多工序多基地鋼鐵鐵前數字智能協同製造項目案例

       本項目案例後臺採用.NET6(C#)開發,前端採用React&React Native,數字孿生採用3DMAX&U3D。

工廠級示範基地

(一)興澄特鋼鍊鐵大數據平臺

本項目覆蓋配礦-燒結-高爐大鍊鐵產線,綜合運用“物、大、智、雲、移”技術,採用雲-邊-端工業互聯網架構,設備端基於工業傳感器和物聯網保障動態感知,邊緣側基於工藝機理、專家知識、數據科學等多種技術手段實現工況診斷,大數據雲平臺對中長期數據進行深度挖掘優化,將結果推送手機APP,推進了大產線數據互聯互通,實現從配礦-燒結-高爐鍊鐵產線的業務協同優化,年節約成本超千萬,爲集團內實現數字化標準化鍊鐵邁出了堅定的一步,同時作爲多項國家專項典型示範案例及應用基地,在冶金行業及國家工信部智能製造方面形成良好的宣傳示範作用。

 在配礦工序,通過智能配礦系統,考慮採購、混勻、燒結、高爐各個工序的質量要求和成本控制,以噸鐵成本最優爲目標,提供最優的混勻料配料方案,同時爲採購部門提供採購指導服務,對傳統的配礦方案進一步優化,降本增效,實現鐵前工序的一體化配礦與資源優化配置。

在燒結工序,通過燒結智能系統,實現了從配料數據採集到機理建模優化再到反饋控制智能優化控制,大幅提高燒結過程的自動化與智能化水平,降低人員勞動力,優化燒結制造過程。

在高爐工序,通過高爐智能管理系統,完成了高爐從上至下數字雙胞胎仿真模擬,解析高爐部冶煉規律,從安全與日常工況調劑方面結合現場專家經驗提供了診斷建議,促進高爐安全、穩定、高效生產。

針對鍊鐵產線,通過高爐鍊鐵大數據平臺中數據可視化與人工智能分析工具,對生產過程數據、檢化驗數據、設備數據進行深入挖掘分析,建立並優化燒結、高爐操作規程,提供全方位智能預警與雲端智能報告服務,實現了大鍊鐵產線的綜合系統分析與工序協同優化。

 (二)青島特鋼鍊鐵一體化智能管控平臺

本項目結合青島特鋼鍊鐵產線條件及特點,依託先進的工業互聯網平臺雲-邊-端頂層設計架構,覆蓋配礦-燒結-高爐-焦爐加熱-大鍊鐵產線的各工序單元,建立自動化、信息化、網絡化、智能化的鐵前一體化智能管控平臺。

邊緣智能端構建智能管理系統,運用機理建模和人工智能實現工況智能診斷及優化,主要包括:智能配礦優化系統、燒結智能管理系統、焦化智能加熱系統、高爐智能管理系統,通過建立各工藝單元的智能管理系統,通過各工藝段機理模型以及大數據機器學習等技術實現各工藝段工況的智能診斷及優化。

 基於圖像識別技術與有監督自學習算法深度融合的燒結智能控水系統在青島特鋼3#燒結機穩定運行,且效果良好,被山東省鋼鐵協會評定爲國際先進水平。

 焦爐加熱精準控制系統基於煤氣流量、煤氣熱值、立火道溫度等在線監測數據,聯動焦炭質量檢化驗數據及推焦計劃等數據,採用分類、聚類、神經網絡等機器學習算法,深度結合生產現場專家經驗,實現科學合理、精準有效對煤氣流量控制、分煙道吸力控制的自學習和自優化,系統在青島特鋼1#、2#焦爐穩定運行,大大提升了焦爐加熱技術水平,實現了節約噸焦煤氣用量。

 基於工廠實際設計圖紙,構建高爐主要工藝設備及其公輔系統的三維模型,依託精準、高效、實時的數據採集體系,創建物理實體數字化鏡像,形成集幾何、物理、行爲與規則四層模型的數字孿生體,實現物理空間、虛擬空間和服務系統的相關數據、領域知識等物理信息的融合,包含燒結、高爐整個鍊鐵產線數字孿生系統構建。

