浦项制铁被评为引领世界制造业未来的“灯塔工厂”

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韩国浦项制铁(Posco)被评为引领世界制造业未来的“灯塔工厂”,创韩国业界先河。世界经济论坛(WEF, World Economic Forum,达沃斯论坛)今年7月将浦项制铁评选为世界“灯塔工厂(Lighthouse factory)”并对外发布。
 

【图片提供 浦项制铁】


“灯塔工厂”是将工厂比喻为黑暗夜空里照亮道路的灯塔,此类工厂积极引进物联网(IOT)、人工智能(AI)、大数据等第四次工业革命的核心技术,引领世界制造业的未来。世界经济论坛从去年起对全球工厂进行审查,每年公布两次结果。

世界经济论坛方面表示:“为了提高钢铁产业生产效率和产品品质,Posco正在引进人工智能技术。就评选Posco为灯塔工厂的理由,世界经济论坛方面表示:“Posco积极构建与大学、中小企业、创业公司之间的合作关系,通过相互合作构筑钢铁产业固有的智能工厂平台。”

对此,Posco将过去50年里积累的现场经验和方法与物联网、人工智能、大数据等相结合并运用在整个生产工程上,有效地生产出最高品质的产品,起到了引领钢铁先进技术的模范作用。

被评选为“灯塔工厂”之前,Posco向世界经济论坛提交了应用于智能传工厂中的高炉智能化操作技术、CGL(Continuous Galvanizing Line)镀金量自动控制技术、轧制负荷自动分配技术等AI技术适用事例和现状,全球咨询公司麦肯锡公司对其进行现场访问,检验相关技术。Posco被世界经济论坛选为“灯塔工厂”正是表明了,Posco具备的生产高品质产品的技术在世界范围内得到认可,也为提高技术发达的大韩民国的地位做出贡献。

另外,美国经济专刊《财富》将Posco从“2019全球500强企业”中的排名由去年第13位提升至第171位,联合国可持续发展目标(SDGs)支援机构“联合国援助SDGs协会”将Posco会长崔正友评为“最具可持续发展企业领袖”,Posco也被选为“全球可持续发展企业百强”。

Posco之所以得到世界知名经济杂志认可,正是因为其将人工智能技术适用于整个钢铁产业生态系统,从而提高生产效率和产品品质。同时将具有实效性的智能技术集中到构建安全的、经济的生产体系上,大大提高了全球竞争力。

此外,Posco连续10年被评为“世界上最具竞争力的钢铁公司”。世界钢铁专业分析机构WSD评价称,在全球经济萧条、相关产业需求停滞、贸易保护主义抬头等困难的销售条件下,浦项制铁在高附加值产品、加工费用、技术革新、人才力量、培育新成长事业、投资环境、国家危险因素等7个项目上获得了最高分,在综合排名中居首。

▲智能高炉

2016年李世石在阿尔法狗(AlphaGo)的围棋比赛中失败后,人们对“深度学习”(Deep Learning)算法的关注不断提高。同年下半年,浦项制铁通过利用该算法,正式推动第二高炉的智能化。

浦项制铁计划通过该算法实现自动化熔炼。即通过“深度学习”、“人工智能”等手段,将人工控制转为自动控制。通过第一阶段数字化,即实现非定型数据定型化;和通过深度学习人工智能实现自动熔炼的第二阶段,分两步实现智能化。

以往高炉中使用的煤炭、铁矿石等都是通过人工抽样选出,但是现在安装了高画质摄像机,将煤炭和铁矿石的状态实时数据化。此外,高炉的燃烧状态也可以通过高清摄像机进行判断和预测,高炉内部的铁水温度过去主要由工人进行拍摄,但现在利用IOT传感器便可实现实时数据化。

举例来说,正常温度为1500度,若低于该数值会影响生产,因此需随时进行温度管理。在过去,工厂用每两小时拍一次的照片来测量温度,但现在利用深度学习算法,可以预测1小时后的温度并进行自动控制。
 

