新质生产力邯郸行 | 49个工业模型,降本增效新密码
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2025-06-16 09:40:41
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智能生产实现铸铁管毫米级质量控制,智能配煤模型年创效近1900万元,智慧物流系统将货车到货准时率从50%提升至70%……

作为邯郸唯一入选工信部数字领航案例的企业,新兴铸管武安本级建成49个垂直大模型应用场景,并将其广泛应用于生产优化、质量控制、设备维护和能源管理等环节,实现人工智能驱动全链条降本增效。

新兴铸管武安本级的成功探索,不但推动企业实现高质量发展,也为传统制造业企业数字化转型提供了实践样本。

5月4日,新兴铸管武安本级铸管生产线上的自动化制芯工序正在运行。 新兴铸管武安本级供图

智能生产:

实现毫米级质量控制

6月5日,位于邯郸武安的新兴铸管武安本级铸管新一区智能化车间内,上千摄氏度的铁水如熔岩般翻涌,离心机高速旋转,机械臂精准挥舞……经过熔炼、离心浇筑、退火、涂衬、喷涂、检测等一系列工序,一炉炉火红的铁水很快变成了一根根笔直的铸铁管。

和热火朝天的生产场面形成鲜明对比的,是生产车间内为数不多的工人。一眼望去,只有各种设备在“劳作”,几名负责巡检的工人被高大的机械遮挡起来,显得更加不起眼。

“这个车间生产的离心球墨铸铁管,是铁水添加球化剂后经离心机铸造而成的管子。它的用途十分广泛,可用于长距离引调水、市政给排水、供热,水利调水、农田灌溉,以及工矿企业输送尾矿等浆体。”新兴铸管武安本级数字化部部长温智慧介绍。

温智慧告诉记者,一根铸铁管达到出厂标准,要经过一系列复杂的生产环节。过去,几乎每个环节都需要人工操作,而现在智能设备代替了人工操作,AI模型成了生产环节的“智慧大脑”。

作为邯郸唯一入选工信部数字领航案例的企业,新兴铸管武安本级自主研发设计的“熔炼供铁模型”,将AI智慧大脑的优势体现得淋漓尽致。而像这样的垂直大模型应用场景,该企业已建成49个,应用于生产优化、质量控制、设备维护和能源管理等环节,实现人工智能驱动全链条降本增效。

铁水熔炼和离心铸造,是铸铁管生产的核心环节。在高温熔炼炉中,精选的铁矿石经过冶炼转化为铁水,球化铁水经过离心机高速旋转,冷却定型为铸管。其均匀分布的球状石墨结构,赋予了铸铁管优异的力学性能,保留了比钢高出十几倍的抗氧化能力,具有更强的耐腐蚀性。

“作为两个紧密衔接的生产环节,出炉铁水的温度必须满足离心机的生产需要,并随时根据实际情况进行调整和控制。”温智慧说,在传统的生产过程中,铁水出炉时机和离心机的生产过程难以时刻保持完美匹配,经常出现铁水等待离心机时温度下降,或者离心机停机待铁的情况。

“熔炼供铁模型”投用后,离心机的生产节奏与铁水生产数据在云端实时交融,深度学习模型反向推算最佳出铁时间和重量。如此一来,铁水从出炉到进行离心铸造的等待时间被大大压缩,铁水出炉后的温度波动得到有效控制。该模型的应用,不但使生产效率大幅提升,还减少了因铁水温度波动导致的能源浪费。

AI模型的应用,不但能提高生产效率,还能提高产品质量。

铸铁管壁厚的均匀性,对其在各种环境下的性能稳定和耐用性影响很大。在精整工段,一台激光检测仪正对铸管进行“CT扫描”——每根管采集300多个点位数据,检测精度可达0.1毫米。

为了达到毫米级的管壁均匀度,工作人员将离心机转速、翻包速度等诸多可能影响产品质量的变量纳入AI模型,一旦管壁厚度偏离标准,系统可以反向追溯工艺参数病灶。

“以前靠老师傅的经验,现在靠数据决策。如今,在我们的铸管智能化车间,铸铁管壁厚极差(最薄处和最厚处的差值)在1.5毫米内的产品比例超过80%,产品不良率大大下降。”负责产线工艺监督的孙聚杰介绍。

