鋼鐵企業(yè)如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進智能制造

  鋼鐵行業(yè)在積極化解過剩產(chǎn)能的基礎(chǔ)上加快推進鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，當前的重點就是加快智能制造發(fā)展，即借助物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，依托傳感器、工業(yè)軟件、網(wǎng)絡通信系統(tǒng)、新型人機交互方式，實現(xiàn)人、設備、產(chǎn)品等制造要素和資源的相互識別、實時聯(lián)通，促進鋼鐵研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務與互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合，提升企業(yè)信息化水平、實現(xiàn)精細化、智能化生產(chǎn)管理的同時，有利于促進鋼鐵企業(yè)降本增效、節(jié)能減排、轉(zhuǎn)型升級，走新型工業(yè)化道路。

  目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應用已涵蓋了生產(chǎn)管理、運輸物流、能源環(huán)保、設備管理、質(zhì)量管理以及人力資源和安保管理等眾多領(lǐng)域。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，其在鋼鐵企業(yè)中更深層次的應用也在不斷拓展。

一、生產(chǎn)管理

  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理方面的研究和應用主要包括鋼包、鐵水包等運輸設備的跟蹤定位，成品及備品備件等物資的倉儲智能化管理等。

解決方案：

  系統(tǒng)基于信息采集、跟蹤定位、無線傳輸ＲＦＩＤ（射頻識別碼）的物料標識和無線傳感網(wǎng)絡即WSN網(wǎng)絡（由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個自組織網(wǎng)絡，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內(nèi)的各種監(jiān)測對象的信息，以實現(xiàn)復雜的制定范圍內(nèi)目標監(jiān)測和跟蹤，具有快速展開、抗毀性強等特點，擴展人們與現(xiàn)實世界進行遠程交互的能力）組成.

系統(tǒng)優(yōu)勢：

       1.系統(tǒng)利用采集的鋼包信息，建立了煉鋼車間智能鋼包監(jiān)控、智能識別鋼包狀態(tài)系統(tǒng)，準確掌握鋼包的實時狀態(tài)及位置的自動識別和定位以及計量數(shù)據(jù)傳輸?shù)龋?/span>解決了鋼廠惡劣環(huán)境下鋼包號技術(shù)等難題。

  2.鐵水包在線使用和離線維護處理過程的實時跟蹤定達到了在線鐵水包使用過程位置清晰、各流程操位，作無誤以及鐵水物流高效運行，鐵水溫度損失明顯降低，從而進一步達到了節(jié)能降耗的目的。

  3.基于信息采集、跟蹤定位、無線傳輸ＲＦＩＤ的物料標識無線傳感網(wǎng)絡等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了鋼鐵成品倉儲智能化管理。

二、運輸物流

  鋼鐵企業(yè)運輸物流方面,將來主要以AGV小車為主，未來AGV無人搬運不只是簡單的把貨物搬運到的位置，而是要把大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等貫穿于產(chǎn)品的設計中，讓AGV搬運機器人成為一種實時感應、安全識別、多重避障、智能決策、自動執(zhí)行等多功能的新型智能工業(yè)設備。目前，AGV搬運機器人已經(jīng)被應用在各種領(lǐng)域，代替人工搬運是必然趨勢。

解決方案

  廈門物通博聯(lián)結(jié)合工廠具體的應用場景開發(fā)出AGV車輛監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)可實現(xiàn)工廠級和車間級的AGV系統(tǒng)車輛管理、交通管理、調(diào)度管理、運行管理、任務管理、通信管理、自動充電功能。系統(tǒng)可以與MES系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)、生產(chǎn)線系統(tǒng)等實現(xiàn)對接，通過AGV小車了解整個生產(chǎn)過程并對AGV小車后臺自動生成的數(shù)據(jù)進行分析，不斷對生產(chǎn)過程進行優(yōu)化，打造柔性、現(xiàn)代的智能物流系統(tǒng)。

  AGV系統(tǒng)主要由AGV小車、地面導航定位系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、WG285工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)無線通訊、車載PLC及AGV云平臺組成，其中，工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)有自帶WIFI功能，安裝在AGV小車車體內(nèi)部，通過車間的不同區(qū)域的無線AP（或通過3G/4G網(wǎng)絡）建立無線連接，完善的安全特性保證系統(tǒng)免受侵襲，支持寬工作溫度，滿足多種嚴苛戶外環(huán)境應用，確保AGV監(jiān)控中心云平臺與現(xiàn)場運動中的AGV車輛的可靠通訊。

