宗卞
庫區(qū)作為鋼鐵生產(chǎn)流程中物流銜接和生產(chǎn)節(jié)奏控制的重要樞紐，是鋼廠無人化和智能化建設(shè)的重要一環(huán)，而行車則是庫區(qū)最重要的執(zhí)行單元。
在傳統(tǒng)行車吊運(yùn)工作中，一臺行車如果要完成一次鋼卷吊運(yùn)，需要機(jī)組操作室通過對講機(jī)和吊運(yùn)計(jì)劃單傳遞吊運(yùn)信息，并需要行車工操控行車、庫位工找準(zhǔn)庫位，不僅流程繁復(fù)，還存在人員需求量大、信息易丟失、危險(xiǎn)系數(shù)高等不足，且傳統(tǒng)行車運(yùn)行維護(hù)還在數(shù)據(jù)信息、庫區(qū)安全、質(zhì)量管理、運(yùn)營效率、設(shè)備運(yùn)維等方面存在難題。
對此，作為無人行車市場發(fā)展的先行者和引領(lǐng)者，施耐德電氣利用融合創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)了IACS（無人行車系統(tǒng)）。
該系統(tǒng)通過將行車自動化控制系統(tǒng)和庫區(qū)管理系統(tǒng)（WMS）有機(jī)整合起來，與鋼企的MES（制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)）、ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）等生產(chǎn)管理系統(tǒng)對接，自動生成作業(yè)任務(wù)，根據(jù)人工智能規(guī)劃算法實(shí)現(xiàn)行車智能調(diào)度、跺位合理分配、危險(xiǎn)區(qū)域自動避讓及路徑優(yōu)化等功能，自主完成入庫、出庫和倒庫等工作。
1個(gè)基礎(chǔ)平臺+4大核心系統(tǒng)
施耐德電氣IACS工作原理可以概括為1個(gè)基礎(chǔ)平臺和4大核心系統(tǒng)。
1個(gè)基礎(chǔ)平臺是指基于施耐德電氣 EcoStruxure?物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，通過互聯(lián)互通的產(chǎn)品、敏捷穩(wěn)定的邊緣控制系統(tǒng)，以及豐富強(qiáng)大的應(yīng)用、分析與服務(wù)，高度融合信息技術(shù)（IT）與運(yùn)營技術(shù)（OT）系統(tǒng)，提高庫區(qū)自動化、信息化、智能化管理水平，并提高庫區(qū)運(yùn)營效率。
4大核心系統(tǒng)是指庫區(qū)管理系統(tǒng)（WMS）、行車自動化控制系統(tǒng)（SCAS）、地面控制系統(tǒng)（GSC）、行車監(jiān)控及預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)（EHE） 。
WMS主要負(fù)責(zé)庫區(qū)內(nèi)產(chǎn)品的存儲管理，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的可追溯，并對生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行管理。該系統(tǒng)面向鋼鐵產(chǎn)品的倉庫管理，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)周期中每種鋼鐵產(chǎn)品的實(shí)時(shí)跟蹤，包括庫區(qū)作業(yè)、路線規(guī)劃和儲存優(yōu)化之間的協(xié)調(diào)。
SCAS承擔(dān)物料吊運(yùn)工作，同時(shí)兼顧設(shè)備運(yùn)行的安全性。為了實(shí)現(xiàn)無人化行車的高效運(yùn)行，SCAS的設(shè)計(jì)充分考慮了機(jī)械因素、手/自動切換因素，并采用了先進(jìn)的算法以確保工作靈活性。
GSC主要分為兩部分，包括地面設(shè)備的協(xié)動系統(tǒng)和地面安全管理系統(tǒng)。地面設(shè)備協(xié)動系統(tǒng)負(fù)責(zé)與地面設(shè)備的通信，地面安全管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)地面的設(shè)備及人員安全，確保無人行車系統(tǒng)安全運(yùn)行。
