多工序多基地钢铁铁前数字智能协同制造项目案例

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所属分类:.NET技术
摘要

       本项目案例后台采用.NET6(C#)开发,前端采用React&React Native,数字孪生采用3DMAX&U3D。

       本项目案例后台采用.NET6(C#)开发,前端采用React&React Native,数字孪生采用3DMAX&U3D。

工厂级示范基地

(一)兴澄特钢炼铁大数据平台

本项目覆盖配矿-烧结-高炉大炼铁产线,综合运用“物、大、智、云、移”技术,采用云-边-端工业互联网架构,设备端基于工业传感器和物联网保障动态感知,边缘侧基于工艺机理、专家知识、数据科学等多种技术手段实现工况诊断,大数据云平台对中长期数据进行深度挖掘优化,将结果推送手机APP,推进了大产线数据互联互通,实现从配矿-烧结-高炉炼铁产线的业务协同优化,年节约成本超千万,为集团内实现数字化标准化炼铁迈出了坚定的一步,同时作为多项国家专项典型示范案例及应用基地,在冶金行业及国家工信部智能制造方面形成良好的宣传示范作用。

多工序多基地钢铁铁前数字智能协同制造项目案例

 在配矿工序,通过智能配矿系统,考虑采购、混匀、烧结、高炉各个工序的质量要求和成本控制,以吨铁成本最优为目标,提供最优的混匀料配料方案,同时为采购部门提供采购指导服务,对传统的配矿方案进一步优化,降本增效,实现铁前工序的一体化配矿与资源优化配置。

在烧结工序,通过烧结智能系统,实现了从配料数据采集到机理建模优化再到反馈控制智能优化控制,大幅提高烧结过程的自动化与智能化水平,降低人员劳动力,优化烧结制造过程。

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在高炉工序,通过高炉智能管理系统,完成了高炉从上至下数字双胞胎仿真模拟,解析高炉部冶炼规律,从安全与日常工况调剂方面结合现场专家经验提供了诊断建议,促进高炉安全、稳定、高效生产。

针对炼铁产线,通过高炉炼铁大数据平台中数据可视化与人工智能分析工具,对生产过程数据、检化验数据、设备数据进行深入挖掘分析,建立并优化烧结、高炉操作规程,提供全方位智能预警与云端智能报告服务,实现了大炼铁产线的综合系统分析与工序协同优化。

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 (二)青岛特钢炼铁一体化智能管控平台

本项目结合青岛特钢炼铁产线条件及特点,依托先进的工业互联网平台云-边-端顶层设计架构,覆盖配矿-烧结-高炉-焦炉加热-大炼铁产线的各工序单元,建立自动化、信息化、网络化、智能化的铁前一体化智能管控平台。

边缘智能端构建智能管理系统,运用机理建模和人工智能实现工况智能诊断及优化,主要包括:智能配矿优化系统、烧结智能管理系统、焦化智能加热系统、高炉智能管理系统,通过建立各工艺单元的智能管理系统,通过各工艺段机理模型以及大数据机器学习等技术实现各工艺段工况的智能诊断及优化。

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 基于图像识别技术与有监督自学习算法深度融合的烧结智能控水系统在青岛特钢3#烧结机稳定运行,且效果良好,被山东省钢铁协会评定为国际先进水平。

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 焦炉加热精准控制系统基于煤气流量、煤气热值、立火道温度等在线监测数据,联动焦炭质量检化验数据及推焦计划等数据,采用分类、聚类、神经网络等机器学习算法,深度结合生产现场专家经验,实现科学合理、精准有效对煤气流量控制、分烟道吸力控制的自学习和自优化,系统在青岛特钢1#、2#焦炉稳定运行,大大提升了焦炉加热技术水平,实现了节约吨焦煤气用量。

多工序多基地钢铁铁前数字智能协同制造项目案例

 基于工厂实际设计图纸,构建高炉主要工艺设备及其公辅系统的三维模型,依托精准、高效、实时的数据采集体系,创建物理实体数字化镜像,形成集几何、物理、行为与规则四层模型的数字孪生体,实现物理空间、虚拟空间和服务系统的相关数据、领域知识等物理信息的融合,包含烧结、高炉整个炼铁产线数字孪生系统构建。