  AGV通過PLC控制，小車載有工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，可以和AGV云平臺進行無線通信，執(zhí)行AGV云平臺的指令。AGV云平臺可根據(jù)AGV小車上報的位置及狀態(tài)信號監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)所有AGV小車的運行狀態(tài)，當出現(xiàn)異常時完成報警操作，還負責采集輸送系統(tǒng)內(nèi)各站點的輸送需求，并根據(jù)各輸送站點的信號狀態(tài)自動分配AGV小車的任務，PLC根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)，使AGV小車通過RFID讀取地面標識，做出相應的動作（改變速度、轉(zhuǎn)向、定位和停車等），從而實現(xiàn)AGV調(diào)度系統(tǒng)功能、站點定位功能。

系統(tǒng)優(yōu)勢：

  1.安全性--人為駕駛的車輛路徑無法確知，AGV的導引路徑卻非常明確，提高了安全性。

  2.成本控制--AGV系統(tǒng)的資金投入是短期，而員工的工資是*，會隨著通貨膨脹而不斷增加。電池的充電及管理都由AGV系統(tǒng)自動完成，可以延長電池壽命及可靠性，還可以減少由于人工粗魯?shù)牟僮鞫斐傻呢浳飺p壞。

  3.靈活、可預測性調(diào)度能力--AGV在行駛路徑上遇到障礙物會自動停車或允許zui大限度地更改路徑規(guī)化，而人為駕駛的車輛卻未必。

  4.邊緣計算，實現(xiàn)預測性運維--物通博聯(lián)AGV系統(tǒng)具備邊緣計算能力，通過應用的本地部署，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時處理、本地預分析，故障實時預警。同時通過邊緣計算與云端大數(shù)據(jù)分析協(xié)同，實現(xiàn)預測性運維。

三、能源環(huán)保

  在能源環(huán)保方面，目前鋼鐵行業(yè)熔爐主要還是以焦煤為主，鍋爐的節(jié)能環(huán)保以及安全問題尤為重要，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)多測點、多變量、全面有效能耗的監(jiān)控和管理，使鍋爐利用率更好，更環(huán)保，更智能。

解決方案

  鍋爐物聯(lián)網(wǎng)云系統(tǒng)解決方案結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)通訊、大數(shù)據(jù)、云計算、傳感器、自動控制等, 通過工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，將前端的數(shù)據(jù)傳到云平臺，通過大數(shù)據(jù)分析，對鍋爐的橫向數(shù)據(jù)（不同鍋爐之間的數(shù)據(jù)）與縱向數(shù)據(jù)（單一鍋爐的歷史數(shù)據(jù)）進行統(tǒng)計，為設備運維，售后服務，設備升級，故障告警，故障排查等方面提供有力支持。具體的方案結(jié)構(gòu)圖如下：

廈門物通博聯(lián)鍋爐物聯(lián)網(wǎng)云平臺

  電腦PC端監(jiān)控系統(tǒng)畫面顯示：

  宏觀顯示：基于地圖顯示設備所在地的鍋爐統(tǒng)計，設備故障率、各項統(tǒng)計分析報表等；

  微觀顯示：點選設備的具體運行的實時狀態(tài)，各種參數(shù)。

  動態(tài)畫面： 動態(tài)顯示鍋爐的水流方向、水壓方向、風向等。

  物通博聯(lián)鍋爐物聯(lián)網(wǎng)方案能夠?qū)崿F(xiàn)設備遠程管理、遠程監(jiān)控、設備歷史數(shù)據(jù)查詢、報警處理、數(shù)據(jù)分析、鍋爐生命周期管理。另外，根據(jù)用戶的職能級別和管理范圍的不同，能夠為用戶設置不同的管理權(quán)限。

圖1

圖2

圖3

圖4

  手機APP端顯示（支持安卓手機和蘋果手機）：

  ①監(jiān)控所有鍋爐設備的地理位置、運行狀態(tài)；

  ②對鍋爐設備的遠程控制；

  ③識別當前機組所有參數(shù)、運行信息及歷史信息；

  ④ 支持報警消息自動推送

系統(tǒng)優(yōu)勢

1.邊緣計算，實現(xiàn)預測性運維

  具備邊緣計算能力，通過應用的本地部署，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時處理、本地預分析，故障實時預警。同時通過邊緣計算與云端大數(shù)據(jù)分析協(xié)同，實現(xiàn)預測性運維。

