本報(bào)通訊員 彭海波
近日，昆鋼基于數(shù)據(jù)流式計(jì)算的鋼鐵企業(yè)智能協(xié)同調(diào)度執(zhí)行系統(tǒng)（Steel-ICSES）科技項(xiàng)目成果喜獲2019年云南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，同時(shí)獲得2020年中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。經(jīng)專家鑒定，認(rèn)為該項(xiàng)目“特點(diǎn)鮮明、設(shè)計(jì)完整、技術(shù)先進(jìn)、創(chuàng)新性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，具有很高的行業(yè)示范和推廣價(jià)值”。
在數(shù)字經(jīng)濟(jì)風(fēng)起云涌的時(shí)代，企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化升級(jí)是大勢(shì)所趨。昆鋼作為傳統(tǒng)制造企業(yè)，也在此次自動(dòng)化、智能化大潮中不斷地尋求突破。該系統(tǒng)由昆鋼、武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司、云南昆鋼電子信息科技有限公司和昆明理工大學(xué)合作開發(fā)，經(jīng)過研發(fā)團(tuán)隊(duì)3年多的奮戰(zhàn)，該系統(tǒng)于2014年10月開始陸續(xù)在該集團(tuán)本部、玉鋼、紅鋼推廣應(yīng)用，覆蓋燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、棒材、型材等主體生產(chǎn)工序；于2014年12月底正式上線運(yùn)行。
立項(xiàng)
昆鋼是典型的流程型長(zhǎng)材生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)過程既要嚴(yán)格依據(jù)企業(yè)資源計(jì)劃執(zhí)行，又要確保物料及時(shí)供配、采購(gòu)與銷售物流優(yōu)化、能源有效利用、質(zhì)量在線控制。在各生產(chǎn)工序與物料、能源、質(zhì)量之間進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，這是實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)制造的技術(shù)難點(diǎn)，也是鋼鐵企業(yè)提高精益制造水平的迫切需求。
在基地多且散、所涉區(qū)域廣，流程長(zhǎng)、生產(chǎn)工序復(fù)雜，產(chǎn)品品種多、覆蓋面寬的情況下，昆鋼技術(shù)人員毫不畏懼，紛紛摩拳擦掌、斗志昂揚(yáng)。接到項(xiàng)目后，技術(shù)人員立即與昆明理工大學(xué)組成研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
2011年，昆鋼在前期實(shí)施國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目“昆鋼企業(yè)信息化建設(shè)”，云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目“鋼鐵企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用示范”，云南省重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目“紅、玉鋼信息化建設(shè)項(xiàng)目”的基礎(chǔ)上，提出對(duì)原MES（制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)）、QS（質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）等相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，建設(shè)昆鋼“基于數(shù)據(jù)流式計(jì)算的鋼鐵企業(yè)智能協(xié)同調(diào)度執(zhí)行系統(tǒng)”。
運(yùn)行
在建設(shè)過程中，為了跟上項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃，項(xiàng)目組成員經(jīng)常加班加點(diǎn)，“白+黑”“5+2”成為常態(tài)。因項(xiàng)目建設(shè)的需要，很多項(xiàng)目組成員經(jīng)常出差，甚至連續(xù)幾個(gè)月都沒回過一趟家。在全體項(xiàng)目組成員的共同努力下，歷時(shí)3年半，該系統(tǒng)終于正式上線運(yùn)行。
該系統(tǒng)以企業(yè)信息骨干網(wǎng)為基礎(chǔ)、工業(yè)以太網(wǎng)為主干，采用中間件處理技術(shù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)采用服務(wù)器、客戶站和物聯(lián)網(wǎng)總線傳輸設(shè)備，及時(shí)雙向傳輸數(shù)據(jù)；采用分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合挖掘；采用推、拉結(jié)合的方式，上傳本站數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收；實(shí)行大數(shù)據(jù)量的消息隊(duì)列處理機(jī)制，提供實(shí)時(shí)多任務(wù)服務(wù)；采用邊緣計(jì)算方式，構(gòu)建數(shù)據(jù)處理的混合網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
