Ker se pojavljajo vse bolj izpopolnjeni sistemi umetne inteligence, se jeklarska industrija sooča z nujnim pritiskom, da razširi in izboljša svoje proizvodne procese.
Jeklarski sektor vodi razvoj konceptov "pametne proizvodnje" in izkorišča priložnosti, ki jih ponuja četrta industrijska revolucija. Z vidika industrije ta revolucija pomeni popolnoma avtomatizirane jeklarne, kjer so osebje, izdelki in proizvodni obrati med seboj povezani prek interneta stvari (IoT).
Ogromni nabori podatkov, zbrani prek senzorjev, se vnesejo v sisteme umetne inteligence za analizo. To ne optimizira le proizvodnih linij, ampak ustvarja tudi sinergijske koristi v celotnih obratih.
POSCO-jeva pametna tovarna: Podatkovno-izdelava jekla
POSCO, ki upravlja dve največji jeklarni na svetu v Gwangyangu in Pohangu v Južni Koreji, je leta 2016 proizvedel 41,6 milijona ton jekla. Prek svoje lastniške programske platforme POSFrame POSCO združuje ogromne količine senzorskih podatkov in jih obdeluje z AI.
"Operativni možgani" sodobne proizvodnje jekla
"Prej smo imeli podatkovna skladišča razpršena povsod. Zdaj vse podatke združujemo v eni centralizirani platformi," pravi JinSoo Park, direktor projekta Smart Factory podjetja POSCO.
Kot »operativni možgani« se POSFrame še naprej uči. POSCO zaposluje izkušeno osebje za pomoč pri usposabljanju svojih sistemov umetne inteligence.
"Večina našega tehničnega strokovnega znanja je v glavah naših operaterjev in inženirjev. Delamo na tem, da bi izluščili to znanje in ga kodificirali v tisto, čemur bi lahko rekli 'inteligenca'," pojasnjuje Park.
Načelo upravljanja, ki ga pripisujejo Petru Druckerju-»Če tega ne morete izmeriti, ne morete upravljati. Če tega ne morete upravljati, ga ne morete izboljšati«-je postalo vodilna mantra za POSCO in druge proizvajalce jekla.
Sodobna jeklarska podjetja, kot je Tenaris Veracruz v Mehiki, dnevno obdelajo ogromne količine podatkov.
Varnost, učinkovitost in produktivnost
Dr. Franz Androsch, direktor raziskav in razvoja ter inovacij pri avstrijski skupini voestalpine, poudarja, da je celovita dokumentacija vseh proizvodnih procesov osrednjega pomena za koncept četrte industrijske revolucije.
"Različni elektronski merilni in nadzorni sistemi samodejno beležijo, povezujejo in uporabljajo obsežne parametre strojev in izdelkov za izvajanje krmiljenja strojev in zagotavljanje kakovosti. To olajša načrtovanje izpadov, izboljša učinkovitost proizvodnje in zagotavlja optimalno kakovost."
Operativno znanje-na tleh obrata je jedro pametne proizvodnje jekla-in plavž ostaja srce mlina.
V integrirani jeklarni Voestalpine v Linzu je bil dosežen izjemen napredek. Plavži zahtevajo neprekinjeno polnjenje z izmeničnimi plastmi koksa in talila, da se zagotovi enakomeren in učinkovit pretok plina. Prej je bilo odkrivanje nenormalnih vzorcev tlaka in temperaturnih nihanj zahtevno. Danes je voestalpine z uporabo 3D radarske tehnologije razvil obsežen model za-merjenje pogojev v plavžu v realnem času, izboljšanje izkoristka in zmanjšanje emisij.
>Zanesljivo delovanje senzorja v teh ekstremnih okoljih je odvisno od korozijsko-odpornih zlitin in visoko{1}}materialov-območij, kjer ima natančna obdelava kovin ključno vlogo pri omogočanju.
Integracija-strokovnega znanja na kraju samem z novimi tehnologijami dela delovna okolja varnejša. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation si prizadeva predvideti nevarne situacije, preden pride do nesreč.
Inženirji nosijo pametne čelade, opremljene s kamerami, senzorji za nevarne pline in merilniki pospeška. Tehnologija Geofencing omogoča pozicioniranje v zaprtih prostorih znotraj rastlin. Če delavec vstopi v znano nevarno območje, čelada izda opozorilo. Podobno se opozorila sprožijo, če je zaznan padec ali neobičajen položaj.
Podatkovna revolucija v izdelavi jekla
Nabori podatkov iz procesov izdelave jekla so bili zbrani že prej, vendar tehnologije četrte industrijske revolucije odpirajo nove možnosti. Proizvajalci jekla lahko zdaj na različne načine zberejo več podatkov iz obsežnih omrežij pametnih senzorjev in sistemov, ki komunicirajo prek lokalnih omrežij.