2.WDN架構(gòu)，實現(xiàn)統(tǒng)一管理

  通過采用WDN架構(gòu)，支持基于虛擬化的分布式部署，實現(xiàn)了*終端接入點的統(tǒng)一管理，部署和控制。從而為鍋爐的海量接入終端(PLC、傳感器、其他外圍設備等)提供了集中管理方式。

3.四重安全機制，保障數(shù)據(jù)安全

  物通博聯(lián)智能網(wǎng)關(guān)OS系統(tǒng)本身包含安全組件，全防火墻設計和證書式加密方式以及Device VPN的安全的VPN通道，確保數(shù)據(jù)傳輸安全;同時通過設備接入認證、分權(quán)分域管理，保障管理平臺安全。

4.IOT數(shù)據(jù)應用平臺

  物通博聯(lián)應用云系統(tǒng)可以進行數(shù)據(jù)管理和大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)不同行業(yè)設備和應用的特點，進行數(shù)據(jù)挖掘、智能分析顯示行業(yè)曲線、報表、地圖位置等。支持Web和手機APP等方式調(diào)用和顯示。

四、設備管理

  鋼鐵業(yè)屬于典型的設備密集型的行業(yè)，只有預先掌握設備的運行狀態(tài)才能保證生產(chǎn)流程的順利進行。對冶金設備管理和診斷維護的需要，提出了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場數(shù)據(jù)中心和遠程監(jiān)測診斷中心三層架構(gòu)的設備遠程監(jiān)測管理平臺。

解決方案

  物通博聯(lián)的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)采用工業(yè)設計，抗干擾性強，可以采用不同的接口、協(xié)議解析對工廠內(nèi)部工業(yè)環(huán)境復雜、不同年代、不同控制設備型號、不同廠家的PLC設備的數(shù)據(jù)采集，借助物通博聯(lián)管道云，傳到設備云管理平臺，該平臺是一套集設備管理，在線監(jiān)測、報警信息、數(shù)據(jù)分析、工單處理的、遠程運維、遠程控制等于一體綜合WEB應用的設備遠程監(jiān)測管理平臺。

  設備遠程監(jiān)測管理平臺是一款專注于工業(yè)設備數(shù)據(jù)挖掘、分析和應用的綜合服務平臺。該平臺不僅提供通用的遠程數(shù)據(jù)服務，而且可以針對客戶的特殊應用需求進行自行或者委托迭代開發(fā)。支持協(xié)議分析、資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)監(jiān)控、運營維護、地圖展現(xiàn)、大屏展示和各種數(shù)據(jù)分析和高級業(yè)務實現(xiàn)，為設備生產(chǎn)廠商提供*的數(shù)據(jù)應用服務。
平臺的主要功能
  平臺可根據(jù)用戶需要，配置各個應用模塊，如企業(yè)地圖、設備管理、設備監(jiān)控、設備壽命周期管理、報警管理、工程師操作的數(shù)據(jù)和信息進行采集、存儲、分析和可視化；通過維修維護計劃和派工單對客戶服務業(yè)務流程和資產(chǎn)管理流程進行有效支撐，為客戶提供低成本、高可靠、高效的遠程維護管理服務平臺；通過支付服務、業(yè)務模塊、數(shù)據(jù)分析模塊為可以提供業(yè)務服務平臺。

五、　其他應用

  物聯(lián)網(wǎng)在鋼鐵企業(yè)的其他應用還包括人力資源管理、安保管理和智能門禁等。如基于ＲＦＩＤ的一卡通管理系統(tǒng)已在眾多鋼鐵企業(yè)門禁、考勤、就餐方面得到廣泛應用。一卡通系統(tǒng)，實現(xiàn)了集門禁、就餐、購物、會議、停車，辦公、收費服務等各項活動于一體的智能化管理

  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運用，已成為當前世界新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點之一，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在整合提升企業(yè)信息化水平、實現(xiàn)精細化、智能化生產(chǎn)管理的同時，有利于促進鋼鐵企業(yè)降本增效、節(jié)能減排、轉(zhuǎn)型升級，走新型工業(yè)化道路。