破解鋼鐵行業智能製造

鋼鐵行業是國民經濟基礎支柱產業

智能製造是鋼鐵行業轉型升級發展的有力保障

隨著鋼鐵企業智能製造的不斷推進

如何提升成本居高不下、改造難度極大的

鋼鐵生產物流管理領域智能化水平

成為人們關注的重點！！！

痛點問題

目前國內各大鋼鐵企業正在逐漸按 ERP+MES+PCS+PLC的架構來建設自動化及信息化系統。但由於缺少庫區底層生產、製造、管理過程中的大量生產、庫存等基礎信息，導致管理與生產環節無法進行良好的雙向信息交互，產生信息孤島與斷層現象，極大的制約企業生產效率。

“

科遠智慧旗下南京聞望自動化針對鋼鐵企業庫區管理自動化所面臨痛點問題，推出了具有自主知識產權的基於OCR （光學字符識別）、RFID (無線射頻識別技術)、三維點雲辨識算法、格雷母線測距定位、無線射頻通訊技術、行車防搖控制系統等前沿技術，通過對鐵鋼包、行車、叉車、卡車等生產及運輸設備的定位跟蹤，實現鐵水、鋼水、板坯、卷材、線材、板材等一系列物資及產品自動跟蹤調度管理，保證鋼鐵企業高效、精準、實時的進行物流及倉儲過程管理，達到賦能減員增效的目的。

”

01 鐵、鋼包跟蹤調度系統

目前國內大多數鋼廠在鍊鐵、鍊鋼車間都建立了單一工位的計算機過程控制系統，如倒罐、脫硫、轉爐、精煉和連鑄等計算機過程控制系統。但對鐵包、鋼包等鍊鋼廠內容納、處理、輸送和澆注熔融金屬用的主要容器卻往往沒有成熟的系統，還是利用傳統人工方式進行粗放管理。

生產管理問題

• 調度所需人員多，低效、不及時、工作強度大；
• 數據統計量大、易出錯，數據更新不及時；
• 調度不及時帶來重複加熱，耗能多，環保壓力大；
• 包體調用很難做到均衡，有包閒置，有包過度使用；
• 人員在廠區內跟蹤調度，生命財產安全難以保障；
• 對包體狀態、使用壽命等全生命週期信息跟蹤不及時、獲取難。

鐵鋼包跟蹤調度管理系統根據鍊鐵鍊鋼區域實際生產情況及物流調度需求，通過車輛位置跟蹤、鐵鋼包自動識別及定位，實現系統對鐵鋼包、運輸車輛（汽車、天車）及駕駛人員的統一調度管理，大大提高物料運輸效率。

系統主要由主控系統、無線數據傳輸系統、行車終端系統、包號識別系統、信息管理系統等五個子系統構成，實現了鐵包和鋼包從新包砌築、上線烘烤到維修、耐材和拆包的全生命週期的管理。

通過鐵包、鋼包的生命週期管理，自動更新包齡，記錄烘烤和維修記錄，最大程度上預防穿包事件的發生，提高了整個鍊鋼環節的安全。

環保

通過提高包的運轉效率，縮短運轉週期，減少熱量損失的同時減少汙染排放。

提效

顯著減少流轉包的數量和重複加熱的費用。

系統採用B/S架構，以動態二維和三維視圖的形式為管理調度人員提供準確的鐵鋼包實時位置和流轉信息。

目前聞望已成功實施：山東鋼鐵、東北特鋼、沙鋼集團、天津榮程鋼鐵等多個鐵鋼包跟蹤項目，助力其實現節能、減員、提效。

02 無人天車系統

無人天車系統在產品入庫、出庫、上料、下料、倒庫、管理等環節可取消或減少人工操作，全方位實現全過程集成化、智能化和自動化控制，對於減少行車衝擊、行車維護，提高自動化及管理水平，提高管理、操作人員素質，降低輸送成本，提高輸送效率有著重要意義。

行車自動化系統

行車電機採用全變頻控制，採用先進的DTC直接轉矩閉環控制，行車運行平穩衝擊小，減少維護；採用高品質PLC作為行車的主控制器，確保穩定可靠；通過軌跡規劃，避讓障礙，節約路徑，提高運行效率。

行車定位系統

冗餘定位系統，定位更加安全可靠；大車採用格雷母線定位，採用非接觸性位置測量 ，抗干擾能力強，定位距離遠，最大可達1000米，定位精度： ≤±15mm。

行車防搖系統

位置與角度雙閉環控制；

測量範圍：-8.5~8.5度（15米繩長時）;