通过智能化实现质量管控,还延伸到了铸铁管的出库环节。喷码机器人会在每根铸管喷涂唯一管号和二维码,便于后续的管理、储运和质量追溯。

“机器喷涂代替人工喷涂,效率大大提高。”孙聚杰说,前不久,菲律宾的客户要求为订购的一批产品喷印艺术字体商标,喷码机器人挥动机械臂,几分钟就完成了传统工艺需半小时的定制喷涂任务。

从铁水奔涌的熔炉到静默运算的机房,从替代人力的机械臂到预测故障的算法,新兴铸管武安本级以人工智能助力转型升级,实现生产的新跨越。

智能配煤:

年创效近1900万元

6月5日15时,河北新兴能源科技股份有限公司(以下简称能源科技)主控室内,配煤师巩玉岭的指尖在键盘上轻快跳动。各种参数输入后,电脑屏幕上的配煤模型系统开始飞速运转,10套最优配比方案瞬间弹出。

在对这些配比方案进行筛选后,巩玉岭鼠标轻点“下发”,配煤指令直达生产线——这项曾每次耗费他几个小时的工作,如今在几分钟内就能轻松完成。

“有了人工智能配煤模型系统,我的‘老战友’彻底退休了。”放下鼠标,巩玉岭摩挲着桌角放的一个计算器。这位年逾五旬的配煤师见证了钢铁工业的智能化跃迁:数十年的炼焦配煤人工计算,最终浓缩为配煤模型系统中的一行行代码。

炼焦是钢铁生产的重要环节。通过炼焦,钢铁企业可以获得重要的化工原料——焦炭。冶金焦炭含碳量高、气孔率高、强度大,是高炉炼铁的重要燃料和还原剂,也是整个高炉料柱的支撑剂和疏松剂。同时,副产品焦炉煤气也可用于钢铁生产中的其他环节,实现资源的循环利用。

“焦炭炼得好不好,炼焦原料很重要。”巩玉岭告诉记者,用于炼焦的煤并非只有一种。因此,将焦煤、肥煤、气煤、瘦煤等多个煤种按所需比例进行合理搭配的炼焦配煤工艺,就显得尤为重要。

传统配煤,是一场精密又复杂的“手工实验”。巩玉岭的笔记本上,密密麻麻记录着十多种煤的灰分、硫分、水分等数据,面对这些复杂的数据,他只能用计算器反复计算。

“配煤的最终目标是在保证焦炭质量的前提下,成本最优。这对配煤师来说是不小的考验。”巩玉岭说。

例如,公司要求生产的焦炭灰分含量低于13%,而储煤仓已有的10多种炼焦煤的灰分含量分别是10.5%、0.5%、12%等。配煤师需要通过计算得出这10多种炼焦煤的配入比例,最终实现产出焦炭灰分含量低于13%的目标。

在配煤质量达标后,还要考虑生产成本,综合得出一个配煤方案。“不过,再有经验的配煤师计算能力也有上限,就像下围棋时人脑的算力再强,也难以抗衡人工智能几亿次的全局推演。”巩玉岭说,过去,在配煤取值时配煤师的估算往往偏于保守,容易造成成本增加、质量过剩。

转机始于2022年末。为找到配煤“最优解”,新兴铸管武安本级人工智能团队深入焦化车间,开始了人工智能配煤模型的攻坚研发。

物理配方是看得见、可操作的,但不同品种的煤炭掺混在一起参与复杂的化学反应则是一个“黑盒”,只知道输入和输出关系,而具体的过程难以准确把握。

在深入学习研究炼焦配煤工艺的基础上,研究团队用数学方法,在物理配方和化学反应之间,搭建起一座“沟通”的桥梁,探寻配煤转化率最高的“奥秘”。

为了让研究顺利进行,有多年配煤经验的巩玉岭,更是拿出了自己“压箱底”的宝贝,贡献了丰富经验和上万条数据。

“让平台明白什么样的配方对于我们的终端产品是最优比,然后把这个配方模型保存下来,针对不同的品种,智能平台就可以自动调整配煤比例,达到降本增效、提高转化效率的目的。”新兴铸管武安本级数字化部部长助理刘正刚介绍。

历经数月攻坚,一套融合“反向测算”与“正向求解”的智能配煤系统诞生。该系统就像一个超级“煤焦配方师”:只要输入焦炭质量要求,系统即可瞬间扫描11个料筒筒仓的实时库存煤炭数据,基于加权平均算法与自学习模型,在上亿种配比组合中生成10套质量达标、成本最低的方案供人决策。