Na primer, ko jeklena plošča vstopi v peč za ponovno segrevanje, laserski senzorji spremljajo dotok in odtok zraka. Rezultati se vnesejo v sisteme AI, da se zagotovi, da plošča doseže pravilno temperaturo. Meritve toplote na vrhu in dnu plošče se nato primerjajo, da se zaznajo razlike.
"Nadziranje te spremembe je ključnega pomena. V nasprotnem primeru bi bilo treba ploščo ponovno -valjati," ugotavlja Park podjetja POSCO.
"Ti podatki nam omogočajo, da natančno izsledimo vzrok in lokacijo napak izdelka-do določene izmene, datuma in proizvodnih pogojev."
Deformacija plošč lahko resno moti proizvodne procese in celo povzroči nesreče.
POSCO uporablja časovno-osnovano vzdrževanje za nemoteno delovanje opreme, vendar zmogljivosti pametne tovarne ponujajo večji potencial za izboljšave.
"Poskušamo vnesti inteligenco v naše procese, da bi lahko izvajali bolj predvideno vzdrževanje," pravi Park. "To pomeni, da ne le zmanjšamo stroške, ampak tudi zmanjšamo nenačrtovane izpade."
Jeklarne delujejo 24/7. Tako kot letalskih motorjev ni mogoče zamenjati-med letom, je zamenjava posameznih komponent v obratujočem mlinu izjemno težka.
Dr. Androsch opaža: "Digitalizacija spreminja naš odnos z dobavitelji in strankami-prek novih spletnih platform, aplikacij, sistemov za sledenje naročilom in sistemov storitev. To odpira možnosti za popolnoma nove poslovne modele."
Dr. Martin Pei, izvršni podpredsednik in tehnični direktor švedskega SSAB, predvideva razvoj celotnega digitalnega "proizvodnega ekosistema", kjer so podatki, zbrani v zgornjih in spodnjih panogah, integrirani v celotni vrednostni verigi.
"Udeleženci v ekosistemu bodo pridobili dostop do novih storitev in se vključili v nove poslovne vloge,"navaja.
Energetska učinkovitost z inteligenco
Poleg uporabe podatkov za izboljšanje proizvodne učinkovitosti proizvajalci jekla nameščajo pametne števce in dodatne senzorje za zmanjšanje emisij CO₂ in zmanjšanje izgube energije.
Številne naprave uporabljajo pline, ki nastanejo med procesi v peči in valjanju, za proizvodnjo znatne količine električne energije. Vendar mnogi črpajo precej energije tudi iz električnega omrežja-strošek, ki ga želijo zmanjšati.
Različne vrste jekla zahtevajo različne vnose energije. Senzorji lahko zdaj natančno izmerijo, kateri razredi so najbolj-energijsko intenzivni. Proizvajalci lahko nato analizirajo vzorce oblikovanja cen energije in načrtujejo proizvodnjo določenih razredov v obdobjih nižjih stroškov električne energije.
Natančne meritve in stalne izboljšave
Umetna inteligenca lahko pomaga tudi zmanjšati stroške med postopki vročega cinkanja. Ko je jeklo potopljeno v staljeni cink, noži odrežejo prevleko na podlagi-merjenih podatkov v realnem času. To omogoča strog nadzor nad težo in širino premaza.
"Če med cinkanjem nanesete preveč premaza, se stroški povečajo. Zato je čim manjša uporaba premaza ob ohranjanju kakovosti bistvenega pomena,"Park pojasnjuje.
Z implementacijo umetne inteligence je POSCO izboljšal nadzor nad variacijo kakovosti premaza s 84 % na 99 %.
Podatki, zbrani pri vsakem posameznem procesu, postopoma tvorijo »digitalni gen« za vsako kovinsko ploščo, ki se uporablja v celotnem objektu. Obseg podatkov podjetja POSCO eksponentno narašča, ker vzorčenje poteka na vsakem proizvodnem koraku. To pa izboljšuje kakovost in povečuje zadovoljstvo strank.
"Ti podatki nam omogočajo, da natančno izsledimo, katera operacija in lokacija sta povzročila napako," ugotavlja Park. "Katera izmena, kateri dan, pod kakšnimi pogoji."
To ustvarja popolno odgovornost. Proizvajalcem jekla daje tudi možnost, da odpravijo napake z nenehnim izboljšanjem-zanke.
Kljub temu ostaja največji izziv pri uresničevanju pametnih tovarn: zbiranje točnih podatkov. Vsi drugi procesi so odvisni od tega kritičnega temelja.
