首自信工业互联网平台赋能 助力首钢冷轧薄板有限公司成功加入“全球灯塔网络”
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【产业聚焦】 首自信公司助力首钢冷轧薄板有限公司成功加入“全球灯塔网络”
首钢再获世界级荣誉!1月14日,世界经济论坛(WEF)公布第13批全球“灯塔工厂”名单,北京首钢冷轧薄板有限公司凭借云边端协同技术架构的首钢工业互联网平台,基于数据要素,依托多种人工智能技术融合,实现数据+AI的方式赋能企业整体运营的目标,成为全国钢铁行业第3家、全球钢铁行业第7家“灯塔工厂”。北京首钢自动化信息技术有限公司为首钢冷轧打造世界级灯塔工厂提供强有力的技术支撑,助力首钢冷轧打造世界一流汽车板制造商和服务商。
通过首钢工业互联网平台的赋能,首钢冷轧灯塔工厂实现了数据全生命周期管理,并引入了包括多算法融合的智能排程、知识图谱构建、数字孪生建模、UWB精准定位、人工智能镀锌操控等10余项先进技术,涵盖了90多种机器学习算法和20多种深度学习算法。聚焦于质量管理智慧化、生产计划智能化、过程控制模型化、设备维护数字化、仓储物流智能化、能源环保精细化和危险岗位少人化无人化七大领域,部署了67个数字化应用场景。不仅提升了高端产品销量36%,减少了客户投诉55%和产品缺陷35%,还使生产线效率提升了21.2%,营收增加了17%,单位产品碳排放降低了5%,成为信息化、数据化、智能化标杆项目。其中十个重点核心用例的实施效果如下:
01数字化业绩管理平台
基于大数据平台整合生产、质量、设备、能源、财务、成本、安全、环保等业务数据,构建应用主题。通过指标体系化管理,分析可视化分层级分维度,形成多维多级指标管理模式。借助系统化功能,会议从流程到内容的管理,事项实现全生命周期的管控,最终实现业绩对话+闭环跟踪。会议准备时间减少75%,原问题处置时长降低61.5%,问题闭环完成率提高88.5%。
02 知识图谱赋能AI专家系统
利用知识图谱,应用BP神经网络算法、精密中心度算法、PageRank算法、Louvain算法等先进技术,解决汽车板产品管控数据分散、难以整合及高效利用的问题,开发行业内首套汽车板材冲压知识图谱及AI专家系统,在客户冲压零部件数量增加248%的情况下,排查冲压问题时间缩短83.3%,冲压质量相关投诉减少63.3%。
03性能与工艺相关性分析
基于首钢工业互联网数据中台,使用毫秒级数据采集多条主线数千个点位,经过时空转换后建立高精度的数字钢卷, 支撑meter-to-meter的精准控制与分析。应用随机森林、深度神经网络、多元回归算法、lasso算法、遗传算法等从多种工艺路线、多个产品性能指标、多类表面缺陷、众多过程工艺点中建立多个相关性分析模型,分析工艺参数对质量问题的影响规律,利用自学习回归分析模型寻找最优的控制范围,优化新的工艺设计标准;生产过程中实时预测产品指标,分析影响因素,动态调整多个关键工艺参数,纠正原料遗传影响,提升产品质量稳定性。工艺参数推荐成功率94.37%,高端产品降级率降低了37.6%,(内部)质量损失降低了19.3%。
04 POC管控与智能推荐
通过大数据支撑,分析系统对业务系统的决策能力得到加强,有效整合了多个基地、销售、制造、质检等数据,并进行逻辑处理。构建了涵盖成分、性能、工艺、公差等多数据主题的分析体系。精简三码体系后,跃度提升了30%,上单准确率提高,客户需求精准识别得以实现,三码合同精准率提高了10%。同时,系统能识别三码风险与活跃度,实现用户及零部件级别的历史订单质量分析,为重点用户质量问题分析及新车型、新零件技术要求提供了坚实的数据支撑,分析时间从以往的24小时缩短至10分钟。
05智能算法优化生产计划
部署了包含41个多工序模型和24种先进算法的智能排程平台,系统支持多种生产场景调整和300余条配置规则切换,可根据业务优先级进行智能决策。针对月度计划的“排程-要料-跟踪-反馈”和针对作业计划的“决策-排产-评价-优化”的双闭环管理流程,重点落实月度计划排程、作业计划排产,实现产品过渡损失降低32.5%,机组产能利用率提高24.4%,交货期缩短18%。
06轧机电耗分析
应用工业互联网、大数据技术,实现钢卷的电量采集,通过能源平台和生产平台的互联互通,实现钢卷规格、钢种与电耗匹配,依托大数据分析将钢卷耗电情况分类,输出到生产计划模块,指导生产,降低轧制用电费用。酸轧线下线钢卷电量计量精度有原先的600度提高到3度,季度电费成本降低约20万元。
07环保管控
建立了完善的环保管理系统,实现污染物等数据实时监测、预警和移动端的消息自动推送;实时采集环保设备状况,对环保设备状况进行监控和预警。环保数据实现实时、分钟、小时实时采集,确保与市局环保平台数据频率、计算公式、统计方式、报警规则一致,效率提升显著,污染物100%达标排放。
08安全管理智能化
建立3D模型,构建人员定位系统,系统具备人员实时定位、轨迹回放、电子围栏、报警管理、视频联动功能,实现镀锌线退火炉、锌锅地下室和镀锌线电缆隧道人员精准定位,让安全管理信息化,智能化。有效降低人员违章的次数,提高巡检准时性,发生险情时的营救时间缩短了60%。
09 AI神经网络精准控制镀锌工艺
通过神经网络深度学习、优秀样本挖掘、算法自适应和自学习、曲线数字化描述和特征提取等算法技术,开发部署了锌层厚度AI控制模型,能够根据订单需求、原料特性和产线实时工艺条件进行智能控制,当产线速度发生变化或者产品规格切换时,AI可在10毫秒内完成目标锌层厚度预测并动态调整最优参数,实现锌层厚度在带钢表面各方向上的高精度控制。最终产品锌层厚度偏差降低51.6%,缺陷减少46.4%,吨钢锌耗损失降低52.1%。
10高级分析提升生产线效率
结合流体动力学和热力学特征建模,融合数字孪生和高级分析技术,解析锌渣成因与带钢速度、锌锅流场和温度场等要素间关联条件;通过实时监测带钢速度、锌液温度等49组关键工艺和设备参数,开发出锌锅和炉鼻子智能控制模型。模型通过机器视觉检测带钢表面渣点数量和分布规律,实现与锌锅区域关键设备的闭环控制,抑制缺陷发生。产线OEE提高18.7%,汽车外板速度提升24.5%,缺陷识别时间缩短91.3%。
灯塔工厂项目的工程建设,彰显首自信公司具备了咨询能力、技术能力、实施能力以及全业务场景数字化建设能力,具备了赋能钢铁行业数字化转型的卓越能力,是国内一流的数智化转型服务商。未来,首自信将持续引领更多企业迈向数字化转型的快车道,共同探索新路径,共创发展新篇章。
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