以創(chuàng)新技術(shù)淬煉數(shù)字化鋼筋鐵骨
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鋼鐵產(chǎn)業(yè)是中國現(xiàn)代工業(yè)的脊梁。在飛濺的鋼花和奔流的鐵水中，高樓大廈拔地而起，飛機城軌上天入地，衛(wèi)星飛船遨游天際。
近年來，世界鋼鐵行業(yè)面臨著產(chǎn)能過剩和供需失衡等挑戰(zhàn)。對此，以河鋼集團有限公司（河鋼）為代表的中國鋼鐵企業(yè)正借助數(shù)字化之力，重新淬煉一副“鋼筋鐵骨”。
在河鋼數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，少不了合作伙伴的鼎力支持。2016年10月，河鋼與西門子建立全面戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。此后，雙方在數(shù)字化領(lǐng)域進行了廣泛而深入的實踐和創(chuàng)新。
“西門子致力于創(chuàng)造下一代技術(shù)，賦能客戶推進經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的變革?！蔽鏖T子大中華區(qū)總裁兼執(zhí)行官赫爾曼（Lothar Herrmann）表示，“我們很高興與河鋼結(jié)伴前行，支持其以智能制造推進企業(yè)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展 ，以創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)中國鋼鐵行業(yè)‘?dāng)?shù)字蝶變’。西門子攜手中國的客戶和合作伙伴，增強產(chǎn)業(yè)韌性，打造讓所有人受益的數(shù)字化未來。”
繪制數(shù)字化的“航海圖”
“數(shù)字蝶變”正在再造產(chǎn)業(yè)未來。河鋼集團石鋼公司（河鋼石鋼）是河鋼旗下重要的特種鋼材生產(chǎn)基地。2019年，恰逢工廠搬遷，河鋼石鋼希望借新區(qū)建設(shè)的契機，著力打造對標(biāo)國際化的數(shù)字化工廠。
在數(shù)字化的航程中，西門子的數(shù)字化咨詢服務(wù)為河鋼石鋼量身繪制了一張“航海圖”，助力其更科學(xué)、更合理地駛向彼岸。
傳統(tǒng)鋼鐵工廠往往會部署不同的自動化和信息化系統(tǒng)，造成的結(jié)果是“各自為政”，相互之間無法進行信息共享與業(yè)務(wù)集成，從而形成一個個“信息孤島”。為了避免這類問題，西門子結(jié)合河鋼石鋼的現(xiàn)場痛點，為其提供了數(shù)字化工廠的頂層設(shè)計咨詢，核心是要把數(shù)字化理念融入工廠從設(shè)計階段到建設(shè)階段再到運維階段的全流程，從而幫助河鋼石鋼做到生產(chǎn)透明、降本增效、優(yōu)化運維以及節(jié)能降耗。建設(shè)過程中，西門子還利用虛擬仿真技術(shù)搭建了河鋼石鋼新區(qū)的數(shù)字化雙胞胎，提前完成了工藝流程驗證及工廠布局優(yōu)化。
數(shù)字化工廠的建設(shè)是一項全局工程，涉及理念、技術(shù)、架構(gòu)以及人才等方方面面。西門子為河鋼石鋼提供的咨詢服務(wù)能夠幫助其優(yōu)化基地的資源配置，即通過抽絲剝繭的梳理，從源頭上消除冗余和浪費，真正實現(xiàn)降本增效。比如，多個部門能否通過流程的優(yōu)化整合為一個部門？產(chǎn)品檢驗、鐵水撈渣、行車操作等環(huán)節(jié)能否通過自動化或遠程的方式實現(xiàn)？在優(yōu)化方案實施后，這些問題都迎刃而解。今年10月底，河鋼石鋼新區(qū)正式投產(chǎn)，開啟了嶄新的數(shù)字化航程。
打造數(shù)字化“無人”料場
如果說數(shù)字化咨詢是幫助企業(yè)找到痛點的“醫(yī)”，那么完整的數(shù)字化方案就是幫助企業(yè)解決問題的“藥”。在河鋼唐鋼新區(qū)的“無人”料場，西門子的數(shù)字化“良藥”正在為傳統(tǒng)鋼鐵企業(yè)注入新動力。
過去的開放式料場普遍存在著粉塵問題。在漫天的粉塵之中，工人需要全天候輪班進行堆料、取料等操作，不敢有一絲懈怠。這種模式不僅會對操作工人的健康造成不利影響，而且可能導(dǎo)致供料產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。當(dāng)前，料場的封閉式管理已經(jīng)被納入國家環(huán)保政策要求，無人化成為大勢所趨。
2018年，西門子與河鋼就河鋼唐鋼新區(qū)先進料場數(shù)字化無人控制系統(tǒng)項目簽署協(xié)議，為其提供自動化設(shè)備和包括計劃排程系統(tǒng)（APS）、大機無人化系統(tǒng)（MOM）在內(nèi)的軟件工具，以軟硬件一體的數(shù)字化料場管理解決方案支持河鋼打造中國鋼鐵行業(yè)規(guī)模大、系統(tǒng)復(fù)雜的料場之一，樹立行業(yè)典范。
如今，在面積大約1平方公里的偌大料場中，幾乎看不到人員蹤跡。來自礦山或港口的原料被接卸下來后，直接通過長達270公里的皮帶傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)歸庫，近20臺大型堆取料機不知疲倦地自動進行著堆料、取料任務(wù)。整個過程做到了外部信息的自動感知、數(shù)據(jù)的自動計算以及運營指令的自動發(fā)出。
