ככל שמערכות בינה מלאכותית מתוחכמות יותר ויותר צצות, תעשיית הפלדה עומדת בפני לחץ דחוף להרחיב ולשכלל את תהליכי הייצור שלה.
מגזר הפלדה מוביל את הפיתוח של תפיסות "ייצור חכם", תוך שהוא מנצל הזדמנויות שהציגה המהפכה התעשייתית הרביעית. מנקודת המבט של התעשייה, מהפכה זו פירושה מפעלי פלדה אוטומטיים לחלוטין שבהם צוות, מוצרים ומתקני ייצור מחוברים זה לזה באמצעות האינטרנט של הדברים (IoT).
מערכי נתונים מסיביים הנאספים באמצעות חיישנים מוזנים למערכות בינה מלאכותית לצורך ניתוח. זה לא רק מייעל את קווי הייצור, אלא גם מייצר יתרונות סינרגטיים על פני מתקנים שלמים.
המפעל החכם של POSCO: ייצור פלדה מונע-נתונים
POSCO, המפעילה את שני מפעלי הפלדה הגדולים בעולם בגוואנגיאנג ובפוהאנג, דרום קוריאה, ייצרה 41.6 מיליון טון פלדה בשנת 2016. באמצעות פלטפורמת התוכנה הקניינית שלה POSFrame, POSCO צוברת כמויות עצומות של נתוני חיישנים ומעבדת אותם באמצעות AI.
"המוח המבצע" של ייצור הפלדה המודרני
"בעבר, היו לנו מחסני נתונים פזורים בכל מקום. כעת אנו מאחדים את כל הנתונים בפלטפורמה מרכזית אחת", אומר JinSoo Park, מנהל פרויקט ה-Smart Factory של POSCO.
כ"מוח פועל", POSFrame ממשיך ללמוד. POSCO מעסיקה צוות מנוסה כדי לסייע באימון מערכות הבינה המלאכותית שלה.
"רוב המומחיות הטכנית שלנו שוכנת במוחם של המפעילים והמהנדסים שלנו. אנחנו עובדים כדי לחלץ את הידע הזה ולקודד אותו למה שאנחנו יכולים לכנות 'מודיעין'", מסביר פארק.
עקרון הניהול המיוחס לפיטר דרוקר-"אם אתה לא יכול למדוד את זה, אתה לא יכול לנהל את זה. אם אתה לא יכול לנהל את זה, אתה לא יכול לשפר את זה"-הפך למנטרה מנחה עבור POSCO ויצרני פלדה אחרים.
ארגוני פלדה מודרניים כמו Tenaris Veracruz במקסיקו מעבדים מדי יום כמויות אדירות של נתונים.
בטיחות, יעילות ופרודוקטיביות
ד"ר פרנץ אנדרוש, מנהל מו"פ וחדשנות בקבוצת voestalpine של אוסטריה, מדגיש כי תיעוד מקיף של כל תהליכי הייצור הוא מרכזי בתפיסת המהפכה התעשייתית הרביעית.
"מערכות מדידה וניטור אלקטרוניות שונות מקליטות, רשתות ומנצלות פרמטרים נרחבים של מכונות ומוצר כדי ליישם בקרת מכונות ולהבטחת איכות. הדבר מקל על תכנון השבתה, שיפור יעילות הייצור והבטחת איכות מיטבית".
ידע תפעולי-איך ברצפת המפעל נמצא הליבה של ייצור פלדה חכם-ותנור הפיצוץ נשאר לב ליבה של המפעל.
במפעל הפלדה המשולב של voestalpine בלינץ, הושגה התקדמות מדהימה. תנורי פיצוץ דורשים טעינה רציפה עם שכבות לסירוגין של קוק ושטף כדי להבטיח זרימת גז אחידה ויעילה. בעבר, זיהוי דפוסי לחץ חריגים ושונות טמפרטורה היה מאתגר. כיום, באמצעות טכנולוגיית מכ"ם תלת מימדית, voestalpine פיתחה מודל מקיף למדידת-זמן אמת של תנאי תנורי הפיצוץ, שיפור התפוקה תוך הפחתת פליטות.
>ביצועי חיישן אמינים בסביבות קיצוניות אלו תלויים בסגסוגות-עמידות בפני קורוזיה ובחומרים-בטמפרטורה-גבוהה, שבהם עיבוד מתכת מדויק ממלא תפקיד אפשר קריטי.
השילוב של-מומחיות באתר עם טכנולוגיות חדשות הופך את סביבות העבודה לבטוחות יותר. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation פועלת לחזות מצבים מסוכנים לפני שיתרחשו תאונות.
מהנדסים חובשים קסדות חכמות המצוידות במצלמות, חיישני גז מסוכן ומד תאוצה. טכנולוגיית גיאופנסינג מספקת מיקום פנימי בתוך צמחים. אם עובד נכנס לאזור סכנה ידוע, הקסדה מוציאה התראה. באופן דומה, התראות מופעלות אם מזוהה נפילה או תנוחה חריגה.
