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1、质量大数据技术在河钢石钢的应用与探索 牛海宾 杨进 河钢集团石钢公司信息物流中心 摘 要： 随着国家智能制造 2025 规划的发布, 工业大数据技术在冶金行业迎来快速发展, 这必将开创工业变革的新时代。通过研究质量大数据平台在河钢石钢的典型应用, 如何为精益生产、稳定产品质量提供可靠的参考依据, 形成专业、规范、系统的生产工艺流程, 构建科学、完善的质量管控系统。为提升冶金质量、降低成本, 改善传统操作模式, 在激烈的竞争中仍然能脱颖而出创造条件。关键词： 质量大数据; 河钢石钢; 智能制造; 应用; 探索; 作者简介：牛海宾 (1973-) , 男, 工程师, 1995 年毕业于本溪冶金高等
2、专科学校工业自动化仪表专业, 2016 年毕业于河北科技大学电气工程及其自动化专业, 现在河钢集团石钢公司从事自动化技术研究, E-mail:N收稿日期：2017-08-25APPLICATION AND EXPLORATION OF QUALITY BIG DATA TECHNOLOGY IN HBIS GROUP SHISTEEL COMPANYNiu Haibin Yang Jin Information logistics center of HBIS Group Shisteel Company; Abstract： With the release of the National
3、Intelligent Manufacturing 2025 project, industrial big data technology is developed rapidly in the metallurgical industry, which will surely create a new era of industrial transformation.The research on the typical application of the large quality data platform in Shisteel provides the reliable refe
4、rence for stabilizing product quality, forming professional, standardized and systematic production process, building a scientific and perfect quality control system. It also creates conditions for improving the metallurgical quality, reducing the cost and improving the traditional operation mode so
5、 as to stand out in the fierce competition.Keyword： large quality data; HBIS Group Shisteel Company; intelligent manufacturing; application; exploration; Received： 2017-08-250 引言当前, 随着国家智能制造 2025 规划的发布, 互联网信息技术在工业制造领域的应用迎来了前所未有的发展机遇。物联网、云计算、大数据、人工智能等技术与工业自动化的深度融合必将带来一场颠覆传统的伟大变革。谁能抓住新技术推动产业加速变革, 谁就能在
6、未来产业竞争中占领制高点。而工业大数据正是实现智能制造的基础, 是提升竞争力、创新力的关键。石钢公司的质量大数据平台也正是为了应对产品升级和结构调整, 不断满足客户需求这一市场挑战的又一次飞跃。本文通过质量大数据平台在河钢石钢的典型应用, 分析了其对规范生产流程、提升产品质量、优化传统生产模式的重要作用, 并描述了对未来质量管理的构想。1 质量大数据平台在生产中的应用石钢公司质量大数据平台是按照公司特钢生产和管理模式量身定做的一套集产品质量数据全流程追溯、监视、预警以及分析、优化功能的大数据应用系统。主要功能有三点:一是该系统通过追溯影响产品质量的关键工艺参数的波动情况, 为质量改进、工艺优化
7、及新产品开发提供数据支撑;二是加强生产过程控制, 按照各产线工艺要求, 完成生产流转卡软件编程, 并由专人负责系统稳定运行;同时, 加强与各产线沟通, 根据产线需求持续提供专业指导和服务;三是根据产线和客户需求, 升级产品质保书系统, 为不同客户提供“量身定制”的质保书, 实现委外钢材随车打印质保书, 同时, 开发二次质量通知单, 完成对质量通知单的功能优化。1.1 实现对每一批次钢种的全程跟踪、溯源质量大数据平台实现了各工序间的数据共享和互联互通, 为生产调度和过程控制创造了条件。通过平台查询, 下游工序可以了解上游工序的生产数据, 提前做好生产准备, 确保生产工艺流程顺畅高效, 大大提高了