一般情況下，同等規(guī)模的料場需要近千名工人來運維，而河鋼唐鋼新區(qū)僅需數(shù)名員工即可維持料場的正常運轉(zhuǎn)，而且效率更高、環(huán)保更優(yōu)、控制更精、穩(wěn)定性更強，同時也有利于在后疫情時代降低人員交叉感染風(fēng)險。
探索數(shù)字化“深水區(qū)”
河鋼在數(shù)字化領(lǐng)域的探索卓有成效，但這家鋼鐵行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)并沒有止步于此，而是繼續(xù)向數(shù)字化“深水區(qū)”探索。2019年6月，河鋼成為中國較早接入西門子MindSphere工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)即服務(wù)解決方案的鋼鐵企業(yè)，基于MindSphere的智慧軋機解決方案正幫助河鋼集團衡板公司（河鋼衡板）優(yōu)化軋機運行。
對河鋼衡板而言，其首要關(guān)心的莫過于軋機的穩(wěn)定運行，因為一旦軋機出問題，軋出來的鋼卷在某個位置出現(xiàn)殘缺或裂紋，就會影響產(chǎn)品的銷售價格，甚至損害市場對企業(yè)的信任。此外，河鋼衡板希望提升軋機日常運維的效率，減少設(shè)備的停機時間。last，在穩(wěn)定和高效的基礎(chǔ)上，企業(yè)還追求節(jié)能降耗，以降低生產(chǎn)成本，提升環(huán)境效益。
借助西門子的解決方案，河鋼衡板為其軋機建立了虛擬世界里的數(shù)字化雙胞胎，可實時采集設(shè)備運行過程中的軸承、電機等設(shè)備的振動、溫度、張力、電耗等關(guān)鍵參數(shù)，并將它們傳輸至MindSphere平臺進行分析。
基于分析結(jié)果，河鋼衡板能夠以數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)，制定更優(yōu)的維護計劃，甚至預(yù)測可能發(fā)生的潛在故障。在西門子大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)的賦能下，企業(yè)可以降低對工人經(jīng)驗的依賴，實現(xiàn)軋機的科學(xué)維護，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及成品率。在項目完成后，成品率可超過99%。
“鋼鐵向材料”的轉(zhuǎn)型升級
作為世界較大[ 2020年《財富》世界500強排行榜，財富中文網(wǎng)，2020年8月10日發(fā)布。]的鋼鐵材料制造和綜合服務(wù)商之一，河鋼未來既要繼續(xù)發(fā)力，將鋼鐵主業(yè)做精做強，也要瞄準(zhǔn)鋼鐵向材料轉(zhuǎn)變的高端制造領(lǐng)域，以及與鋼鐵有關(guān)的新興產(chǎn)業(yè)。為此，河鋼發(fā)力增材制造和新材料領(lǐng)域，成立與增材制造相關(guān)的新業(yè)務(wù)板塊。
2019年3月，西門子與河鋼簽署增材制造戰(zhàn)略合作協(xié)議，以及增材制造業(yè)務(wù)咨詢服務(wù)合同。雙方將在增材制造研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、人才培養(yǎng)等方向展開合作，共同建設(shè)河鋼增材制造實驗室，并將河鋼旗下的河鋼工業(yè)技術(shù)公司打造成為中國增材制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)軍企業(yè)。
不遠的將來，也許汽車發(fā)動機這種復(fù)雜的部件不再需要由上千個零件組裝而成，河鋼可以直接通過增材制造技術(shù)將鋼鐵粉末一體成型，并且產(chǎn)品還具有更好的結(jié)構(gòu)設(shè)計、更高的強度和更優(yōu)異的質(zhì)量。而西門子提供的Teamcenter、NX、Simcenter等與虛擬仿真相關(guān)的軟件平臺，則可以幫助河鋼預(yù)先模擬增材制造過程和產(chǎn)品性能，減少試錯成本并提高研發(fā)效率。
西門子在增材制造領(lǐng)域擁有國際化技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化實力，是全球增材制造領(lǐng)域為數(shù)不多擁有全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋能力的工業(yè)企業(yè)?！昂愉搱猿峙c強者為伍，不僅著眼于現(xiàn)在，更著眼于未來?！?河鋼集團有限公司董事長于勇表示，“在智能制造、數(shù)字化工廠、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域，我們和西門子精誠協(xié)作，以前沿技術(shù)推動河鋼面向未來轉(zhuǎn)型升級，攜手打造中國鋼鐵行業(yè)智能制造新局面。”
隨著雙方合作進一步深入，越來越多的鋼鐵企業(yè)開始逐步摒棄以量取勝的傳統(tǒng)觀念，轉(zhuǎn)而追求高質(zhì)量發(fā)展，積極擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的大潮。乘著行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新機遇，中國鋼鐵企業(yè)必將迎來新的高光時刻。
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