; ore to steel ratio and iron to steel ratio decrease at the same degree; the influence of ore to steel ratio on energy intensity per ton is less than that of iron to steel ratio. The lord process product structure has a certain effect on comprehensive energy consumption per ton of steel.     

钢铁企业中数字无线对讲系统设计与应用

由于无线对讲系统在钢铁企业中的应用非常广泛,而企业前期使用的均为模拟对讲机,在通话质量、传输距离、频率繁忙程度等方面已无法满足需求。因此以数字无线系统在钢铁企业中的应用测试为例,对该系统在生产过程中的应用进行了论述。该系统不但能解决模拟对讲机存在的问题,同时可在不更换设备的前提下满足企业将来扩容的需求。