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工业灯塔十城行·上海丨探访中国钢铁行业首个“灯塔工厂”:数字赋能,钢铁从“指尖”炼成

  • 2023-03-20 09:02:29 来源:川观新闻

谁能想到,照亮全球智能制造的“灯塔工厂”,内部却“漆黑一片”。

春暖花开之际,四川日报全媒体工业“灯塔”十城行的第一站,来到位于上海市宝山区的宝钢股份宝山基地。

冷轧厂热镀锌智能车间的大门一开,让人感觉仿佛走进了一座溶洞,几组氛围彩灯微微照亮通道,整齐摆放的钢卷像一座座钟乳石,泛起五颜六色的微光。


(资料图片)

“黑灯车间”是智能化无人工厂的一种形象说法,因为无需人工操作,所以可以关灯运行。看不见的不仅是关了灯的工厂内景,还有无数条数据流转其间的工业互联网。宝钢股份宝山基地2020年入选世界经济论坛评出的全球“灯塔工厂”,在国内钢铁行业拔得头筹。“灯塔工厂”代表着全球智能制造最高水平,有“智能制造奥斯卡”之称。

为什么是宝钢?这里改变了什么?记者走进这座工厂,探访制造业数字化转型的奥秘。

“黑灯车间”一角

五彩斑斓的“黑”

“我们本来不开灯的,为了你们参观才开了一组彩灯。”在被宝钢股份冷轧厂四冷轧分厂厂长沈青福引导进入车间后,记者慢慢适应了暗光环境,循着头顶的声音抬眼望去,隐约看见了一条移动的“长龙”。

它被叫做“行车”,是钢铁企业最重要的搬运设备,像雄鹰一般盘旋在工厂上空,时不时伸出“爪子”,把高约两米的钢卷从原料库精准搬运到生产位。

“黑灯车间”现场几乎一片漆黑,只有“行车”吊装钢卷时的隆隆声。

以前,这样的工作需要靠司机爬上“行车”驾驶舱,在地面指挥工的密切配合下才能操作。钢卷进入生产位,冷轧工序从此开始,经过酸轧、退火、镀锌、彩涂等流程,变成厚度更薄、精度更高的板材。最终,它们中的绝大多数会进入汽车制造企业,被加工成汽车的钢铁外壳,开进千家万户。

跟着沈青福往里走,来到退火作业区。在这里,钢卷被一点点展开,在高30米共7层的退火炉上流转,丝滑如绸缎。这道工序中,钢板会从室温快速升高到800度,热源来自炼铁工序生产的副产品——高炉煤气,“尾气”再利用,能耗可以大幅降低,还能节约成本。不过煤气也有个缺点,易燃易爆炸,需要严防泄漏。过去监测工作由人工完成,工人每隔12小时巡检一次,每次在退火炉上爬上爬下至少2—3小时,夏天需要忍受近50℃的高温。但现在,这项工作被宝钢自主研发的巡检机器人取代了,它们会沿着固定的闭环轨道,24小时“盯梢”,不放过一丁点问题。

沈青福正在“黑灯车间”巡查。

沈青福介绍,产品质量把控是靠一套全自动检测系统。高速摄像机每秒都会对带钢表面进行高速抓拍,如同高速公路上的“电子警察”,头发丝粗细的划痕都逃不过它们的眼睛,过去靠人工很难实现。这座“黑灯车间”内,类似机器取代人工的场景还有很多。

在宝钢,被取代的岗位被概括为“3D”岗位,即Dirty(脏)、Difficult(累)、Dangerous(险)岗位。截至2022年底,宝钢股份共有1179台机器人“上岗”,机器人应用密度居国内钢铁行业首位,2800名体力劳动者从“3D”岗位解放出来。

“动车”开进工厂里

参观完工厂,记者十分好奇:人都去哪了?

