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钢铁乘风起:全国首个5G云上钢厂探路先行

来源:本站原创  作者:admin  更新时间:2022-05-08  浏览次数:

  走进广西柳州钢铁集团冷轧厂大门,映入眼帘的是高耸的钢铁机器,轰鸣声不断,热轧钢卷在生产线上经过开卷、焊接、拉矫、酸洗、轧制、剪切和卷取等工序,成为冷轧产品。

  屈指可数的工人们坐在干净整洁的集中操控室里,动动手指就能发送指令,远程遥控着整条冷轧线有序运作。随后,这些冷轧产品从柳钢防城港基地出发,大量销往华南市场,广泛应用于家电、汽车、建筑、家具、电气等行业。

  产能过剩、劳动效率低、安全环境压力大,一直是钢铁行业难解的痛点。然而,随着“5G+工业互联网”的应用取得了显著的进展,钢铁行业有望实现轻盈转身,逐步迈向高质量发展。

  柳钢集团防城港钢铁基地,屹立在广西北部湾之滨,向海而望,是国家钢铁工业结构调整的重要战略布局。

  在这座现代工厂里,一间略显简陋的塑料棚子仍保留在厂房一隅。这里的两三张桌子、几块显示屏,构成了柳钢冷轧厂与5G相拥的初级形态——“操控端+5G网络+装载机”。这是广西首个5G智慧钢铁项目。

  柳钢集团冷轧厂厂长陆兆刚回忆这段经历时,仍有心潮澎湃之感,“任何一件伟大的事情,都是从一个很小的点开始。”2020年初,新冠肺炎疫情让工业流水线按下暂停键,但冷轧厂的脚步仍然向前,“大家都认为应该做点什么事,是时候通过5G技术实现产线的智慧化升级了。”

  据了解,我国是全球首批5G商用的国家之一,5G技术、产业、应用均迈入了无人区,特别是面向工业,推动5G与实体经济的融合创新没有先例可寻、没有经验可见、没有标准可依。

  华为5G钢铁专家彭俊认为,冷轧厂本身的自动化程度较高,工序较多,可以涵盖很多大型工业生产的场景,是一个把5G应用催熟的好地方。

  2020年5月,柳钢集团与广西移动、华为共同打造的5G智慧钢铁项目在防城港基地开展试运行,时延低至1—5ms、下载速率高达1.2Gbps的5G网络,突破以往传统有线网络难以在活动设备上布线的局限性,提供了第一视角的高清视频,一个操作员就能精准地远程操控多个装载机。

  2021年7月,工信部等十部门印发《5G应用“扬帆”行动计划(2021—2023年)》,明确提到,到2023年,在垂直行业领域,大型工业企业的5G应用渗透率超过35%,制造、电力、采矿等领域 5G 应用实现规模化复制推广。

  9月30日,全国首个5G云上钢厂落地柳钢防城港基地。在冷轧厂、移动、华为技能专家5G创新工作室里,移动边缘计算隔着一面玻璃墙闪烁着信号灯。利用5G+云+AI等新基建技术,三方对钢铁生产全流程进行一系列创新应用的孵化,完成了11个业务场景的升级改造。

  据介绍,这是目前全国5G+工业互联网在钢铁行业应用规模最大的项目,全国钢铁5G应用场景最多,在多个场景融合5G+云+AI解决关键痛点,为业界首创,是华为5G钢铁规模复制标杆。

  在冷轧厂内,开卷机采用了双开卷模式,高效地交替运行。一卷又一卷的带钢经过米巴赫激光焊机,熔化焊接。据柳钢冷轧厂工程师、综合科副科长戴宏伟介绍,虽然焊缝机具有带钢自动对中、自动焊接、焊缝检测等功能,但以前为了确保焊缝质量,还需要工人抽检配合。

  现在,“云眼”代替了人眼,视频采集图像后,可以自动与数据库中的焊缝形貌作比对,实现对焊缝表面质量进行自动连续的准确检测、缺陷分类记录及实时操控。

  有关数据显示,5G焊缝“云眼”质检系统上线后,产品从检测完成到结果显示大约只要1.5秒,效率提升了上百倍;工作人员数量减少了66%,识别准确度达95%,运营成本降低了80万元/年。

  生产各环节的少人化、无人化,运营的自动化、智能化,进一步提升了柳钢集团的生产效率,降低了运营成本。比如5G智慧天车,效益提升33%,每年节约成本1000多万等;5G预测性维护,AI模型提前发现钢铁生产关键设备运行故障,保障生产连续性,综合效率提升41%。