Ustvarjanje prave ekipe
Enako zahtevno je sestaviti pravo ekipo. Podatkovni znanstveniki se lahko pridružijo POSCO, vendar morda nimajo zahtevanega-strokovnega znanja za specifično področje.
Za zagotovitev uspešnega timskega delovanja je podjetje izvajalo »pametno« pobudo za vcepljanje »pametne kulture« med inženirji, kar je sprožilo miselne premike na ravni ekipe.
Tako kot mladi iskalci zaposlitve lahko do tega programa dostopajo tudi kupci in dobavitelji.
"Avtomatizirani procesi in obrati zahtevajo zaposlene, ki razumejo robotske zmogljivosti, zahteve in kako upravljati robotske sisteme."
"Glede na trenutno visoko stopnjo brezposelnosti v Koreji odpiramo tudi tečaje velikih podatkov in umetne inteligence za javnost,"Park dodaja.
Kljub zaskrbljenosti, da bi lahko roboti izpodrinili človeške delavce, pametne tovarne niso zmanjšale operativnega števila zaposlenih POSCO. Namesto tega bodo v naslednji revoluciji zaposleni verjetno preživeli manj časa v obratu in več časa za analiziranje podatkov ali izvajanje raziskav in razvoja.
Za dr. Androscha te spremembe niso presenetljive."Avtomatizirani procesi in obrati zahtevajo zaposlene, ki razumejo robotske zmogljivosti, zahteve in upravljanje. To je zahtevna naloga za ljudi. Ustrezni proizvodni obrati zagotavljajo vire za usposabljanje njihovega osebja."
Soočajo se z vse močnejšo konkurenco-ne le s strani drugih jeklarskih podjetij, ampak tudi s strani proizvajalcev alternativnih materialov-proizvajalci jekla dejavno sprejemajo priložnosti četrte industrijske revolucije za izboljšanje proizvodne učinkovitosti in krepitev svojih trajnostnih poverilnic.
Vloga naprednih materialov pri pametni izdelavi jekla
Za vsakim senzorjem, aktuatorjem in visoko{0}}temperaturno komponento v pametni jeklarni leži temelj iz visoko-zmogljivih materialov. Od korozijsko-odpornega nerjavečega jekla, ki se uporablja v ohišjih senzorjev in napeljavah za podatkovne kable, do zlitin na osnovi niklja-, ki prenesejo temperature plavža, napredna obdelava kovin omogoča zanesljivost, ki jo zahteva industrija 4.0.
V podjetju Jiangsu Xurui Metal Group Co., Ltd. dobavljamo natančne kovinske rešitve, ki podpirajo inteligentno proizvodnjo v jeklarski industriji:
| Aplikacija | Xurui Metal Solutions |
| Ohišje senzorja in komponente IoT | Pločevine in trakovi iz nerjavečega jekla 316L/317L z natančnim laserskim rezanjem za kompleksne geometrije; premazi-odporni proti koroziji za vlažna okolja z visoko-žveplom |
| Sistemi za nadzor-visoke temperature | Zlitine-na osnovi niklja (Inconel 600/625, Incoloy 800H) za termočlenske ovoje, zaščito pred sevanjem in senzorje izpušnih plinov |
| Komponente pametne čelade in nosljive naprave | Lahke folije iz nerjavečega jekla in natančno-žigosani nosilci; PVD-prevlečeni okrasni elementi za vzdržljivost in estetiko |
| Infrastruktura podatkovnega centra in nadzorne sobe | Plošče iz ne-nerjavečega jekla proti prstnim odtisom,-ohišja z zaščito pred elektromagnetnimi motnjami in -strojna oprema za montažo po meri |
| Orodje za predvideno vzdrževanje | Trakovi iz-zlitine, odporni na obrabo, za robotska prijemala; natančni-obrisi za kalibracijsko opremo |
Z našim 18.000 m² integriranim obdelovalnim centrom, nadzorom kakovosti s certifikatom ISO 9001 in izkušnjami pri oskrbi zahtevnih industrijskih strank je Xurui Metal v položaju, da podpira proizvajalce jekla in proizvajalce opreme pri gradnji inteligentnih, trajnostnih obratov prihodnosti.
>Ne glede na to, ali določate materiale za senzorje plavžev, krmiljenje linij za galvanizacijo ali pametno tovarniško infrastrukturo, prava zlitina-in pravi partner za obdelavo-naredita vse razlike.
Na podlagi podatkov-. Učinkovito. Trajnostna-prihodnost izdelave jekla je inteligentna. In zgrajen je iz naprednih materialov.