מהפכת הנתונים בייצור פלדה
מערכי נתונים מתהליכי ייצור פלדה נאספו בעבר, אך טכנולוגיות המהפכה התעשייתית הרביעית פותחות אפשרויות חדשות. יצרני פלדה יכולים כעת לאסוף נתונים נוספים, בדרכים שונות, מרשתות עצומות של חיישנים חכמים ומערכות המתקשרות באמצעות רשתות מקומיות.
לדוגמה, כאשר לוח פלדה נכנס לכבשן חימום חוזר, חיישני לייזר עוקבים אחר זרימת ויציאת האוויר. התוצאות מוזנות למערכות AI כדי להבטיח שהלוח מגיע לטמפרטורה הנכונה. לאחר מכן משווים מדידות חום בחלק העליון והתחתון של הלוח כדי לזהות שינויים.
"השליטה בווריאציה זו היא קריטית. אחרת, הלוח יצטרך לעבור גלגול מחדש"-מציין POSCO's Park.
"נתונים אלה מאפשרים לנו לאתר במדויק את הסיבה והמיקום של פגמים במוצר-עד למשמרת, לתאריך ולתנאי הייצור הספציפיים."
עיוות לוחות עלול לשבש קשות את תהליכי הייצור ואף לגרום לתאונות.
POSCO משתמשת בתחזוקה המבוססת על זמן-כדי לשמור על פעילות תקינה של הציוד, אבל יכולות חכמות במפעל מציעות פוטנציאל שיפור גדול יותר.
"אנחנו מנסים להחדיר מודיעין לתהליכים שלנו כדי שנוכל לבצע תחזוקה חזויה יותר", אומר פארק. "זה אומר שאנחנו לא רק מצמצמים עלויות אלא גם מצמצמים זמן השבתה לא מתוכנן."
מפעלי פלדה פועלים 24/7. כשם שלא ניתן להחליף מנועי מטוס באמצע-טיסה, החלפת רכיבים בודדים במפעל הפעלה היא קשה במיוחד.
ד"ר אנדרוש מציין: "הדיגיטליזציה משנה את האופן שבו אנו מתקשרים עם ספקים ולקוחות-באמצעות פלטפורמות מקוונות חדשות, יישומים, מערכות מעקב הזמנות ומערכות שירות. זה פותח אפשרויות למודלים עסקיים חדשים לחלוטין."
ד"ר מרטין פיי, סגן נשיא בכיר ו-CTO של SSAB בשוודיה, צופה את הפיתוח של "אקו-סיסטם ייצור" דיגיטלי שלם, שבו נתונים המצטברים בתעשיות במעלה הזרם ומורד הזרם משולבים בכל שרשרת הערך.
"המשתתפים באקוסיסטם יקבלו גישה לשירותים חדשים ויעסקו בתפקידים עסקיים חדשים",הוא קובע.
יעילות אנרגטית באמצעות אינטליגנציה
מעבר לשימוש בנתונים לשיפור יעילות הייצור, יצרני פלדה מתקינים מונים חכמים וחיישנים נוספים כדי להפחית את פליטת ה-CO₂ ולמזער בזבוז אנרגיה.
מפעלים רבים מנצלים גזים הנוצרים במהלך תהליכי כבשן וגלגול כדי לייצר חשמל משמעותי. עם זאת, רבים גם שואבים חשמל משמעותי מרשת החשמל-עלות שהם שואפים להפחית.
דרגות פלדה שונות דורשות תשומות אנרגיה שונות. חיישנים יכולים כעת למדוד במדויק אילו דרגות הן אינטנסיביות ביותר-. לאחר מכן, היצרנים יכולים לנתח דפוסי תמחור אנרגיה ולתזמן ייצור של דרגות ספציפיות בתקופות של עלויות חשמל נמוכות יותר.
מדידה מדויקת ושיפור מתמיד
בינה מלאכותית יכולה גם לעזור להפחית עלויות במהלך תהליכי-גלוון חם. לאחר טבילת הפלדה באבץ מותך, סכינים חותכות את הציפוי על סמך נתוני מדידה בזמן אמת. זה מאפשר שליטה קפדנית על משקל ורוחב הציפוי.
"אם אתה מיישם יותר מדי ציפוי במהלך הגלוון, העלויות גדלות. אז מזעור השימוש בציפוי תוך שמירה על איכות היא חיונית."פארק מסביר.
באמצעות הטמעת בינה מלאכותית, POSCO שיפרה את השליטה שלה בשונות באיכות הציפוי מ-84% ל-99%.
נתונים שנאספים בכל תהליך אינדיבידואלי יוצרים בהדרגה "גן דיגיטלי" לכל יריעת מתכת, החל על פני כל המתקן. נפח הנתונים של POSCO גדל באופן אקספוננציאלי מכיוון שהדגימה מתרחשת בכל שלב ייצור. זה, בתורו, משפר את האיכות ומשפר את שביעות רצון הלקוחות.
"הנתונים האלה מאפשרים לנו להתחקות במדויק איזה פעולה ומיקום גרמו לפגם", מציין פארק. "איזו משמרת, באיזה יום, באילו תנאים."