EHE可實(shí)時(shí)反饋行車的作業(yè)狀態(tài)，記錄歷史運(yùn)行曲線，并可實(shí)現(xiàn)動態(tài)視頻回放，幫助鋼企掌握行車在發(fā)生故障時(shí)的運(yùn)行信息。相較于簡單的靜態(tài)數(shù)據(jù)，動態(tài)視頻回放的方式更加直觀，更容易幫助維護(hù)人員分析故障，縮短停機(jī)時(shí)間。
總的來看，在車間經(jīng)過智能改造后，只需要編制好生產(chǎn)計(jì)劃、轉(zhuǎn)庫駁運(yùn)計(jì)劃，IACS就能自動分配任務(wù)、設(shè)定行車行駛路線，從而完成吊運(yùn)作業(yè)，并可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行，提高吊運(yùn)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和連續(xù)運(yùn)行作業(yè)效率，縮短因人為因素造成的停機(jī)時(shí)間、往返路程、搜尋時(shí)間，減少倒庫次數(shù)，同時(shí)最大限度消除地面工作人員安全隱患。
解決鋼企行車運(yùn)行維護(hù)難題
施耐德電氣IACS擁有12項(xiàng)創(chuàng)新性關(guān)鍵技術(shù)，包括實(shí)時(shí)掃描與3D識別技術(shù)、動態(tài)三軸聯(lián)動技術(shù)、閉環(huán)防搖控制技術(shù)、行車路徑優(yōu)化技術(shù)、運(yùn)行中禁吊區(qū)避讓技術(shù)、多行車協(xié)作防撞技術(shù)、板坯防回轉(zhuǎn)堆放技術(shù)、動態(tài)庫區(qū)資源分配技術(shù)、AI智能調(diào)度技術(shù)、WMS仿真分析技術(shù)、TMS車輛管理技術(shù)、EHE預(yù)測性維護(hù)技術(shù)，從而確保庫區(qū)運(yùn)行的高效率、高安全性和高可靠性。
其中，WMS仿真分析技術(shù)可以基于庫區(qū)實(shí)況進(jìn)行虛擬仿真分析，包括驗(yàn)證庫區(qū)設(shè)計(jì)和計(jì)劃分配的合理性，縮短系統(tǒng)的上線時(shí)間；驗(yàn)證過程控制與指令的一致性，為決策人員提供合理的改進(jìn)建議；分析并解決系統(tǒng)瓶頸問題，從而在開始生產(chǎn)之前就確保獲得最高的作業(yè)效率。
基于此，施耐德電氣IACS可以解決鋼企行車運(yùn)行維護(hù)難題，實(shí)現(xiàn)信息流與實(shí)物流的高度一致，提高生產(chǎn)安全性和產(chǎn)品質(zhì)量。IACS采用精準(zhǔn)定位、3D識別、閉環(huán)防搖等技術(shù)，可避免出現(xiàn)質(zhì)量異材情況，并延長鋼廠設(shè)備使用壽命；提高運(yùn)營物流效率，可縮短找料盤庫的時(shí)間；可解決人力資源難題，提高勞動生產(chǎn)率；實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維。
此外，施耐德電氣非常重視安全與風(fēng)險(xiǎn)評估，對執(zhí)行的每個(gè)項(xiàng)目都要進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評估，包括針對現(xiàn)有安全功能的PI（安全設(shè)備的性能等級）或SIL（安全設(shè)備的安全完整性等級）認(rèn)證的評估。該風(fēng)險(xiǎn)評估是根據(jù)最新的安全指令和統(tǒng)一規(guī)范對庫區(qū)進(jìn)行的全面分析，通過識別所有流程、流向和狀態(tài)，以有效消除事故風(fēng)險(xiǎn)。如果有任何進(jìn)入堆場的要求，IACS會檢測到相關(guān)情況，起重機(jī)便自動停止，直到要求得到確認(rèn)。同時(shí)，IACS可實(shí)現(xiàn)特定安全區(qū)域的維護(hù)或切割，并根據(jù)最高的安全級別進(jìn)行動態(tài)配置和修改。
目前，施耐德電氣IACS已在寶鋼集團(tuán)中國上海全自動板坯庫實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，并為安賽樂米塔爾法國蒙塔泰爾高密度鋼卷庫提供幫助。