測量速度：15米/秒；

角度分辨率：0.04度；

測量距離：2.5~15米；

發明專利：201811431682.6 | 一種橋式吊車運行末段防搖定位方法及系統。

▲搖擺角度測定

行車防撞系統

確保在全自動模式下，行車之間，行車與端牆、夾鉗或夾持物與地面物體之間不發生碰撞事故；

防碰撞精度：＜±50mm。

智能夾鉗系統

開閉和旋轉都採用變頻控制，衝擊小；有線通訊和無線通訊冗餘，通訊可靠；夾鉗增加編碼器和激光測距，位置準確； 多組傳感器用來確定鋼卷狀態，確保安全可靠。

目前聞望已為沙鋼集團和玖隆物流有限公司內的多臺行車實現了無人化的改造，行車無人化作業率達99%。

03 WMS庫區管理系統

WMS庫區管理系統在行車自動化系統的基礎上增加了SRS三維影像成像技術、車輛防撞和管理、地面安全保護等硬件設備，在接收到庫區MES作業信息後，通過協調行車和地面設備協同作業，實現庫區無人化作業與管理。

主要功能：

• 行車運行智能控制
• 庫區管理與盤庫管理
• 庫區和設備狀態動態可視化管理
• 庫區機組跟蹤以及計劃跟蹤管理
• 物流設備管理
• 出入庫智能管理
• 作業指令管理
• 行車智能調度
• 庫位智能推薦
• 庫區安全管理
• 作業實績統計與報表分析

系統優點：

• 行車運行更加平穩、避免因司機不規範操作給設備帶來的衝擊損傷，提高行車的使用壽命；
• 提卷和落卷過程中輕拿輕放，鋼卷無損傷；
• 減少庫區人員5-8名，減少人員費用支出、降低人員傷亡風險；
• 多車、多設備協同作業，已實現5臺行車協同工作；
• 庫區生產信息流更加暢通高效，構建生產實時監控及調度、全過程追溯體系；
• 經統計，在項目實施後，因合理規劃庫區，進行高效調度，有效提升庫區容量近20%。

SRS三維掃描系統

採用激光掃描，掃描範圍大，可包括整個卡車，無需多次掃描；通過三維點雲辨識算法進行圖像處理，自動判別車輛、鋼卷和鞍座；測定誤差足夠滿足現場定位需求，誤差≤ ±50mm。

04 行車定位無線調度系統

鋼鐵企業的特點是生產過程複雜，環節多，產品種類豐富；有較多的半成品庫和成品庫，且庫區產品重，體積大，需藉助設備進行搬運。鋼鐵企業的下游客戶多為製造業用戶，需進行二次加工，且對產品有不同要求，如何高效尋找到庫區內產品、高效流轉，提高庫區物流效率，對提升鋼鐵企業的效益有著重要意義。

鋼鐵企業庫區現狀

• 效率低：需由人員在庫區內進行大量的盤庫工作，尋找作業對象，天車需和地面指揮人員聯動作業;
• 易出錯：現場工作環境差，作業員需在噪音大的環境下工作，且存在同時與多名行車工溝通，指令易混淆，易造成誤聽誤操作；
• 數據更新不及時，影響出入庫計劃：現場吊裝結果採用人工記錄上傳，無法及時將結果返回至管理系統，且容易產生記錄錯誤。

系統組成

智能庫存管理系統：作為整個系統的核心，完成與MES、天車主控、地面鋼卷運輸系統等多個系統的通訊，並通過MES發送的鋼卷信息，對地面鋼卷運輸系統的電容小車及各個庫區的天車進行合理的調度安排；

移動終端庫區管理系統：為庫區計量人員提供入庫、盤庫、出庫複核等功能，以保證庫存信息管理工作的準確性；

可視化操作系統：採用B/S架構，允許多點登錄；用戶通過點擊選中可視化界面內的庫區及行車，查詢庫區詳細庫存及行車狀態等情況。

系統特點

• 提高庫存管理信息的準確性和實時性;
• 系統採用模塊化設計，可根據企業需求進行靈活組合和擴展；
• 縮短了盤庫時間，提高了庫區出入庫的效率；
• 系統適應性強，不受行車自身抖動影響，能適應鋼鐵企業庫區灰塵重、溫度較高的環境。