值得一提的是,该模型还具备“成长力”——持续用历史配比偏差数据训练,其配煤准确率正逐步逼近100%。

“过去凭经验‘抓药’,现在用数据‘开方’。”刘正刚说,在系统辅助下,用部分低价煤种通过科学配比,也可替代高价煤且保证质量,破除优质煤依赖症。

配煤模型上线一年多以来,能源科技每吨焦炭生产成本平均降低约9.5元,以年产焦炭194万吨计算,年创效近1900万元。

智慧物流:

到货准时率从50%提升至70%

6月6日上午,新兴铸管集团武安铭泰供应链管理有限公司(以下简称铭泰供应链)控制室的一台电脑屏幕上,一张中国地图被密密麻麻的光点覆盖。

业务员轻点鼠标,一个闪烁的红色标记立刻放大——一辆冀D车牌的货车正行驶在山东日照通往河北的高速上,车辆的实时位置、时速、预计抵达时间等信息清晰显示。

“如果它偏离路线或停滞超时,系统会立刻报警,调度员1分钟内就能电话介入。”铭泰供应链物流主管刘统指着屏幕介绍,此时此刻,共有200多辆为新兴铸管运输原料的货车在路上行驶,所有车辆实时位置尽在掌握。

而几年前,这样精准的物流实时管控能力,几乎难以想象。

物流运输是钢铁企业的“血脉”,但传统的物流管理模式一直比较粗放。“车一离开港口就失联,只能靠电话催问,到货时间全凭和司机的口头约定。”刘统表示,这种“盲管”的状态迫使公司必须提高原料库存储存。

过去,在生产高峰期,新兴铸管炼铁环节至少要备足7天的原料用量,数亿元资金被占用。此外,运输车辆偷停、路线迂回、装卸延时等问题频发。

为提高物流运输效率和管控能力,铭泰供应链于2024年投运智慧物流管控平台。该平台对接中储智运、山东物泊、山东陆海等货运平台,通过北斗/GPS双模定位与高德地图结合,每30秒刷新车辆位置,还能自动抓取车牌号、货物信息、司机联系方式,彻底解决了运输过程中货车“失联”问题。

“平台还实现了对货运车辆的全程智能监管,例如场内卸货超2小时自动触发预警,场外运输设置三级时效红线(如天津港至厂区标准时效22小时)。从装车到卸货的每个节点,只要触发预警红线,系统都会报警并推送给对应负责人。”刘统说。

效率得到大幅提升的,还有物流结算系统。智慧物流管控平台打通磅房计量、门禁与第三方支付之间的关联,运输车辆出厂后,系统可以自动核算亏吨扣罚等,并进行运费结算。

如今,长途货运车辆的运费结算周期从此前的5天压缩至1天。结账快了,司机们的工作热情也更高了。

数据显示,平台投用后,厂内外运输效率提升了10%至15%,天津、黄骅方向的原料平均可在20小时内到厂,山东方向的原料平均可在24小时内到厂,厂外物流车辆到货准时率从50%提升至70%。此外,通过智慧物流管控平台动态管控,月度清洁运输比例稳定控制在80%以上,实现了生产用料、运输成本、清洁运输比例间的“综合平衡”。

物流管理能力的升级,还撬动了库存和生产端的全链条变革。走进新兴铸管武安本级炼铁部的原料料场,以往原料堆积如山的景象已不复存在。“如今,我们的日常原料库存周期已降至3天。”温智慧说。

采购部门依托物流时效数据,将大批量采购拆分为“小批量、多批次”模式,还带来更多效果。库存压力降低后,企业资金流可以得到改善,应对价格波动的能力也更强了。

目前,新兴铸管武安本级关于智慧物流的探索仍在深化。在铭泰供应链的规划里,未来的智慧物流平台将进一步整合生产消耗、物流在途、库存等数据,构建动态采购决策模型。

“比如系统预判某物料48小时后短缺,会自动生成采购指令并匹配运力。”铭泰供应链负责人郭森林表示,未来他们的目标是通过智慧物流,让公司在生产端趋近“零库存”,厂区料场仅保留部分应急原料,而这一天,也似乎并不遥远。

河北日报记者 王思达 刘剑英 (据6月13日河北日报)

来源:邯郸新闻网

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