Etter hvert som stadig mer sofistikerte systemer for kunstig intelligens dukker opp, står stålindustrien overfor et presserende press for å utvide og foredle sine produksjonsprosesser.
Stålsektoren leder utviklingen av "smart manufacturing"-konsepter, og griper mulighetene som den fjerde industrielle revolusjonen gir. Fra industriens perspektiv betyr denne revolusjonen helautomatiserte stålfabrikker der personell, produkter og produksjonsanlegg er sammenkoblet gjennom tingenes internett (IoT).
Massive datasett samlet inn via sensorer mates inn i kunstig intelligens-systemer for analyse. Dette optimerer ikke bare produksjonslinjer, men genererer også synergistiske fordeler på tvers av hele anlegg.
POSCOs Smart Factory: Data-drevet stålproduksjon
POSCO, som driver verdens to største stålverk i Gwangyang og Pohang, Sør-Korea, produserte 41,6 millioner tonn stål i 2016. Gjennom sin proprietære POSFrame-programvareplattform samler POSCO enorme mengder sensordata og behandler dem ved hjelp av AI.
Den "operative hjernen" til moderne stålproduksjon
"Tidligere hadde vi datavarehus spredt overalt. Nå konsoliderer vi alle data i én sentralisert plattform," sier JinSoo Park, direktør for POSCOs Smart Factory Project.
Som en "operativ hjerne" fortsetter POSFrame å lære. POSCO har engasjert erfarne medarbeidere for å hjelpe til med å trene sine AI-systemer.
"Det meste av vår tekniske ekspertise ligger i hodet til våre operatører og ingeniører. Vi jobber med å trekke ut den kunnskapen og kodifisere den til det vi kan kalle "intelligens," forklarer Park.
Ledelsesprinsippet som tilskrives Peter Drucker-"Hvis du ikke kan måle det, kan du ikke administrere det. Hvis du ikke kan administrere det, kan du ikke forbedre det"-har blitt et veiledende mantra for POSCO og andre stålprodusenter.
Moderne stålbedrifter som Tenaris Veracruz i Mexico behandler enorme mengder data daglig.
Sikkerhet, effektivitet og produktivitet
Dr. Franz Androsch, direktør for R&D og innovasjon ved Østerrikes voestalpine Group, understreker at omfattende dokumentasjon av alle produksjonsprosesser er sentralt i konseptet med den fjerde industrielle revolusjon.
"Ulike elektroniske måle- og overvåkingssystemer registrerer, nettverker og bruker omfattende maskin- og produktparametere automatisk for å implementere maskinkontroll og sikre kvalitet. Dette gjør det enklere å planlegge nedetid, forbedre produksjonseffektiviteten og garantere optimal kvalitet."
Driftskunnskap-hvordan på fabrikkgulvet er kjernen i smart stålproduksjon-og masovnen forblir hjertet i fabrikken.
Ved voestalpines integrerte stålverk i Linz er det oppnådd bemerkelsesverdig fremgang. Masovner krever kontinuerlig lading med vekslende lag av koks og flussmiddel for å sikre jevn, effektiv gassstrøm. Tidligere var det utfordrende å oppdage unormale trykkmønstre og temperaturvariasjoner. I dag, ved hjelp av 3D-radarteknologi, har voestalpine utviklet en omfattende modell for sann-tidsmåling av masovnsforhold, forbedret utbytte og samtidig redusere utslipp.
>Pålitelig sensorytelse i disse ekstreme miljøene avhenger av korrosjons-bestandige legeringer og høy-temperaturmaterialer-områder der presisjonsmetallbehandling spiller en kritisk muliggjørende rolle.
Integreringen av-ekspertise på stedet med ny teknologi gjør arbeidsmiljøene tryggere. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation jobber med å forutsi farlige situasjoner før ulykker inntreffer.
Ingeniører bruker smarte hjelmer utstyrt med kameraer, sensorer for farlig gass og akselerometre. Geofencing-teknologi gir innendørs posisjonering i planter. Hvis en arbeider kommer inn i en kjent faresone, gir hjelmen et varsel. På samme måte utløses varsler hvis et fall eller unormal posisjon oppdages.