8、生产效率。在生产过程中利用质量大数据, 还能全面分析整个生产过程, 了解每个环节的执行情况, 为精益操作和生产管控提供可靠依据。一旦出现产品质量问题, 通过平台查询可以完成全过程的产品溯源, 快速查找故障原因, 寻找最佳解决方案, 如图 1所示。图 1 质量大数据平台 Fig.1 Quality big data platform 下载原图1.2 实现对影响产品质量关键参数的实时监控通过质量大数据平台可以实时监测影响产品质量的关键参数, 一旦某个参数偏离了标准, 就会发出报警信号, 以便快速发现错误或瓶颈所在, 让问题消失在萌芽状态;从而有效提升过程控制水平, 对稳定产品质量起到了至关重要的作
9、用。某产品的实时工艺指标如图 2 所示。1.3 实现对工艺参数的分析通过质量大数据平台的统计分析工具进行过程质量分析, 根据相关关键工艺参数的变化趋势, 预测过程质量的稳定性, 指导生产工艺操作, 如图 3 所示。石钢公司质量大数据平台的上线应用, 有效解决了原来各工序因生产数据不通而造成的信息孤岛问题, 真正实现了上下游产线的无缝对接, 保证了全流程生产管控的协调一致。同时, 彻底改变了传统依靠经验的操作模式, 通过对影响产品质量关键参数的实时监测和及时调控避免了质量事故的发生, 从而有效提升了过程控制水平, 确保了产品质量稳定、可靠、可控, 真正做到了防患于未然。此外, 还可通过分析影响产
10、品质量的过程参数的历史趋势及变化规律, 对优化生产工艺操作模式, 提升产品质量及新产品的开发等工作起到指导作用。随着质量大数据平台的深入应用, 操作经验的不断积累及新功能的持续开发, 必将开创石钢公司产品质量提升和结构调整的新时代。图 2 某产品的实时工艺指标 Fig.2 Real-time process index of a product 下载原图图 3 全过程成分分析 Fig.3 Component analysis of w hole process 下载原图2 对未来质量管理系统的思考质量是企业生存与发展永恒的主题。产品从原材料的采购、生产线的生产到销售直至售后是“环环相扣、相互影
11、响、相互制约”的, 任何一个环节出现问题都会影响到全流程的正常运转。倘若不对每一个过程加以控制、管理, 结果是可想而知的。数据是企业决策的依据, 它让企业的生产制造、管理过程变得更加透明。随着河钢石钢质量大数据平台的上线应用及持续改进, 必将推动质量管理跨入崭新时代。只有全面推进全过程产品质量管理系统, 不断提升产品质量, 才能在激烈的市场竞争中取胜。2.1 搭建全过程产品质量管理系统架构全过程产品质量管理系统是依托于质量大数据平台和智能制造理念, 集检测、监控、诊断、报警等功能为一体的全方位智能管理平台。它将采用更加科学的系统架构, 通过先进的软硬件设备和新技术应用, 采用高效扁平化的管理模
12、式, 完成对产品质量过程的最优控制, 真正做到互联互通、统筹兼顾、科学管理。它将实时自动采集全流程的生产数据、质检部门的检化验数据、设备管控中心的设备数据、能源数据等生产工艺参数, 通过计算机的大数据分析, 自动寻找最佳的生产方案。完成全过程的检化验跟踪及烧结、炼铁、炼钢、轧钢等生产全过程的实时精准控制, 生产出质量稳定、性能优良、满足客户个性需求的产品, 从而实现公司综合效益的最大化。全过程产品质量管理系统架构如图 4。图 4 全过程产品质量管理系统架构 Fig.4 Architecture of process product quality management system 下载原图2
13、.2 充分发挥全过程产品质量管理系统功能作用全过程产品质量管理系统功能如图 5。图 5 全过程产品质量管理系统功能 Fig.5 Diagram of process product quality management system function 下载原图传统的、经验性的、定性化的、模糊的质量管理方式已无法适应未来智能工厂对产品质量的要求, 只有依靠先进的管理、控制方法才能进行科学、合理、有效的管控, 才能保证产品质量满足客户的需求。未来的全过程产品质量管理系统是实现智能工厂的基础, 是着眼工业 4.0 先进理念实现互联互通的支撑。它将通过质量大数据平台采集各种生产数据, 通过与生产工艺的
14、完美结合, 实现控制过程智能化、精准化的目标, 达到提高生产效率、改善产品质量、减少能源消耗的最佳效果。同时将个性化的管理、技术、操作经验固化到系统自动执行, 并通过智能工厂特有的自诊断、自适应、自预测、自学习, 持续提升产品质量、生产效能、成本控制能力, 真正实现与智能制造的完美对接。3 结语综上所述, 质量大数据平台在河钢石钢的初步应用已在优化、指导工艺操作等方面取得了显著效果。然而, 我们对工业大数据技术的应用仍处在探索阶段, 大量的数据并未完成整合和互通, 深度开发依然任重而道远, 未来的工业大数据究竟能够创造什么价值, 还无法预估。今后随着物联网、云计算等技术与工业大数据的深度融合, 以及各种新技术的集成应用, 必将开创未来智能工厂的新时代。