05 板材噴號圖像識別系統

系統基於圖像識別技術，由激光對射器、工業相機、工控機及識別服務器組成。鋼板由輥道輸送庫區入口處，通過一對激光對射器中間，觸發工業相機對鋼板板號進行自動抓拍，圖像傳送至圖像識別客戶機，再通過圖像處理服務器，完成鋼板板號的識別、校驗及傳輸工作。

系統特點

• 國內首次採用光學字符識別技術實現板材編號的自動識別，識別率可達98%以上，識別時間低於2s；
• 基於具有自主知識產權的OCR（Optical Character Recongnition,光學字符識別）技術 ；
• 無需輥道停車，在線識別，效率高;
• 無需人工識別，減少線上人員作業，更加安全，同時減少出錯率和人員工作強度；
• 可與庫區物流管理系統結合，有效提高板材庫存信息的準確性和實時性。

06 數字化料場

將整個料場內的堆取料機、輸送膠帶、條形料堆納入到統一的數字化料場系統中，通過與激光三維成像技術、各類智能測量技術，以及堆取料機自動控制技術等的融合，實現料場的全流程自動化控制。

系統特點

• 實時動態監測煤場（表面、內部）溫度， 通過三維模型建立實時溫度監測場，聯動消防炮；
• 通過對環境數據的實時監控分析，對各種有害氣體及粉塵濃度設置二級報警，確保人員安全健康；
• 聯動抑塵設備或通風系統進行降塵及換氣作業；
• 自動監測煤堆形態變化及各區域原料各類屬性的變化；
• 存料數據根據生產情況實時自動更新，並通過動態、精確的三維圖形化展示。

系統組成

原料採製無人化系統

利用自動化技術、網絡技術、物聯網技術，實現原料運輸、採製化等料場業務線上的各類設備全過程智能化監控和調度，為原料接卸智能化、原料驗收智能化提供了有力支撐。

入廠、入爐煤實現採樣、制樣、封樣、送樣、存樣、取樣、化驗全過程無縫銜接，保證樣品安全，杜絕人為干預，保障化驗數據準確性。

無人值守堆取料機

現有煤場管理均為手工操作，煤場環境惡劣，需要員工長時間集中注意力，勞動強度大，稍有不甚極易發生生產安全事故，並且煤炭搬運出力不均勻、效率波動大。

無人值守堆取料機可實現鋼廠或電廠燃料散料搬運的智能化，無需現場操作，首先實現無人監盤、少人值守，最終實現無人煤場。

07 布料小車自動化控制系統

布料小車自動化控制系統採用自主研發的格雷母線定位技術，實現對布料小車的精準定位和自動化控制，擺脫傳統人工控制，達到智能運行生產的目的。

系統特點

• 定位精準，採用自主研發的格雷母線技術進行定位，定位精度高，適應惡劣環境的能力強；
• 遠程控制，遠離粉塵大的生產環境，可遠程操控小車與料位計配合使用，可實現系統的自動運行；
• 與庫區調度系統完美配合，智能排定生產計劃，協同作業；
• 實時監控，可視化界面動態顯示小車狀態。

08 格雷母線定位系統

格雷母線定位系統是南京聞望自主研發的定位系統，設備基於電磁感應原理，最高可達10mm級定位精度，用於有軌機車行走位移精確測量。

系統特點

• 非接觸工作方式，無滑脫和磨損故障
• 絕對位置檢測，能夠連續、高精度地檢測絕對地址，位置檢測精度可達±5mm；
• 通信適用範圍廣，通過電耦合來進行通信，不受環境條件制約，接收靈敏度高，可以適用於隧道內空間等電磁波很難傳送的場合；
• 不受無管會管制，系統數據通信的載頻為低頻，所產生的電磁場只限於幾米範圍內，不需要向無管會申請即可使用；
• 兼容性好，位置檢測和數據通信可以合用一根格雷母線電纜，不影響現場設備；
• 抗干擾能力強，使用交叉扭絞結構及相位檢測技術，天線箱和格雷母線兩者間隙從50毫米到150毫米均可正常工作，不受環境噪音和接收信號電平波動的影響。

格雷母線自動化生產線

格雷母線的生產有嚴格的編線機制要求，每間隔一小段就需要將一對線或者多對線進行交叉編制，傳統人工生產格雷母線生產效率低，出錯率高。

聞望格雷母線產品生產於科遠智慧濱江智能工廠，該工廠是南京市首批智能工廠、江蘇省示範智能車間，擁有高度的自動化和信息化水平，可有效提高格雷母線生產效率，降低出錯率，保障產品質量。

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