【图片提供 浦项制铁】


▲ 镀金量自动控制技术

基于人工智能的镀金量自动控制技术是指通过人工智能,精确控制汽车钢板生产的核心技术——熔锌镀金(CGL,Continuous Galvanizing Line)的镀金量,从而减少镀金量的误差。该技术结合了人工智能技术的镀金量预测模型和优化控制模型,实时预测镀金量,能准确测定目标镀金量。浦项制铁计划,该技术还将扩展到海外法人CGL,以引领全球汽车镀金板的技术,同时在其他钢铁产品的生产工程中也积极引入人工智能技术。

▲炼钢部PTX

浦项炼钢部开发出了智能综合模型系统,该系统能够在最难控制的炼钢工艺上降低生产产品的浪费,在顾客需要的时候进行适时生产。炼钢工艺就是在高炉将铁矿石熔化后制造出来的铁水里吹入高压的氧气,从而消除碳和磷等杂质,打造干净的钢水的过程,各产品投入的时间、温度是决定产品产量和原料使用量的核心作业。炼钢作业要在1650℃中进行,因高温和热风的影响难以实时测量温度并控制成分,更多是人为地依靠拥有数十年经验和技巧的吹炼师。

炼钢部按照不同产品,计算最具代表性的作业数值,导出12.5万个制作工艺的大数据,以此为基础开发将炼钢工艺从转炉开始到铸造的时刻、温度、成分都可以予以控制的系统,最终开发出PTX(Posco sTeelmaking eXpress)。PTX将炼钢工艺的划分为转炉、BAP、LF、RH等步骤,这些步骤可比喻成火车路线的不同站点,PTX可以预测每个“站点”的最佳时间、温度、成分,成为从发车到到达可以准时行驶的炼钢列车。

PTX将炼钢工艺各个步骤比喻成KTX、SRT、木槿花等各类型火车停靠在首尔站、大田站、东大邱站、浦项站,将出发、抵达时间比喻铸造时间、温度等进行设计而成。通过PTX情况一览板可以实时确认各步骤早点、晚点到达和温度、成分。因此所有钢铁部门都可以参与作业,最大限度地减少浪费,提高准时率,通过该系统可以最大程度地降低成本。特别是PTX的设计,可以对铁水的温度、成分、主要原料等多种输入条件进行实时人工智能化,可以对各步骤的目标温度进行预测和控制。在引进PTX前,炼钢部的炼钢工作温度控制率为80%,但现在已经提高到90%。

▲智能CCTV

浦项还构筑对炼铁厂生产环境专业化的智能闭路电视(CCTV)基础设施,于去年7月开放将浦项和光阳炼铁厂现场特化的影像分析技术嫁接在一起的智能闭路电视基础设施。浦项开发的CCTV与不同于只能录像的普通CCTV,它属于能够自动感知钢铁厂现场的特定文字、形状、运动等信息,并将相关信息通知管理人员,使其能够用于安全、品质、作业分析的智能型CCTV。如果采用浦项智能CCTV,截至目前由工作人员用肉眼判断的作业监控方式将被大幅调整为通过系统的自动感知的方式。

能够远程监控作业现场的系统,对反复进行高热高风险作业的炼铁厂而言是必不可少的。安装的CCTV中90%都是低画质的老式机器,在粉尘和振动频繁的作业环境中,识别率必然会有所下降。同时,一名工作人员需要同时观看50多个CCTV画面,因此精密监控也存在一定局限性。为解决这些问题,浦项以PosFrame为基础构建智能CCTV基础设施,以浦项和光阳炼铁厂为代表进行试运行,完成了老式CCTV智能化和设置新型高画质CCTV的作业。浦项和光阳炼铁厂的老式CCTV画质得到改善,可以实现数字化并存储,方便进行日后的数据分析。光阳第二炼铁厂则设置高画质智能CCTV,并通过影像识别技术测试和现场使用检验。

浦项智能CCTV的核心是对文字、形象、动作、热和视频进行识别的商用影像诠释技术,以及对设备、原料、作业等炼铁厂定制型信息进行学习。因此,可以在影像中自动识别设备号码并进行追踪,提高设备效率或悉数进行品质检查,还可以通过热成像等多重影像设备提前感知火灾风险并进行预防。浦项将智能CCTV扩大适用于所有工厂,提高设备效率和产品质量,带头建立安全的钢铁厂。此外,浦项还计划进一步普及搭载深度运算法则的智能CCTV,可以将影像识别率提高到98%。
 
  • 孙晨 기자(sunchen123@ajunews.com)

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