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首鋼集團采用RFID物聯(lián)網(wǎng)高新技術(shù)支撐企業(yè)高速發(fā)展

2010-08-24 08:13 中國制造業(yè)信息化雜志社

導(dǎo)讀:物聯(lián)網(wǎng)作為信息化和自動化的結(jié)合點,具有無限放大的潛力和優(yōu)勢,首鋼敏銳地覺察到了物聯(lián)網(wǎng)在管理流程和生產(chǎn)過程優(yōu)化方面的潛力,自2009年開始,就已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用提上了議程。

  作為第一批國家經(jīng)濟體制改革試點單位,首鋼集團(以下簡稱首鋼)建成了全國冶金行業(yè)第一個企業(yè)管理信息系統(tǒng),此后的信息化與自動化建設(shè)一直在不斷提升。物聯(lián)網(wǎng)作為信息化和自動化的結(jié)合點,具有無限放大的潛力和優(yōu)勢,首鋼敏銳地覺察到了物聯(lián)網(wǎng)在管理流程和生產(chǎn)過程優(yōu)化方面的潛力,自2009年開始,就已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用提上了議程。

  自主創(chuàng)新是原動力

  近年來,冶金和鋼鐵行業(yè)的信息化進城正在逐步向核心技術(shù)發(fā)展,僅僅依靠引進和模仿是不會有所作為的,只有自助創(chuàng)新才是鋼鐵企業(yè)信息化的推動力。兩化融合的提出為鋼鐵企業(yè)的自動化和信息化指明了發(fā)展道路,那么下一步,以首鋼為代表的鋼鐵企業(yè)究竟要將重點放在哪里?

  首鋼自動化研究所主任郭雨春在采訪過程中告訴記者,首先,企業(yè)要有審時度勢和應(yīng)用新技術(shù)的敏感度?!霸诤驟RP時代,”郭雨春這樣說,“基本的流程都已確定,那么流程管理和生產(chǎn)過程工藝的優(yōu)化該如何進行?物聯(lián)網(wǎng)就可以有效地解決這方面的問題。”在生產(chǎn)過程中,首鋼采用了“一包到底”工藝,每年節(jié)省原煤2萬多噸,物聯(lián)網(wǎng)在其中的應(yīng)用已經(jīng)初具雛形。

  其次,數(shù)學(xué)模型的發(fā)展至關(guān)重要。ERP本身只是一個流程規(guī)范,而自動化和信息化的核心都是數(shù)學(xué)模型。將從前管理層和生產(chǎn)過程控制層各自分開的數(shù)學(xué)模型集成到一個平臺中,用科學(xué)的算法對管理和生產(chǎn)過程進行真實的描述,通過復(fù)雜的算法和解法,將使自動化和信息化提升到一個新的高度。依靠自助創(chuàng)新,尋找更加適合自己企業(yè)的解決方案,比破譯黑匣子更能收到立竿見影的效果,而且也只有這樣才能掌握真正的核心計算方法,使管理過程和生產(chǎn)過程控制真正發(fā)揮作用。目前,國內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)具備了這樣的實力。

  第三,能源的重要性已經(jīng)得到了普遍的認(rèn)可和重視。人無遠(yuǎn)慮,必有近憂。鋼鐵企業(yè)也是如此。鋼鐵業(yè)是以能源來衡量產(chǎn)量的行業(yè),管理思想和技術(shù)的進步以及產(chǎn)品要求的提升使鋼鐵企業(yè)意識到,被鋼鐵企業(yè)所忽視的能源已經(jīng)成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸。同時,能源消耗的下降,不僅可以降低成本,還可以提高效率,成為一個新的經(jīng)濟增長點。目前,首鋼正在進行能源中心建設(shè),自主開發(fā)了一個集過程監(jiān)控、能源管理、能源調(diào)度為一體的管控一體化的能源管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)打破了以流量計算的傳統(tǒng),改以熱值計算,實現(xiàn)了ERP和生產(chǎn)指揮的無縫連接,并建立了安全預(yù)警系統(tǒng),可極大地提高能源的利用率并達到減排增效的目的。

  信息化的發(fā)展模式當(dāng)以咨詢式為主。目前,各類軟件、系統(tǒng)的數(shù)量和種類已經(jīng)非常豐富,下一步的重點并不在于繼續(xù)開發(fā)新軟件,而在于物盡其用,將已有的軟件完善起來,使之滿足鋼鐵企業(yè)的特殊需求,并為企業(yè)進一步的決斷能力和靈敏度提供服務(wù)。

  以自有有技術(shù)為核心的集成與創(chuàng)新勢在必行。在自動化方面,生產(chǎn)過程控制不能僅僅停留在單某一環(huán)節(jié)上,而是要將整個流程統(tǒng)一起來,依靠自己的技術(shù)不斷創(chuàng)新,體現(xiàn)企業(yè)自身的水平。隨著企業(yè)不斷發(fā)展,在每一階段所需解決的問題也隨之變化,導(dǎo)致固定的生產(chǎn)流程也要因地制宜、因時制宜地發(fā)展,以保證目前的生產(chǎn)流程實現(xiàn)最優(yōu)化。例如,現(xiàn)在的企業(yè)可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進技術(shù)來實現(xiàn)管理控制和生產(chǎn)過程控制的優(yōu)化,真正實現(xiàn)智能化工廠的目標(biāo)。