 雲端建立了基於工業互聯網平臺的IaaS、PaaS和SaaS架構的鍊鐵產線大數據智能互聯平臺,在IaaS層在實現鍊鐵海量數據存儲的基礎上,實現對資源的虛擬化及靈活劃配,可靈活拓展。鍊鐵大數據平臺:主要包括數據中心搭建、實時監測、業務報表、自助工具、操作分析、設備管理、能源管理、人工智能、知識館、數據維護及系統管理等。

 (三)大冶特鋼鍊鐵焦化一體化智能管控平臺

大冶特鋼鍊鐵焦化一體化智能管控平臺覆蓋了大冶特鋼整個鐵前產線,具體包括兩座高爐、兩個燒結以及兩座頂裝焦爐及其配套熄焦化產生產單元。平臺依託工業大數據、智能算法、機器視覺、物聯網等技術,基於工業互聯網三層架構,充分結合現場生產操作習慣,採用雲邊協同的技術實施路徑,實現數據、信息、知識、智能四類集成,形成覆蓋整個鐵前全流程的生產、設備、能源、環保、安全、成本等多場景的智慧應用。實現了鐵前一體化智能管控,提升本質安全、打破組織邊界、加強工序協同、提高生產效率,實現大鍊鐵生產線智能化協同優化。

 圍繞“原料--燒結(1#燒結、2#燒結)--高爐(1#高爐、2#高爐)”兩條產線,基於“邊緣層-IaaS層-PaaS層-SaaS層”的新型工業互聯網平臺架構,搭建鍊鐵大數據平臺,構建了鐵前數據中心和應用中心,實現了一個原料廠、兩個燒結、兩座高爐工序數據的採集、接入、存儲、治理、分析等功能。

 圍繞“備煤—煉焦—幹熄焦—煤氣淨化”四個焦化生產主工序,從焦化工藝出發,打通焦化產線數據流、物質流與能量流,從機理與大數據分析層面建立機理模型,構建單元工序、焦化智能應用系統,實現焦化產線的智能協同優化,打造焦化行業智能工廠。採用“專家經驗+機理模型+機器學習”相結合的方法,將“專家經驗規則化、技術原理模型化、數據關聯智能化”,降低綜合噸焦配煤成本,減少設備非正常停機機率,提升操作和產品質量穩定率。

數字化應用大賽智能製造決勝賽

 11月17日,以“數字賦能·智啓未來”爲主題的中信集團首屆“綻放杯”數字化應用大賽智能製造決勝賽在中信泰富特鋼火熱舉行。

通過數字化領域評委專家書面評審,結合網絡投票得分,來自中信重工、中信戴卡、中信控股、中信泰富特鋼、中信錦州金屬、利電能源、白銀有色的16個參賽項目進入決勝賽。經過幾個小時的精彩比拼,決勝賽落下帷幕,最終以北京智冶互聯科技有限公司爲主要支撐的“基於集控的多工序多基地鐵前數智協同”項目以96.08的最高分獲得數字化應用大賽智能製造賽道第一名。

 “綻放杯”數字化應用大賽作爲中信集團“十四五”數字化發展規劃兩大行動之一——“應用綻放”行動的重要組成部分,旨在培育一批具有特色和發展潛力的新銳項目,打造一批在產業鏈上起到示範引領作用的數字化應用,以“十強百優”示範應用爲集團創建世界一流企業注入強勁動力。此次智能製造決勝賽彙集了中信集團先進製造和先進材料領域的最新發展成果,項目緊扣工業4.0和先進智能製造主題,充分展示了新技術、新理念、新模式、新人才描繪下的製造業全新面貌。集團希望以此爲契機,加快提升產業創新能力,推動數字技術與實體經濟深度融合,釋放出更多數字化發展潛力。

榮獲國家級榮譽成果

大冶特殊鋼有限公司“基於工業互聯網的鍊鐵智能工廠創新應用”入圍2021年工業互聯網平臺創新領航應用案例名單!

 《中信泰富一業多地鐵前大數據一體化智能管控平臺》入選國家工信部2022年大數據產業發展試點示範項目!


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