行業(yè)背景
中國是世界排名第一的鋼鐵和有色金屬生產(chǎn)大國,信息化建設(shè)取得了飛速發(fā)展,“數(shù)字冶煉”已經(jīng)成為行業(yè)共識。在鋼鐵行業(yè)內(nèi)應(yīng)用RFID及時、準(zhǔn)確反映生產(chǎn)經(jīng)營信息,對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動進行有效的計劃和控制,并為科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)依據(jù),可以固化企業(yè)現(xiàn)代化管理成果,規(guī)范企業(yè)經(jīng)營流程,實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的數(shù)字化建設(shè)。
自2001年以來,我國大型鋼鐵聯(lián)合集團型企業(yè)都先后進行了全面信息化選型或建設(shè),內(nèi)容覆蓋硬件網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)、企業(yè)資源計劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)質(zhì)量系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動化和過程自動化改造等。企業(yè)通過實施信息化構(gòu)筑了較為完整的企業(yè)管理信息化平臺,建立了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)。
進行生產(chǎn)自動化控制
在鋼鐵廠的生產(chǎn)過程中,對生產(chǎn)機車或設(shè)備的自動定位控制是很重要的。在以往的控制方案中采用的各種技術(shù)存在受環(huán)境和物體表面影響大或讀取數(shù)據(jù)的距離有限或造價和運行費用高等缺陷。而RFID技術(shù)對環(huán)境適應(yīng)能力強,可抵御灰塵、油污、振動或遮擋物的等的干擾,實現(xiàn)全天候工作。并且電子標(biāo)簽內(nèi)可存儲的數(shù)據(jù)多,數(shù)據(jù)讀取距離遠,數(shù)據(jù)讀取精確度高。這些技術(shù)特點使得RFID技術(shù)可以很好地應(yīng)用在生產(chǎn)過程自動控制中,真正實現(xiàn)智能化工廠的目標(biāo)。
產(chǎn)品整線生產(chǎn)信息管理
在某些產(chǎn)品(如大方坯與圓鋼筋)的表面放置電子標(biāo)簽,可讀取產(chǎn)品在生產(chǎn)流水線上通過每一道工序的信息和數(shù)據(jù),并將該信息轉(zhuǎn)化成計算機能識別的數(shù)據(jù)格式后提供給監(jiān)控平臺,以實現(xiàn)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品自動跟蹤管理。RFID系統(tǒng)在整個工作過程中可做到基本不需要人工參與,系統(tǒng)自動化程度高,電子標(biāo)簽可反復(fù)讀寫100,000次以上,因此能節(jié)省大量人力和物力。
物料跟蹤和生產(chǎn)過程跟蹤
由于鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)和運輸過程中都有很多難點,鐵水的高溫對環(huán)境和電子設(shè)備的要求極高就是其中比較突出的問題,不僅容易造成熱量的損失,還會提高成本,降低效率?;阡撹F行業(yè)對RFID技術(shù)的特殊要求,首鋼就成功地利用RFID技術(shù)實現(xiàn)了對鐵水包的跟蹤,即“一包到底”工藝。該工藝是將高爐生產(chǎn)出來的鐵水,經(jīng)過必要工藝流程處理后,通過RFID跟蹤測距,以不更換鐵水包的生產(chǎn)組織模式,直接兌入轉(zhuǎn)爐冶煉的鐵水運輸方式。與目前鋼鐵企業(yè)較普遍采用的魚雷罐車鐵水運輸方式相比,此項技術(shù)低碳環(huán)保優(yōu)勢明顯,是物聯(lián)網(wǎng)在鋼鐵企業(yè)生流程控制方面的初步應(yīng)用。
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測
鋼鐵業(yè)屬于設(shè)備密集型的行業(yè),每一個設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)都需要采集到,只有預(yù)先掌握設(shè)備的狀態(tài)才能保證生產(chǎn)流程的順利進行。因此,要實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程和過程優(yōu)化,可以通過RFID系統(tǒng)來掌握設(shè)備的運行狀態(tài)。
例如通過分析監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)可以找到導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的原因。因此,利用RFID技術(shù)對生產(chǎn)過程中所收集的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以幫助提高產(chǎn)品的性能,進行有效的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控。
礦山的安全監(jiān)控
通過RFID進行實時跟蹤,礦山設(shè)備、人員、環(huán)境的狀態(tài)可以實時地反映到系統(tǒng)中來,提前預(yù)知安全隱患,提高在礦山開采中的安全管理措施,同時也能提高礦山資源的合理開采,有效防止亂開亂挖,保障礦山資源的利用率。
除上述之外,和RFID在其他領(lǐng)域的應(yīng)用一樣,鋼鐵行業(yè)的RFID應(yīng)用也將涵蓋鋼鐵企業(yè)的人員管理、RFID門禁管理、工廠物料的跟蹤、倉儲物流、智能稱重等方面。據(jù)首鋼自動化技術(shù)有限公司相關(guān)人士透露,首鋼自2009年以來已經(jīng)陸續(xù)在這些領(lǐng)域相繼展開了應(yīng)用,并取得了極大的成功,充分顯示了以RFID為技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)正日益受到包括鋼鐵行業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)的“新寵”,為制造業(yè)迎來新一輪的發(fā)展提供良好的智能化技術(shù)平臺,實現(xiàn)國家的科學(xué)發(fā)展觀號召。
案例分析
早在2007年奧特蘭德鋼鐵廠管理層推出一個實時定位系統(tǒng)項目,在項目中用有源及無源射頻識別技術(shù)追蹤叉車及集裝箱的位置及運動。通過這個項目,奧特蘭德鋼鐵廠的材料流、倉儲和信息流進行了開級政造,使這些流程秀明度及效率更高,從而更好地處理高產(chǎn)量。
例如,奧特蘭德鋼鐵廠利用射頻識別(RFID)系統(tǒng)追蹤廠里的叉車及集裝箱。完全啟用這套系統(tǒng)后,該系統(tǒng)將發(fā)出超充頻(UWB)有源射頻識別標(biāo)簽追蹤20~30輛叉車,也可發(fā)射無源超高頻 (UHF)射頻識別標(biāo)簽追蹤 10000 個金屬周轉(zhuǎn)箱及其裝載的產(chǎn)品。通過這個RFID實時定位系統(tǒng),所有運輸過程都借助系統(tǒng)而記錄下來,工件數(shù)量也得到及時更新,從而實時掌握自動化的運行數(shù)據(jù)。由此,奧特蘭德鋼鐵廠的管理層能夠獲得實時的詳細信息,從而對流程和加工過程進行調(diào)控。
此外,在國內(nèi)某鋼廠的焦化三大機車自動控制系統(tǒng)中,將寫有爐號信息的電子標(biāo)簽安裝在推焦車、攔焦車、加煤車的軌道的關(guān)鍵位置上,當(dāng)裝有閱讀器的推焦車、攔焦車、加煤車經(jīng)過這些標(biāo)簽時可以讀取到標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)并將其上傳至主控計算機中。主控計算機根據(jù)這些數(shù)據(jù)再來精確控制機車的運行狀態(tài)。該系統(tǒng)自實行以來大大提高了焦化生產(chǎn)的自動化程度,避免了人為的操作失誤,提高了勞動生產(chǎn)率。