鋼鐵乘風起:全國首個5G雲上鋼廠探路先行

在看不見的空間裡,5G正在為大國重器賦能。
走進廣西柳州鋼鐵集團冷軋廠大門,映入眼帘的是高聳的鋼鐵機器,轟鳴聲不斷,熱軋鋼卷在生產線上經過開卷、焊接、拉矯、酸洗、軋制、剪切和卷取等工序,成為冷軋產品。
屈指可數的工人們坐在干淨整潔的集中操控室裡,動動手指就能發送指令,遠程遙控著整條冷軋線有序運作。隨后,這些冷軋產品從柳鋼防城港基地出發,大量銷往華南市場,廣泛應用於家電、汽車、建筑、家具、電氣等行業。
產能過剩、勞動效率低、安全環境壓力大,一直是鋼鐵行業難解的痛點。然而,隨著“5G+工業互聯網”的應用取得了顯著的進展,鋼鐵行業有望實現輕盈轉身,逐步邁向高質量發展。
柳鋼冷軋廠集中操控室。人民網 覃心攝
探路先行,全國首個5G雲上鋼廠落座廣西
柳鋼集團防城港鋼鐵基地,屹立在廣西北部灣之濱,向海而望,是國家鋼鐵工業結構調整的重要戰略布局。
在這座現代工廠裡,一間略顯簡陋的塑料棚子仍保留在廠房一隅。這裡的兩三張桌子、幾塊顯示屏,構成了柳鋼冷軋廠與5G相擁的初級形態——“操控端+5G網絡+裝載機”。這是廣西首個5G智慧鋼鐵項目。
柳鋼集團冷軋廠廠長陸兆剛回憶這段經歷時,仍有心潮澎湃之感,“任何一件偉大的事情,都是從一個很小的點開始。”2020年初,新冠肺炎疫情讓工業流水線按下暫停鍵,但冷軋廠的腳步仍然向前,“大家都認為應該做點什麼事,是時候通過5G技術實現產線的智慧化升級了。”
據了解,我國是全球首批5G商用的國家之一,5G技術、產業、應用均邁入了無人區,特別是面向工業,推動5G與實體經濟的融合創新沒有先例可尋、沒有經驗可見、沒有標准可依。
華為5G鋼鐵專家彭俊認為,冷軋廠本身的自動化程度較高,工序較多,可以涵蓋很多大型工業生產的場景,是一個把5G應用催熟的好地方。
2020年5月,柳鋼集團與廣西移動、華為共同打造的5G智慧鋼鐵項目在防城港基地開展試運行,時延低至1—5ms、下載速率高達1.2Gbps的5G網絡,突破以往傳統有線網絡難以在活動設備上布線的局限性,提供了第一視角的高清視頻,一個操作員就能精准地遠程操控多個裝載機。
2021年7月,工信部等十部門印發《5G應用“揚帆”行動計劃(2021—2023年)》,明確提到,到2023年,在垂直行業領域,大型工業企業的5G應用滲透率超過35%,制造、電力、採礦等領域 5G 應用實現規模化復制推廣。
9月30日,全國首個5G雲上鋼廠落地柳鋼防城港基地。在冷軋廠、移動、華為技能專家5G創新工作室裡,移動邊緣計算隔著一面玻璃牆閃爍著信號燈。利用5G+雲+AI等新基建技術,三方對鋼鐵生產全流程進行一系列創新應用的孵化,完成了11個業務場景的升級改造。
據介紹,這是目前全國5G+工業互聯網在鋼鐵行業應用規模最大的項目,全國鋼鐵5G應用場景最多,在多個場景融合5G+雲+AI解決關鍵痛點,為業界首創,是華為5G鋼鐵規模復制標杆。
5G+AI智能軋輥裝載機。人民網 覃心攝
機器換人,減壓降本、提質增效
在冷軋廠內,開卷機採用了雙開卷模式,高效地交替運行。一卷又一卷的帶鋼經過米巴赫激光焊機,熔化焊接。據柳鋼冷軋廠工程師、綜合科副科長戴宏偉介紹,雖然焊縫機具有帶鋼自動對中、自動焊接、焊縫檢測等功能,但以前為了確保焊縫質量,還需要工人抽檢配合。
現在,“雲眼”代替了人眼,視頻採集圖像后,可以自動與數據庫中的焊縫形貌作比對,實現對焊縫表面質量進行自動連續的准確檢測、缺陷分類記錄及實時操控。
有關數據顯示,5G焊縫“雲眼”質檢系統上線后,產品從檢測完成到結果顯示大約隻要1.5秒,效率提升了上百倍﹔工作人員數量減少了66%,識別准確度達95%,運營成本降低了80萬元/年。
生產各環節的少人化、無人化,運營的自動化、智能化,進一步提升了柳鋼集團的生產效率,降低了運營成本。比如5G智慧天車,效益提升33%,每年節約成本1000多萬等﹔5G預測性維護,AI模型提前發現鋼鐵生產關鍵設備運行故障,保障生產連續性,綜合效率提升41%。