Datarevolusjonen innen stålproduksjon
Datasett fra stålfremstillingsprosesser har blitt samlet inn før, men teknologier fra den fjerde industrielle revolusjon åpner for nye muligheter. Stålprodusenter kan nå samle mer data, på forskjellige måter, fra enorme nettverk av smarte sensorer og systemer som kommuniserer via lokale nettverk.
For eksempel, når en stålplate går inn i en gjenoppvarmingsovn, overvåker lasersensorer luftinnstrømning og utstrømning. Resultatene mates inn i AI-systemer for å sikre at platen når riktig temperatur. Varmemålinger i toppen og bunnen av platen sammenlignes deretter for å oppdage variasjoner.
"Det er viktig å kontrollere denne varianten. Ellers må platen gjennomgå om-rulling," bemerker POSCO's Park.
«Disse dataene gjør det mulig for oss å spore årsaken til og plasseringen av produktfeil-til det spesifikke skiftet, datoen og produksjonsforholdene.»
Plateforvrengning kan alvorlig forstyrre produksjonsprosessene og til og med forårsake ulykker.
POSCO har brukt tidsbasert-vedlikehold for å holde utstyret i gang problemfritt, men smarte fabrikkfunksjoner gir større potensial for forbedring.
"Vi prøver å injisere intelligens i prosessene våre slik at vi kan gjøre mer prediktivt vedlikehold," sier Park. "Dette betyr at vi ikke bare reduserer kostnadene, men også minimerer uplanlagt nedetid."
Stålverk opererer 24/7. Akkurat som flymotorer ikke kan erstattes midt i-flyging, er det eksepsjonelt vanskelig å erstatte individuelle komponenter i en driftsfabrikk.
Dr. Androsch observerer: "Digitalisering endrer hvordan vi samhandler med leverandører og kunder-gjennom nye nettbaserte plattformer, applikasjoner, ordresporingssystemer og tjenestesystemer. Dette åpner muligheter for helt nye forretningsmodeller."
Dr. Martin Pei, Executive Vice President og CTO i Sveriges SSAB, ser for seg utviklingen av et helt digitalt «produksjonsøkosystem», der data akkumulert på tvers av oppstrøms- og nedstrømsindustrier er integrert i hele verdikjeden.
"Deltakere i økosystemet vil få tilgang til nye tjenester og engasjere seg i nye forretningsroller,"fastslår han.
Energieffektivitet gjennom intelligens
I tillegg til å bruke data for å forbedre produksjonseffektiviteten, installerer stålprodusenter smarte målere og ekstra sensorer for å redusere CO₂-utslipp og minimere energisvinn.
Mange anlegg bruker gasser generert under ovns- og valseprosesser for å produsere betydelig elektrisitet. Mange henter imidlertid også betydelig strøm fra det elektriske nettet-en kostnad de tar sikte på å redusere.
Ulike stålkvaliteter krever forskjellig energitilførsel. Sensorer kan nå nøyaktig måle hvilke karakterer som er mest-energikrevende. Produsenter kan deretter analysere energiprismønstre og planlegge produksjon av spesifikke kvaliteter i perioder med lavere strømkostnader.
Presisjonsmåling og kontinuerlig forbedring
Kunstig intelligens kan også bidra til å redusere kostnadene under-varmgalvaniseringsprosesser. Etter at stål er nedsenket i smeltet sink, trimmer kniver belegget basert på sanntids-måledata. Dette muliggjør streng kontroll over beleggets vekt og bredde.
"Hvis du påfører for mye belegg under galvanisering, øker kostnadene. Så det er viktig å minimere bruken av belegg samtidig som kvaliteten opprettholdes."Park forklarer.
Gjennom AI-implementering forbedret POSCO sin kontroll over variasjon i beleggkvalitet fra 84 % til 99 %.
Data samlet inn ved hver enkelt prosess danner gradvis et "digitalt gen" for hver metallplate, gjeldende over hele anlegget. POSCOs datavolum vokser eksponentielt fordi prøvetaking skjer ved hvert produksjonstrinn. Dette forbedrer igjen kvaliteten og øker kundetilfredsheten.
"Disse dataene lar oss spore nøyaktig hvilken operasjon og plassering som forårsaket en defekt," bemerker Park. "Hvilket skift, hvilken dag, under hvilke forhold."
