本報記者 張鷹
上篇（詳見本報11月1日02版），我們介紹了浦項制鐵智能工廠通過PosFrame（智能數據中心）實現企業所有數據收集和標準化管理的過程。這是浦項制鐵推進智能工廠建設的基礎和核心。那么具體到各個生產流程，浦項制鐵是如何推進智能制造的？本文將列舉大量相關案例，使您對智能工廠的理解不再僅停留于模糊、抽象的概念。
小批量訂單處理變“聰明”
浦項制鐵的訂單管理部門負責整個鋼鐵生產的規劃。該部門的關鍵任務之一是處理小批量訂單——這些小批量訂單數量太少，通常不能滿足鋼鐵廠的最低產量要求。
在智能化之前，工人需要根據相關標準對小批量訂單進行分析和處理。但由于人為失誤的存在，有時，一些小批量訂單會被遺漏；有時，一些緊急訂單甚至會被錯誤地歸類為小批量訂單，并最終耽誤生產。一旦發生這種失誤，工人必須花費大量時間找到相關訂單并重新進行分類。統計數據顯示，這一過程通常需要6個多小時。而工人處理全部小批量訂單的平均時間約為12個小時。
如今，浦項制鐵訂單管理部門的智能系統可以自動組織小批量訂單生產，還可通過自主學習功能對訂單進行評估。為了使生產成本最低化，該系統可以對計劃生產量進行預判，并視情況將小批量訂單與其他訂單合并處理。與之前的12個小時相比，新的智能化訂單處理流程僅需要1個小時。
智能煉鐵技術成為韓國“國家核心技術”
浦項制鐵煉鐵廠的智能系統可對爐內通風情況、鐵水溫度等多種因素進行綜合控制；而在過去，這些都基本依靠體力勞動。
在推進煉鐵智能化過程中，浦項制鐵定義了影響爐況的變量，然后對各種信息進行整合。從技術上講，這個過程叫作“數據標準化”。2017年，浦項制鐵開始加速構建自動控制系統，賦予智能系統自主學習功能，并使其實現對潛在變量的預測和控制。現在的浦項制鐵煉鐵廠，鐵水溫度通過物聯網成為數據，高清攝像機定期對原料和燃料進行實時監測，煉鐵流程高效又便捷。
即使當前的爐況是令人滿意的，智能系統也會不斷追求卓越，以確保爐況始終保持在最佳狀態。浦項制鐵2號高爐作為韓國首個智能煉鐵技術的試驗基地，在應用智能系統后，鐵水日產量提高了240噸。今年7月份，應用于浦項制鐵2號高爐的智能技術被確定為韓國“國家核心技術”。
PTX系統讓高溫測量更精準
煉鋼作業需要極高的溫度，很難對溫度進行實時監測，這增加了煉鋼作業對現場工人經驗的依賴。這也就意味著，在這一過程中，變化和失誤不可避免。
為解決這一問題，浦項制鐵第二煉鋼廠開發了一個綜合控制系統——PTX系統，可對從轉爐到連鑄過程中的時間、溫度和配料等因素進行監測和控制，實現了對煉鋼作業中可能涉及的12.5萬個程序的數字化和標準化。
在應用PTX系統之前，浦項制鐵煉鋼廠的溫度測量準確度為80%，而如今，智能系統對溫度的預測準確度達到90%，原材料的使用也變得更加高效。
缺陷預測簡單快捷又經濟
生產過程中的質量控制至關重要，但把每個材料都仔細檢查一遍是不現實的。因此，典型的檢查一般是對樣品材料進行徹底的表面檢查，如果在特定樣品中發現任何異常，就必須回收同批生產的所有其他材料，然后進行徹底檢查。
為縮短樣品檢查時間，浦項制鐵通過應用人工智能技術，在大量收集煉鋼和連鑄過程數據的基礎上，建立了缺陷預測模型。該模型根據已設定好的構成質量異常的標準進行缺陷預測，能精準篩選出有缺陷的材料，避免了不必要的測試環節，并能指出缺陷產生的原因。該模型自2018年3月份投入使用以來，運行效果良好，有望每年節省6億韓元（約合51.86萬美元）。
平直度測量用上人工智能
厚板產品經過板坯加熱工序和兩道軋制工序后，根據客戶要求，進行加速冷卻處理，這個過程被稱為熱機械控制工藝(TMCP)。TMCP包括向鋼板噴射高速水，使其迅速冷卻到指定的溫度，以提高鋼板的強度和焊接能力。特殊的設備和先進的噴水技術是實現該工藝的前提。如果沒有精準的操控，鋼板的平直度就會受到影響。
過去，厚板的兩個平直度是人工分析得出的，一次是在TMCP處理后，板材很熱時（熱平直度），另一次是在板材冷卻后（冷平整度）的剪切過程中。用人工的方式測量平直度是非常耗時的，而且對于現場的工程師來說也是一個挑戰。
通過分析影響熱軋板形和冷軋板形的因素，浦項制鐵光陽鋼鐵廠建立了一個模型，并最終得出了獲得最佳板形的條件。現在，現場的工程師們無須耗時費力，僅僅通過監控該模型產生的最佳工況數值，就可以確保軋制過程的順利進行。據了解，目前浦項制鐵光陽鋼鐵廠TMCP后產品的修正需求已減少到50%，每年可節省約13億韓元（約合112.31萬美元）。
表面處理走向智能
連續鍍鋅線(CGL)可對冷軋卷板進行連續熱處理，并將其置于鋅鍋中，最終制成鍍鋅鋼板。浦項制鐵的Giga鋼（“千兆鋼”）就是通過CGL生產出來的。
當板材從鋅鍋中取出后，氣刀通過在鋅表面凝固之前將其切斷來控制涂層的量。由于每個產品的目標涂層重量不同，且只有在完成氣刀切割和凝固工序后才能測量涂層重量，涂層重量的控制極具挑戰性。
為了應對這一挑戰，浦項制鐵研發了基于AI（人工智能）的涂層重量控制模型，可對板材厚度、寬度、操作條件和目標涂層重量等指標進行精確管理。在使用該模型前，浦項制鐵預測涂層重量的準確率為89%，現在準確率已達到99%。與智能煉鐵技術一樣，浦項制鐵的智能表面處理技術也被韓國政府指定為“國家核心技術”。
智能工廠為安全生產保駕護航
智能生產的過程最大程度地降低了人為失誤發生的概率，同時，客觀、準確的大數據分析也成為企業高層決策的一大重要助力。這是不是意味著人類的勞動將變得可有可無？并不是。推行智能制造技術的初衷，除了提高生產效率和產品質量以外，還包括降低員工勞動強度和保障員工安全生產，實現技術和人類之間的高效協同。
一家真正智能的鋼鐵廠始終將打造安全放心的工作環境放在首位。浦項制鐵也不例外。為加強安全和質量管理，浦項制鐵開發了一套智能閉路電視系統，并在光陽鋼鐵廠3號表面處理廠、2號煉鋼廠、1號焦化廠和浦項鋼鐵廠2號板材廠安裝應用。與普通的只記錄視頻片段的閉路電視不同，該智能閉路電視系統能夠對生產設施所處的模式和正在進行的動作進行監測和分析。當系統識別到任何異常時，會立即通知相關人員。
比如，在表面處理工廠，該系統的智能攝像頭可檢測到線圈末端的細微色差，從而對潛在的質量缺陷做出及時反應。
又如，該系統的熱成像攝像機，可進行自動探測以預防火災。
《中國冶金報》（2019年11月08日 02版二版）