對於工人來說,拋開宏大的概念和抽象的數字,冷軋廠的變化是滲透日常工作的切身感受。28歲的梁靜壽所在的車間主要負責磨削用於軋鋼的軋輥,“現在我們隻需在電腦上下指令,裝載機就能自動完成軋輥調運的工作,一個主操控工程師就能掌握所有設備的運作情況。”
梁靜壽身邊的同事幾乎都是90后,年紀最小的那位甚至出生於2001年,他們已經很少聽到年長的前輩講述過去的艱苦。如今環顧四周,廠裡鮮見渣滓,地面干淨,少有油漬﹔集中操控室吊腳而立,落地玻璃窗隔絕機器轟鳴的噪音。解放勞動力之后,梁靜壽與同事們有更多的精力研究磨削的工藝技術,專注於軋輥表面質量的檢查,調整品控。
在很多人的印象裡,鋼鐵廠仍是“傻、大、黑、粗”的形象。陸兆剛笑言,也許工廠未來需要的工程師現在正念中學,如何吸引他們的加入,是他非常關注的問題。與職工交流時,他意識到,相比從事一些很簡單的事情,現在的年輕人更喜歡能運用自己的想法,發揮個人價值的工作。
把重工業做輕,打造干淨、舒適、現代化的辦公環境,減少重體力、簡單重復的勞動,是冷軋廠努力的方向。陸兆剛認為,職工的經驗能為系統提供更多的試驗場景,對企業來說是非常寶貴的財富。他們也許會成為測試專家,甚至是AI訓練師,這也是一種拓寬上升空間的方式。
焊縫“雲眼”質檢。人民網 覃心攝
從端到端,向著“燈塔工廠”前進
2021年是5GtoB的商用元年。驚濤拍岸,5G走進千行百業,陸兆剛表示,明白這個時代認為我們應該怎麼去做,才是企業發展的關鍵所在。
制造業數智轉型的背后,是提高能源使用效率,實現可持續發展的時代需要。中國制造要走向中國智造,柳鋼冷軋廠的下一站路標自然指向了“燈塔工廠”。
“燈塔工廠”,是指由世界經濟論壇和麥肯錫咨詢公司共同選出的數字化制造與全球化4.0的示范者,按照自動化、工業互聯網、數字化、大數據分析、5G等第四次工業革命必備特征遴選。
在2021年中國5G+工業互聯網大會上發布的《燈塔工廠引領制造業數字化轉型》白皮書提到,通過一系列關鍵技術的賦能,實現商業模式、產品研發模式、生產模式、質量管理模式和消費者服務的全方位變革,讓產業鏈的鏈接形式隨著消費者需求靈活變化,才稱得上是“燈塔工廠”。
廣東是全球小家電生產的聚集地,柳鋼冷軋產品佔據了50%—60%的市場。產品面向終端用戶,實際生產需要根據季節變化或市場反應作調整。傳統鋼廠的數據往往隻集中在物流的范圍內,甚至,鋼卷放在什麼位置,是什麼品規,還需要工人們逐一錄入信息。這些數據對市場反應慢,還有失真的風險。
在5G覆蓋下的智慧庫區能提供更有價值、更高質量的數據。陸兆剛認為:“整個庫房運轉和單點發貨的數據,應該代表了今后行業發展的某些方向。”
智能的動線管理不僅僅是針對廠區的物和人,還應該能追蹤到產品究竟是到了哪一個行業,甚至是哪一台機器上。未來,他們將把整個動線摸排清楚,把數據延伸到客戶,延伸到終端,再從終端反饋到生產線上,形成生態鏈的閉環。
如此,工廠還能對副產品進行跟蹤,比如用冷軋線上的“邊角料”制作的晾衣架。擴大產線生態鏈的覆蓋范圍,能在相同的能耗下得到更多產出。“這裡面蘊含著巨大的價值,是傳統行業向外發展的關鍵點。”陸兆剛說道。
“大風起兮雲飛揚”。柳鋼集團冷軋廠從小步快走、循序漸進,到快速迭代,經過一年多的探索與淬煉,迎著浪潮發展成為華為5G鋼鐵規模復制標杆項目,在今年的5G智能制造峰會上作經驗分享,向全球進行宣傳推廣,為中國新基建提供了柳鋼方案。
這一群鋼鐵奮斗者自比為《士兵突擊》“許三多”,“別人還在懷疑我們傻的時候,其實我們已經默默地攀登一個又一個高峰了。”而這一切,是向著“燈塔”出發,爾后自己也能發出一束光的前進。
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