منطق آهن

منطق آهن: چگونه متالورژی با چالش های صنعت 4.0 مقابله می کند
معرفی سیستم های هوش مصنوعی چشم اندازهای رشد جدیدی را برای صنعت فولاد باز می کند
صنعت فولاد یکی از پیشروها در تولید هوشمند است. فعالانه از فرصت های انقلاب صنعتی چهارم استفاده می کند. برای صنعت فولاد، Industry 4.0 به معنای کارخانه فولاد تقریبا مستقل است. همه کارکنان، محصولات و امکانات تولید به لطف اینترنت اشیا (IoT) به یکدیگر متصل هستند.

حسگرها در یک کارخانه حجم عظیمی از داده ها را جمع آوری می کنند. سپس این داده ها توسط هوش مصنوعی (AI) پردازش می شوند. این به شما امکان می دهد تولید را بهینه کنید و از هم افزایی بالا در شرکت اطمینان حاصل کنید.

مغز فرآیند
شرکت کره جنوبی POSCO صاحب دو تا از بزرگترین کارخانه های متالورژی در جهان - در گوانگ یانگ و پوهانگ است. در سال 2016، 41.6 میلیون تن فولاد تولید کرد. پلت فرم نرم افزاری POSFrame آن، داده های بزرگ ارائه شده توسط چندین حسگر را جمع آوری می کند و سپس آن را به هوش مصنوعی ارسال می کند.

پارک جین سو، مدیر پروژه کارخانه اسمارت توضیح می‌دهد: «ما قبلاً ذخیره‌های داده‌های مختلف زیادی داشتیم، اما اکنون همه آنها را به اینجا منتقل کرده‌ایم.

POSFrame چیزهای زیادی برای یادگیری داشت. بنابراین POSCO از باتجربه ترین کارمندان خود خواست تا در آموزش هوش مصنوعی کمک کنند.

بسیاری از دانش ما مستقیماً در سر اپراتورها و مهندسان ما ذخیره می شود. پارک می گوید: هدف ما استخراج این دانش و تبدیل آن به نوعی هوش است.

اصل راهنمای POSCO و دیگر تولیدکنندگان فولاد را می‌توان در سخنان مشاور و نویسنده مشهور پیتر دراکر خلاصه کرد: «شما نمی‌توانید آنچه را که نمی‌توانید اندازه‌گیری کنید مدیریت کنید، و نمی‌توانید آنچه را که نمی‌توانید مدیریت کنید، بهبود بخشید. ”

ایمنی، کارایی و بهره وری

شرکت های فولادی مدرن مانند تناریس وراکروز، مکزیک، هر روز حجم عظیمی از داده ها را پردازش می کنند

دکتر فرانتس آندروش، رئیس بخش تحقیق و توسعه در تولید کننده فولاد اتریشی Voestalpine، تأکید می کند که توانایی مستندسازی کامل تمام مراحل تولید، اساس صنعت 4.0 است.

«سیستم‌های اندازه‌گیری و نظارت الکترونیکی متعدد به طور خودکار طیف گسترده‌ای از پارامترهای فرآیند و محصول را ضبط، شبکه و استفاده می‌کنند. این امر برنامه ریزی برای زمان خرابی را آسان تر می کند، بهره وری را بهبود می بخشد و کیفیت بالای محصول را تضمین می کند.

قلب یک کارخانه فولاد سنتی کوره بلند است. اساس هر کارخانه فولاد هوشمند، نوآوری از پایین است.

Voestalpine قبلاً در سایت یکپارچه خود در لینز به نتایج چشمگیری دست یافته است. کوره های بلند باید به طور مداوم با لایه های متناوب کک و زینتر شارژ شوند. وجود چنین لایه هایی جریان یکنواخت گاز را تضمین می کند. تا همین اواخر، تشخیص تخلفات دما آسان نبود. اما به لطف فناوری رادار سه بعدی، Voestalpine توانست یک مدل جامع از فرآیند بارگیری ایجاد کند که امکان اندازه گیری پارامترهای سلامت کوره بلند را در زمان واقعی فراهم می کند. این امر امکان افزایش بازده کلی محصول و کاهش درصد ضایعات را فراهم کرد.