沈青福带记者来到操作室,4名工作人员坐在电脑前,监控着各类生产数据。这里是“黑灯车间”的“大脑”,将原来6个分散的操作室合并为一,工作效率进一步提高。

“原来是一个萝卜一个坑,现在几个萝卜在一个大坑。”宝钢股份大数据与智慧化部网络与信息安全高级经理李佳说,随着5G技术、工业机器人以及自动化装备等的集成应用,传统的作业方式被颠覆性改变,“工作人员在操作室喝着咖啡,动动指尖就可以炼钢了。”

智慧控制中心。

从冷轧厂“黑灯车间”起步,无人化的探索在宝钢多个生产环节被复制。被取代的岗位是“3D”,要实现的目标则是“四个一律”,即:现场操控室一律集中、操作岗位一律采用机器人、运维一律远程、服务环节一律上线。

宝钢股份宝山基地2022年初投运的智慧铁水运输系统就是这样一个典型案例。企业自主研发SmartTPC(灵巧鱼雷车),因外形像鱼雷而得名,它可在铁道上自动驾驶、自动进路、自动充电,被称为宝钢的“动车”。

智慧铁水运输系统正在运行。

在“动车”的调度室,原来的运输司机周慎摇身一变成了调度员。他的面前有两台弧形屏幕,一边是电子运行图,一边是工作表格,墙上的大屏幕还显示着各个卡口的实时监控画面。以前周慎操作一台车,现在同时监控10多辆车,他只需要在出现异常报警的时候,人工干预处理。运用智慧铁水运输系统之后,工人数量下降到了原先的三分之一。

更重要的是,在人员减少的同时,铁水运输效率也得到了极大的提升。

宝钢股份运输部混铁车专项点检唐建峰介绍,运用智慧铁水运输系统后,铁水配罐的流程得以优化,单台鱼雷车每日的周转次数从3次提升至最高6次,带动了铁钢界面的作业效率提升。同时,因为减少了鱼雷车的单程运输时间,进而减少铁水温降,节省下来的温度相当于每年减少二氧化碳排放量4000吨。

“孤岛”变“大树”

近年来,钢铁企业面临行业产能过剩的共性问题,以及助力实现“双碳”目标带来的转型挑战,在可预见的更加激烈的竞争中,钢企该如何巩固自身的“护城河”?

答案还是效率。

宝钢从2015年开始启动智慧制造,已累计投入超过70亿元。不过,无论是“黑灯车间”还是智慧化铁水运输系统,都是基于点位的数字化改造。

“单一区块的效率提升了,但整体性还不够。”李佳说。基于此,在“四个一律”的基础上,宝钢提出了智慧制造的“2.0”版本,通过跨产业、跨空间、跨界面的融合,打通生产线上下游,打破地域时空阻隔,连接各部门各中心,打造一个工业互联网大平台。

在宝钢的“五合一”运行管控中心,一张环形屏幕堪比电影院巨幕。屏幕大,首先是因为数据多。这里是宝钢工业互联网平台的中枢,制造、设备、能环、运输、安保五个部门的数据合在一张大数据平台上,实现总部及四大基地数据的统一管理运营。“无论是2公里之外的产线,还是2000公里之外的产线,都能够‘一键遥控’指挥。”宝钢股份制造管理部高级主任工程师周捷说。

假如从空中俯瞰,这座建筑就像一棵树的树干,周围的连廊像树枝,连接生产管理部门,构建起数据驱动生产的智慧生态体系。

仅仅“一棵树”还不够。在宝钢的构想中,做好公司内部“三跨”融合的基础上,未来还要跨出宝钢股份,甚至跨出宝武集团,以产业建圈强链的思路,与产业链、供应链上的其他企业融合集成,打造钢铁产业智慧化生态圈。

“通过一张工业互联网,把原料采购、生产制造、产品销售、物流运输等各环节打通,提升钢铁行业整体运行效率,助力中国钢铁智慧化转型。”李佳说。

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