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 云端建立了基于工业互联网平台的IaaS、PaaS和SaaS架构的炼铁产线大数据智能互联平台,在IaaS层在实现炼铁海量数据存储的基础上,实现对资源的虚拟化及灵活划配,可灵活拓展。炼铁大数据平台:主要包括数据中心搭建、实时监测、业务报表、自助工具、操作分析、设备管理、能源管理、人工智能、知识馆、数据维护及系统管理等。

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 (三)大冶特钢炼铁焦化一体化智能管控平台

大冶特钢炼铁焦化一体化智能管控平台覆盖了大冶特钢整个铁前产线,具体包括两座高炉、两个烧结以及两座顶装焦炉及其配套熄焦化产生产单元。平台依托工业大数据、智能算法、机器视觉、物联网等技术,基于工业互联网三层架构,充分结合现场生产操作习惯,采用云边协同的技术实施路径,实现数据、信息、知识、智能四类集成,形成覆盖整个铁前全流程的生产、设备、能源、环保、安全、成本等多场景的智慧应用。实现了铁前一体化智能管控,提升本质安全、打破组织边界、加强工序协同、提高生产效率,实现大炼铁生产线智能化协同优化。

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 围绕“原料--烧结(1#烧结、2#烧结)--高炉(1#高炉、2#高炉)”两条产线,基于“边缘层-IaaS层-PaaS层-SaaS层”的新型工业互联网平台架构,搭建炼铁大数据平台,构建了铁前数据中心和应用中心,实现了一个原料厂、两个烧结、两座高炉工序数据的采集、接入、存储、治理、分析等功能。

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 围绕“备煤—炼焦—干熄焦—煤气净化”四个焦化生产主工序,从焦化工艺出发,打通焦化产线数据流、物质流与能量流,从机理与大数据分析层面建立机理模型,构建单元工序、焦化智能应用系统,实现焦化产线的智能协同优化,打造焦化行业智能工厂。采用“专家经验+机理模型+机器学习”相结合的方法,将“专家经验规则化、技术原理模型化、数据关联智能化”,降低综合吨焦配煤成本,减少设备非正常停机机率,提升操作和产品质量稳定率。

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数字化应用大赛智能制造决胜赛

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 11月17日,以“数字赋能·智启未来”为主题的中信集团首届“绽放杯”数字化应用大赛智能制造决胜赛在中信泰富特钢火热举行。

通过数字化领域评委专家书面评审,结合网络投票得分,来自中信重工、中信戴卡、中信控股、中信泰富特钢、中信锦州金属、利电能源、白银有色的16个参赛项目进入决胜赛。经过几个小时的精彩比拼,决胜赛落下帷幕,最终以北京智冶互联科技有限公司为主要支撑的“基于集控的多工序多基地铁前数智协同”项目以96.08的最高分获得数字化应用大赛智能制造赛道第一名。

多工序多基地钢铁铁前数字智能协同制造项目案例
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 “绽放杯”数字化应用大赛作为中信集团“十四五”数字化发展规划两大行动之一——“应用绽放”行动的重要组成部分,旨在培育一批具有特色和发展潜力的新锐项目,打造一批在产业链上起到示范引领作用的数字化应用,以“十强百优”示范应用为集团创建世界一流企业注入强劲动力。此次智能制造决胜赛汇集了中信集团先进制造和先进材料领域的最新发展成果,项目紧扣工业4.0和先进智能制造主题,充分展示了新技术、新理念、新模式、新人才描绘下的制造业全新面貌。集团希望以此为契机,加快提升产业创新能力,推动数字技术与实体经济深度融合,释放出更多数字化发展潜力。

荣获国家级荣誉成果

大冶特殊钢有限公司“基于工业互联网的炼铁智能工厂创新应用”入围2021年工业互联网平台创新领航应用案例名单!

多工序多基地钢铁铁前数字智能协同制造项目案例

 《中信泰富一业多地铁前大数据一体化智能管控平台》入选国家工信部2022年大数据产业发展试点示范项目!

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