  对于工人来说,抛开宏大的概念和抽象的数字,冷轧厂的变化是渗透日常工作的切身感受。28岁的梁静寿所在的车间主要负责磨削用于轧钢的轧辊,“现在我们只需在电脑上下指令,装载机就能自动完成轧辊调运的工作,一个主操控工程师就能掌握所有设备的运作情况。”

  梁静寿身边的同事几乎都是90后,年纪最小的那位甚至出生于2001年,他们已经很少听到年长的前辈讲述过去的艰苦。如今环顾四周,厂里鲜见渣滓,地面干净,少有油渍;集中操控室吊脚而立,落地玻璃窗隔绝机器轰鸣的噪音。解放劳动力之后,梁静寿与同事们有更多的精力研究磨削的工艺技术,专注于轧辊表面质量的检查,调整品控。

  在很多人的印象里,钢铁厂仍是“傻、大、黑、粗”的形象。陆兆刚笑言,也许工厂未来需要的工程师现在正念中学,如何吸引他们的加入,是他非常关注的问题。与职工交流时,他意识到,相比从事一些很简单的事情,现在的年轻人更喜欢能运用自己的想法,发挥个人价值的工作。

  把重工业做轻,打造干净、舒适、现代化的办公环境,减少重体力、简单重复的劳动,是冷轧厂努力的方向。陆兆刚认为,职工的经验能为系统提供更多的试验场景,对企业来说是非常宝贵的财富。他们也许会成为测试专家,甚至是AI训练师,这也是一种拓宽上升空间的方式。

  2021年是5GtoB的商用元年。惊涛拍岸,5G走进千行百业,陆兆刚表示,明白这个时代认为我们应该怎么去做,才是企业发展的关键所在。

  制造业数智转型的背后,是提高能源使用效率,实现可持续发展的时代需要。中国制造要走向中国智造,柳钢冷轧厂的下一站路标自然指向了“灯塔工厂”。

  “灯塔工厂”,是指由世界经济论坛和麦肯锡咨询公司共同选出的数字化制造与全球化4.0的示范者,按照自动化、工业互联网、数字化、大数据分析、5G等第四次工业革命必备特征遴选。

  在2021年中国5G+工业互联网大会上发布的《灯塔工厂引领制造业数字化转型》白皮书提到,通过一系列关键技术的赋能,实现商业模式、产品研发模式、生产模式、质量管理模式和消费者服务的全方位变革,让产业链的链接形式随着消费者需求灵活变化,才称得上是“灯塔工厂”。

  广东是全球小家电生产的聚集地,柳钢冷轧产品占据了50%—60%的市场。产品面向终端用户,实际生产需要根据季节变化或市场反应作调整。传统钢厂的数据往往只集中在物流的范围内,甚至,钢卷放在什么位置,是什么品规,还需要工人们逐一录入信息。这些数据对市场反应慢,还有失线G覆盖下的智慧库区能提供更有价值、更高质量的数据。陆兆刚认为:“整个库房运转和单点发货的数据,应该代表了今后行业发展的某些方向。”

  智能的动线管理不仅仅是针对厂区的物和人,还应该能追踪到产品究竟是到了哪一个行业,甚至是哪一台机器上。未来,他们将把整个动线摸排清楚,把数据延伸到客户,延伸到终端,再从终端反馈到生产线上,形成生态链的闭环。

  如此,工厂还能对副产品进行跟踪,比如用冷轧线上的“边角料”制作的晾衣架。扩大产线生态链的覆盖范围,能在相同的能耗下得到更多产出。“这里面蕴含着巨大的价值,是传统行业向外发展的关键点。”陆兆刚说道。

  “大风起兮云飞扬”。柳钢集团冷轧厂从小步快走、循序渐进,到快速迭代,经过一年多的探索与淬炼,迎着浪潮发展成为华为5G钢铁规模复制标杆项目,在今年的5G智能制造峰会上作经验分享,向全球进行宣传推广,为中国新基建提供了柳钢方案。

  这一群钢铁奋斗者自比为《士兵突击》“许三多”,“别人还在怀疑我们傻的时候,其实我们已经默默地攀登一个又一个高峰了。”而这一切,是向着“灯塔”出发,尔后自己也能发出一束光的前进。