  目前,我國自動化和信息化的軟件產(chǎn)品基本上都依靠引進,依靠別人就要受制于人,國產(chǎn)軟件若要發(fā)展和超越,自主創(chuàng)新是原動力。這需要行業(yè)內(nèi)部和行業(yè)之間的積極支持和配合,強強聯(lián)合,形成優(yōu)勢互補,才能做大做強。

  物聯(lián)網(wǎng):鋼鐵企業(yè)“新寵”

  近日,全國物流標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會正式通知下屬專業(yè)委員會,宣布啟動“重點物流領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”項目,其中就涵蓋了鋼鐵物流,而物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)前各行各業(yè)的“新寵”,在制造業(yè)的聲勢日漸浩大,在鋼鐵行業(yè)也將大有所為。首鋼自動化技術(shù)有限公司電子設(shè)備制造部劉劍勤告訴記者,首鋼自2009年就已經(jīng)著手于物聯(lián)網(wǎng)的實際應(yīng)用研究,范圍涵蓋鋼鐵行業(yè)人員管理、工廠的物料跟蹤以及以RFID技術(shù)為主的門禁管理,目前已有了初步應(yīng)用。

  用在哪?

  結(jié)合首鋼對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的經(jīng)驗和進一步取向的探討,劉劍勤認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)將在以下幾個方面大有作為。

  物料跟蹤和生產(chǎn)過程跟蹤是以RFID技術(shù)為代表的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用點之一。企業(yè)通過將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于原材料采購、庫存、銷售等領(lǐng)域,不斷完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系,既可提高供應(yīng)鏈效率,又可降低成本。

  設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。“考慮到鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程和過程優(yōu)化,首先,要掌握設(shè)備的運行狀態(tài)?!眲η谡f。鋼鐵業(yè)屬于設(shè)備密集型企業(yè),每一個設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)都需要采集到,只有預(yù)先掌握設(shè)備的狀態(tài)才能保證生產(chǎn)流程的順利進行。

  環(huán)境監(jiān)測。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實時監(jiān)控(如對不安全氣體泄露的監(jiān)測等),不僅可以遠(yuǎn)程關(guān)閉運行中的設(shè)備,還能防止突發(fā)性事故的發(fā)生。

  能源系統(tǒng)的監(jiān)測。運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對水、電、氣等能源進行有效的分配和調(diào)度,提高效率,降低能耗和成本。
  礦山的安全監(jiān)控。通過物聯(lián)網(wǎng)的實時跟蹤,礦山設(shè)備、人員、環(huán)境的狀態(tài)可以實時地反映到系統(tǒng)中來,提前預(yù)知安全隱患。

  怎么用?

  每一種新概念的出現(xiàn)都需要成熟技術(shù)的支持,否則其應(yīng)用將成為空中樓閣,物聯(lián)網(wǎng)也不例外。目前,首鋼的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要通過三種技術(shù)來實現(xiàn)。

  首先是RFID技術(shù)。該技術(shù)主要以標(biāo)識卡為手段,相對來說比較成熟,即使在不同的標(biāo)準(zhǔn)下,仍然可以集成在同一平臺當(dāng)中。

  鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)和運輸過程中都有很多難點,鐵水的高溫對環(huán)境和電子設(shè)備的要求極高就是其中比較突出的問題,不僅容易造成熱量的損失,還會提高成本,降低效率?;阡撹F行業(yè)對RFID技術(shù)的特殊要求,2009年,首鋼通過對該技術(shù)的重新開發(fā),成功實現(xiàn)了鐵水包的跟蹤,即“一包到底”工藝。該工藝是將高爐生產(chǎn)出來的鐵水,經(jīng)過必要工藝流程處理后,通過RFID跟蹤測距,以不更換鐵水包的生產(chǎn)組織模式,直接兌入轉(zhuǎn)爐冶煉的鐵水運輸方式。與目前鋼鐵企業(yè)較普遍采用的魚雷罐車鐵水運輸方式相比,此項技術(shù)低碳環(huán)保優(yōu)勢明顯,是物聯(lián)網(wǎng)在鋼鐵企業(yè)生流程控制方面的初步應(yīng)用。

  第二種技術(shù)即無線傳感網(wǎng),也是在實際應(yīng)用當(dāng)中存在較多難點的技術(shù)。無線傳感網(wǎng)一般由在空間分布的和獨立的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成,將一系列空間分散的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進行連接,從而將各自采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸匯總,以實現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控,并根據(jù)這些信息進行相應(yīng)的分析和處理。在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程中,通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中大量節(jié)點來進行傳輸距離、功率、傳輸速度乃至成本等的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,可以擴大測控系統(tǒng)應(yīng)用范圍,并基于現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝優(yōu)化的需要,將工廠的物資流、現(xiàn)金流進行整合。

  最后,則是利用工廠已形成的高速以太網(wǎng)將各個接口相連。首鋼生產(chǎn)汽車板的設(shè)備是最為先進的,但所生產(chǎn)的汽車板質(zhì)量反而不如寶鋼。質(zhì)量分析發(fā)現(xiàn),分析監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)可以找到缺陷產(chǎn)生的原因。因此,該過程中所收集的數(shù)據(jù)可以幫助提高產(chǎn)品的性能。