ترکیب تجربه و فناوری جدید کار در کارخانه های فولاد را ایمن تر می کند. برای دستیابی به وضعیت شکست صفر، Nippon Steel و Sumitomo Metal Corporation (NSSMC) سعی می کنند موقعیت های خطرناک را قبل از وقوع پیش بینی کنند.

مهندسان از کلاه ایمنی هوشمند مجهز به دوربین، حسگر گازهای خطرناک و شتاب سنج استفاده می کنند. اگر کارگر وارد منطقه خطر شود، کلاه ایمنی بلافاصله سیگنال مربوطه را به او می دهد. در صورت سقوط یک کارگر، کلاه ایمنی بلافاصله به سیستم هشدار می دهد.

انقلاب داده ها
 

اطلاعات مربوط به فرآیند تولید فولاد قبلاً در دسترس بوده است. اما فناوری‌های انقلاب صنعتی چهارم فرصت‌های جدیدی را باز می‌کنند. به لطف آنها، تولیدکنندگان فولاد می توانند با استفاده از انواع حسگرها و سیستم های هوشمند که داده ها را از طریق یک شبکه محلی تبادل می کنند، اطلاعات بیشتری را جمع آوری کنند.

به عنوان مثال، هنگامی که قطعه کار وارد کوره گرم می شود، سنسورها ورودی هوا را بررسی می کنند. نتایج به هوش مصنوعی منتقل می شود که دمای صحیح را تعیین می کند. سپس دمای قسمت های بالایی و پایینی قطعه کار اندازه گیری می شود.

"کنترل تفاوت در این دماها بسیار مهم است. در غیر این صورت، قطعه کار باید برای نورد مجدد ارسال شود. – قطعه کار نیز می تواند در فر گیر کند. این می تواند به روند تولید آسیب برساند و باعث بروز حوادث شود.»

کارخانه های هوشمند نیز فرصت های جدیدی را برای تعمیر و نگهداری تجهیزات باز می کنند.

پارک می‌گوید: «با گنجاندن اطلاعات در فرآیندهای خود، ما در تلاش هستیم تا نگهداری پیشگیرانه‌تری را در کارخانه‌های خود فراهم کنیم. "و این نه تنها به معنای کاهش هزینه‌ها، بلکه همچنین کاهش زمان توقف برنامه‌ریزی نشده است."

کارخانه های فولاد 24/7 کار می کنند. تغییر موتور هواپیما در پرواز غیرممکن است. تعویض اجزای جداگانه در کارخانه تقریباً به همان اندازه دشوار است.

به گفته آندروش، «انقلاب دیجیتال همچنین تعامل با تأمین‌کنندگان و مشتریان را تغییر می‌دهد و کسب‌وکارها از پلتفرم‌های آنلاین، برنامه‌ها و سایر سیستم‌ها برای پیگیری سفارش‌ها و سایر خدمات استفاده می‌کنند». بنابراین، به ایجاد مدل های کسب و کار اساساً جدید کمک می کند.

ذخیره انرژی
کارخانه های فولاد از انقلاب صنعتی جدید برای انجام کارهایی فراتر از افزایش بهره وری استفاده می کنند. آنها همچنین در حال نصب کنتورهای هوشمند و سنسورهای دیگری هستند که باعث کاهش انتشار CO2 و کاهش اتلاف انرژی می شود.

بسیاری از کارخانه ها برق خود را با استفاده از گاز از کوره ها و فرآیندهای نورد تولید می کنند. با این حال، دیگران باید از توان زیادی از شبکه استفاده کنند و همیشه به دنبال کاهش هزینه های انجام این کار هستند.