זה יוצר אחריות מלאה. זה גם נותן ליצרני פלדה את ההזדמנות לחסל פגמים באמצעות שיפור מתמשך במעגל סגור.-
אולם האתגר הגדול ביותר במימוש מפעלים חכמים נותר: איסוף נתונים מדויקים. כל שאר התהליכים תלויים בבסיס הקריטי הזה.
בניית הצוות הנכון
הרכבת הצוות הנכון היא מאתגרת באותה מידה. מדעני נתונים עשויים להצטרף ל-POSCO, אך ייתכן שאין להם את המומחיות הספציפית-לדומיין הנדרשת.
כדי להבטיח תפעול צוות מוצלח, החברה מיישמת יוזמה "חכמה" להנחלת "תרבות חכמה" בקרב המהנדסים, מה שמעורר שינויי חשיבה ברמת הצוות.
כמו מחפשי עבודה צעירים, גם לקוחות וספקים יכולים לגשת לתוכנית זו.
"תהליכים ומפעלים אוטומטיים דורשים עובדים שמבינים את יכולות הרובוט, הדרישות וכיצד לנהל מערכות רובוטיות."
"בהתחשב בשיעור האבטלה הגבוה כיום של קוריאה, אנחנו גם פותחים קורסי ביג דאטה ובינה מלאכותית לציבור",פארק מוסיף.
למרות החשש שרובוטים עלולים לעקור עובדים אנושיים, מפעלים חכמים לא צמצמו את מספר העובדים התפעולי של POSCO. במקום זאת, במהפכה הבאה, העובדים ככל הנראה ישהו פחות זמן ברצפת המפעל ויותר זמן בניתוח נתונים או ביצוע מו"פ.
עבור ד"ר אנדרוש, השינויים הללו אינם מפתיעים."תהליכים ומפעלים אוטומטיים דורשים עובדים שמבינים את יכולות הרובוטים, הדרישות והניהול. זוהי משימה תובענית עבור בני אדם. מתקני ייצור רלוונטיים מספקים משאבי הדרכה לצוות שלהם".
מול התחרות הגוברת-לא רק מחברות פלדה אחרות אלא גם מיצרניות של חומרים חלופיים-יצרני פלדה מאמצים באופן פעיל הזדמנויות של המהפכה התעשייתית הרביעית כדי לשפר את יעילות הייצור ולחזק את הסמכות הקיימות שלהם.
תפקידם של חומרים מתקדמים בייצור פלדה חכמה
מאחורי כל חיישן, מפעיל ורכיב טמפרטורה-גבוהה במפעל פלדה חכם מסתתר בסיס של חומרים בעלי ביצועים גבוהים-. מפלדת אל-חלד עמידה בפני-קורוזיה המשמשת בבתי חיישנים ובצינורות כבלי נתונים ועד סגסוגות מבוססות-ניקל המסוגלות לעמוד בטמפרטורות של תנורי פיצוץ, עיבוד מתכת מתקדם מאפשר את האמינות שדורשת Industry 4.0.
ב-Jiangsu Xurui Metal Group Co., Ltd., אנו מספקים את פתרונות המתכת המדויקים התומכים בייצור מושכל בתעשיית הפלדה:
| בַּקָשָׁה | Xurui פתרונות מתכת |
| בית רכיבי חיישן ו-IoT | יריעות ורצועות נירוסטה 316L/317L עם חיתוך לייזר מדויק עבור גיאומטריות מורכבות; גימורים עמידים בפני קורוזיה- עבור סביבות לחות ועתירות- גופרית |
| מערכות ניטור-טמפרטורות גבוהות | סגסוגות המבוססות על-ניקל (Inconel 600/625, Incoloy 800H) עבור מעטפים תרמיים, מגני קרינה וחיישני גז פליטה |
| קסדה חכמה ורכיבי מכשיר לבישים | רדיד נירוסטה קל משקל וסוגריים מוטבעים-בדיוק; אלמנטים דקורטיביים מצופים PVD- לעמידות ואסתטיקה |
| תשתית מרכזי נתונים וחדרי בקרה | לוחות נירוסטה נגד-טביעות אצבע, מארזי מיגון EMI- וחומרי הרכבה בהתאמה אישית- |
| כלי תחזוקה חזוי | רצועות סגסוגת עמידות-ללבוש עבור תפסנים רובוטיים; חלקי קרקע- מדויקים עבור ציוד כיול |
עם מרכז העיבוד המשולב שלנו בגודל 18,000 מ"ר, בקרת איכות מוסמכת ISO 9001 וניסיון בשירות לקוחות תעשייתיים תובעניים, Xurui Metal ממוקמת לתמוך ביצרני פלדה ויצרני ציוד בבניית המפעלים החכמים וברי הקיימא של המחר.
>בין אם אתה מציין חומרים עבור חיישני תנורי פיצוץ, בקרות קו גלוון או תשתית חכמה של מפעל, הסגסוגת הנכונה-ושותף העיבוד הנכון-עושה את כל ההבדל.
נתונים-מונעים. יָעִיל. בר-קיימא-עתיד ייצור הפלדה הוא אינטליגנטי. והוא בנוי על חומרים מתקדמים.