該項(xiàng)目基于數(shù)據(jù)流式計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建了分級(jí)遞階的控制執(zhí)行架構(gòu)和共生演化的協(xié)同管理模式，設(shè)計(jì)了交互嵌套的系列計(jì)算調(diào)度模型。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，該項(xiàng)目建立了智能協(xié)同調(diào)度執(zhí)行系統(tǒng)，包含生產(chǎn)過程調(diào)度、質(zhì)量追蹤協(xié)同、物流調(diào)配協(xié)同和能源監(jiān)管協(xié)同四大平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了多基地、大規(guī)模復(fù)雜情況和廣域環(huán)境下昆鋼生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)智能協(xié)同和調(diào)度執(zhí)行。
效益
該項(xiàng)目的研發(fā)實(shí)施，在昆鋼取得了明顯效益。
一是該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中化、自動(dòng)化、無(wú)人化，極大地改善了職工的工作環(huán)境。操作人員遠(yuǎn)離有粉塵、噪聲、汽車尾氣，高溫、偏遠(yuǎn)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，為職工身心健康的改善創(chuàng)造了條件，較好體現(xiàn)了通過科技手段實(shí)現(xiàn)企業(yè)科學(xué)和諧發(fā)展的趨勢(shì)。
二是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集、融合，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。該系統(tǒng)改變了人工抄錄、傳遞、統(tǒng)計(jì)的工作模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)適時(shí)在線傳遞、查詢，自動(dòng)生成分析報(bào)表。同時(shí)，數(shù)據(jù)的電子化、信息化，不僅提高了經(jīng)濟(jì)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)和物流效率，還有效降低了工序產(chǎn)品的能耗，減少了排放和污染，促進(jìn)了企業(yè)節(jié)能減排。
三是對(duì)多基地、大規(guī)模復(fù)雜情況和廣域環(huán)境下的生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度管理。該系統(tǒng)以生產(chǎn)工藝（作業(yè)）流程為主線，綜合集成ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）、APS（高級(jí)生產(chǎn)規(guī)劃與排程系統(tǒng)），并與L2、L1級(jí)PCS（生產(chǎn)控制系統(tǒng)），與質(zhì)量追蹤、物流調(diào)配、能效管理系統(tǒng)協(xié)同調(diào)控，覆蓋燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、棒材、型材等主體工序。同時(shí)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)煉鐵、煉鋼、軋鋼生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)的跟蹤，構(gòu)建了從計(jì)劃、排產(chǎn)、投料、收料全程的跟蹤追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期監(jiān)控，強(qiáng)化工序之間的銜接，提高了設(shè)備作業(yè)率和生產(chǎn)效率。
四是該系統(tǒng)對(duì)制訂有針對(duì)性的采購(gòu)、生產(chǎn)和銷售策略有重大的指導(dǎo)意義。該系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)制造特點(diǎn)，應(yīng)用數(shù)據(jù)流式計(jì)算方法，對(duì)原料數(shù)據(jù)、在制品產(chǎn)品數(shù)據(jù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、能源利用數(shù)據(jù)與設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合集成，確定各級(jí)遞階智能調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵前全成本控制優(yōu)化、鋼價(jià)預(yù)測(cè)、廢鋼效益和物流優(yōu)化等。
但是昆鋼認(rèn)識(shí)到，這只是一個(gè)成功的單點(diǎn)系統(tǒng)。當(dāng)下，昆鋼信息化工作的更緊迫任務(wù)是加速構(gòu)建智能化體系，沿著業(yè)務(wù)數(shù)字化、數(shù)字業(yè)務(wù)化、業(yè)務(wù)智能化3個(gè)階段發(fā)展路徑，逐步推進(jìn)昆鋼的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，助力昆鋼“二三一”戰(zhàn)略（兩大主業(yè)、三大轉(zhuǎn)型項(xiàng)目、一個(gè)新型產(chǎn)業(yè)）的實(shí)現(xiàn)。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2020年07月21日 06版六版）