گریدهای مختلف فولاد به مقادیر متفاوتی انرژی نیاز دارند. حسگرهای مدرن می توانند مشخص کنند که کدام گریدهای فولادی انرژی برترین هستند. تولیدکنندگان فولاد می توانند قیمت انرژی را تجزیه و تحلیل کنند تا مطمئن شوند که گریدهای خاص با کمترین میزان انرژی مورد نیاز تولید می شوند.

اندازه گیری و بهبود یابد
 

کنترل مجازی ممکن است به زودی به واقعیت تبدیل شود

هوش مصنوعی همچنین به کاهش هزینه های گالوانیزه کمک می کند. پس از غوطه ور شدن فولاد، تیغه برش بر اساس اندازه گیری های زمان واقعی تنظیم می شود. این امکان کنترل دقیق ضخامت پوشش را فراهم می کند.

پارک توضیح می‌دهد: «اگر فرآیند گالوانیزه کردن را زیاده‌روی کنید، هزینه‌های اضافی به همراه خواهد داشت.

با استفاده از هوش مصنوعی، POSCO کنترل پوشش را از 84٪ به 99٪ بهبود بخشید.

داده های هر فرآیند به بخشی از کد دیجیتال برای هر قطعه کاری که از کارخانه عبور می کند تبدیل می شود. مقدار اطلاعات جمع آوری شده توسط POSCO به طور تصاعدی افزایش یافته است. این به نوبه خود کیفیت محصول را تضمین می کند.

پارک می‌گوید: «داده‌های کامل به ما امکان می‌دهد دقیقاً مشخص کنیم که کدام عملیات و کجا محاسبه اشتباه، در کدام شیفت، چه زمانی و تحت چه شرایطی رخ داده است».

این دقت مسئولیت پذیری کامل را تضمین می کند و به فولادسازان این فرصت را می دهد تا از طریق بهبود مستمر عیوب را برطرف کنند.

این وظیفه اصلی پیاده سازی یک کارخانه هوشمند است: جمع آوری داده های دقیق. تمام فرآیندهای دیگر به این بستگی دارد.

تیم موثر

جمع آوری تیم مناسب نیز کار بسیار دشواری است. دانشمند داده ای که به POSCO می پیوندد ممکن است دانش مورد نیاز دامنه را نداشته باشد.

برای اطمینان از کار تیمی موفق، این شرکت برنامه ای را برای القای فرهنگ هوشمند در میان مهندسان POSCO و ترویج تحول تفکر در سطح گروه راه اندازی کرده است. مشتریان و تامین کنندگان و همچنین متخصصان جوان نیز به این برنامه آموزشی دسترسی دارند.

علیرغم نگرانی ها مبنی بر اینکه روبات ها می توانند مشاغل مردم را از بین ببرند، اجرای Smart Factory منجر به کاهش تعداد کارمندان POSCO نمی شود. توزیع مجدد توابع وجود دارد. تعداد کمتری از کارکنان به طور مستقیم در تولید کار می کنند، اما تعداد بیشتری درگیر تجزیه و تحلیل داده ها یا توسعه راه حل های نوآورانه هستند.

فرآیندها و تجهیزات خودکار نیازمند متخصصانی هستند که نحوه عملکرد روبات ها و نحوه کنترل آنها را درک کنند. این کار جدی است. به همین دلیل است که شرکت ها دوره های آموزشی و موسسات آموزشی ویژه ای را برای کارمندان خود ایجاد می کنند.

در مواجهه با رقابت فزاینده - نه تنها از سوی سایر شرکت‌های فولادی، بلکه از سوی تولیدکنندگان مواد دیگر، تولیدکنندگان فولاد از فرصت‌هایی استفاده می‌کنند که Industry 4.0 برای آنها به ارمغان می‌آورد تا کارایی خود را بهبود بخشند و رقبا را شکست دهند.