Dette skaper fullstendig ansvarlighet. Det gir også stålprodusenter muligheten til å eliminere defekter gjennom kontinuerlig forbedret-sløyfe.
Likevel gjenstår den største utfordringen med å realisere smarte fabrikker: å samle inn nøyaktige data. Alle andre prosesser avhenger av dette kritiske grunnlaget.
Bygge det rette laget
Å sette sammen det riktige laget er like utfordrende. Dataforskere kan bli med i POSCO, men de kan mangle den nødvendige domenespesifikke-ekspertisen.
For å sikre vellykket teamdrift har selskapet implementert et "smart" initiativ for å innpode en "smart kultur" blant ingeniører, og utløse tankesettskifter på teamnivå.
Som unge jobbsøkere kan også kunder og leverandører få tilgang til dette programmet.
"Automatiske prosesser og anlegg krever ansatte som forstår robotens evner, krav og hvordan man administrerer robotsystemer."
"Gitt Koreas høye arbeidsledighet, åpner vi også big data og AI-kurs for publikum,"Park legger til.
Til tross for bekymring for at roboter kan fortrenge menneskelige arbeidere, har ikke smarte fabrikker redusert POSCOs operative antall ansatte. I stedet, i den neste revolusjonen, vil ansatte sannsynligvis bruke mindre tid på fabrikkgulvet og mer tid på å analysere data eller utføre FoU.
For Dr. Androsch er disse endringene ikke overraskende."Automatiske prosesser og anlegg krever ansatte som forstår robotens evner, krav og ledelse. Dette er en krevende oppgave for mennesker. Relevante produksjonsanlegg gir opplæringsressurser for sine ansatte."
Står overfor økende konkurranse-ikke bare fra andre stålselskaper, men også fra produsenter av alternative materialer-omfavner stålprodusenter aktivt muligheter for den fjerde industrielle revolusjon for å forbedre produksjonseffektiviteten og styrke deres bærekraftsidentifikasjon.
Rollen til avanserte materialer i smart stålproduksjon
Bak hver sensor, aktuator og høy-temperaturkomponent i en smart stålfabrikk ligger et fundament av materialer med høy-ytelse. Fra korrosjons-bestandig rustfritt stål brukt i sensorhus og datakabelledninger til nikkel-baserte legeringer som tåler masovnstemperaturer, avansert metallbehandling muliggjør påliteligheten som Industry 4.0 krever.
Hos Jiangsu Xurui Metal Group Co., Ltd., leverer vi presisjonsmetallløsningene som støtter intelligent produksjon i stålindustrien:
| Søknad | Xurui Metal Solutions |
| Sensor- og IoT-komponenthus | 316L/317L plater og strimler av rustfritt stål med presis laserskjæring for komplekse geometrier; korrosjonsbestandig-finish for fuktige miljøer med høyt-svovel |
| Overvåkingssystemer for høy-temperatur | Nikkel-baserte legeringer (Inconel 600/625, Incoloy 800H) for termoelementkapper, strålingsskjermer og avgasssensorer |
| Smart hjelm og komponenter til bærbare enheter | Lette rustfrie stålfolier og presisjonsstemplede braketter; PVD-belagte dekorative elementer for holdbarhet og estetikk |
| Infrastruktur for datasenter og kontrollrom | Anti-fingeravtrykkspaneler i rustfritt stål, EMI-skjermende kabinetter og tilpasset-monteringsutstyr |
| Forutsigende vedlikeholdsverktøy | Slitasjebestandige-legeringslister for robotgripere; presisjons-slipte emner for kalibreringsutstyr |
Med vårt 18 000 m² integrerte prosesseringssenter, ISO 9001-sertifisert kvalitetskontroll og erfaring med å betjene krevende industrielle kunder, er Xurui Metal posisjonert for å støtte stålprodusenter og utstyrsprodusenter som bygger morgendagens intelligente, bærekraftige fabrikker.
>Enten du spesifiserer materialer for masovnssensorer, galvaniseringslinjekontroller eller smart fabrikkinfrastruktur, gjør riktig legering-og rett prosesseringspartner- hele forskjellen.
Datadrevet-. Effektiv. Bærekraftig-fremtiden for stålproduksjon er intelligent. Og den er bygget på avanserte materialer.
