【数字化转型案例】基于工业互联网平台的冷轧“ALL IN ON米乐M6 M6米乐E”智控创新实践

　　马钢是中国宝武钢铁集团有限公司控股子公司，拥有A+H股上市公司1家、新三板上市公司3家，具备2000万吨钢配套生产规模，在岗员工2.4万人。马钢的前身是成立于1953年的马鞍山铁厂；1958年马鞍山钢铁公司成立；1993年成功实施股份制改制，分立为马钢总公司和马鞍山钢铁股份有限公司；1998年马钢总公司依法改制为马钢（集团）控股有限公司；2019年9月19日，中国宝武与马钢集团重组实施协议正式签约，马钢集团成为中国宝武控股子公司，中国宝武持有马钢集团51%股权，安徽省国资委持有马钢集团49%股权。在60多年艰苦创业、自我积累和滚动发展的历程中，马钢创造了我国钢铁行业的多个第一：我国第一个车轮轮箍厂、第一套高速线材轧机、“中国钢铁第一股”（A+H股上市公司）、第一条大H型钢生产线先后诞生在这里。马钢是多元协同发展的集团化企业，构建了钢铁及产业链延伸产业、战略性新兴产业协同发展的产业格局。

　　马钢冷轧总厂成立于2014年12月29日，分为南、北区两大区域，产线分散，操作人员集中度低，纵向不同工序及横向同工序之间物理距离较远，上下工序间或者类似产线之间的沟通机制不畅通，生产信息跟踪精度不高，L1控制系统结构复杂、版本多，L2信息化系统功能不足，有效的模型应用少，存在数据孤岛，安全本质化环境有待进一步改善。

　　从基础自动化水平提升、智能装备应用、智能模型及创新技术应用、智控平台建设等方面开展基于工业互联网平台的冷轧“ALL IN ONE”智控创新，实现集中化、无人化、平台化、可视化、数字化和智能化的智慧制造。

　　新增自动拆捆机器人实现入口钢卷拆捆；在1680酸洗机组入口步新增钢卷号识别装置自动识别来料卷信息，与L2系统中的钢卷数据进行匹配；在硅钢1#连退机组入口新增钢卷小⻋提升编码器、对宽光栅等设备，同时对原有自动上卷程序进行重新优化以满足工艺需求；优化程序实现自动开卷；对硅钢1#连退机组入口钢卷小⻋的液压回路进行改造，达到卸尾卷的要求；重新设计硅钢常化酸洗机组入口助卷皮带，实现出口自动卷取；新增硅钢2#连退机组中央段液位计、电导率计等设备，实现基于电导率反馈的自动补液及补水控制；新增2130连退机组刮刀传感器，改造现有操作盘柜，将刮刀控制系统整合到主线PLC，实现刮刀远程HMI自动及手动操作；升级1-2#彩涂机组CPU，降低运行负荷，提高系统稳定性；采用可靠性更好、速度更快的PROFINET网络替代原来的IO网络，减少机组停机次数；升级机组原有HMI画面系统，使其兼容最新的操作系统，并增加冗余服务器，提高系统的稳定性及可靠性；新增机组缺机架轧制功能、酸轧自动生产控制系统（一键轧钢）等，提升生产效率。

　　广泛应用智能机器人与智能装备，实现“3D”岗位“机器换人”，替代繁琐人工操作，优化人力资源配置，提高生产效率。包括配置自动取样机器人用于酸洗、镀锌、连退钢卷样品的搬运和贴标；用于酸洗、镀锌、连退等机组入口段的自动拆捆机器人实现卷表面自动拆捆带，并具备捆带自动收集；自动贴标机器人用于酸洗、镀锌、连退贴标牌作业；锌锅捞渣机器人用于冷轧热镀锌机组锌锅的自动捞渣作业，米乐M6 M6米乐降低工人劳动强度，提高产品质量，降低经济成本。

　　对库区进行无人化改造，推进智能化调度，采用数字化、网络化、智能化、5G技术的物流管理系统，实现库区行⻋无人操作，钢卷信息数字化透明化，增强库区的精细化管理。

　　运用5G技术，将北区视频数据通过连接5G CPE，无线传输至室内AAU，数据上联至BBU并汇聚到SPN环网，连接至核心设备Onebox，数据传输至大屏。室分流BBU通过SPN环网连接至IRU及现场DOT，实现5G+视频回传。

　　建设数字化、智能化嵌入技术的在线工艺参数及质量检测系统，具备动态质量优化功能。在轧机出口装设多功能检测仪，实施轧机出口孔洞、边裂缺陷的检测、报警，通过对超标孔洞、边裂缺陷卷的封闭，避免超标孔洞、边裂流向下游工序，防止孔洞、边裂缺陷引起连退机组等断带；酸洗、热镀锌、连退等机组表检仪提供非接触式实时在线表面缺陷检测、实时在线缺陷分类识别等。

　　基于以太网的表检仪监控、表面缺陷数据共享和应用，构建“表检仪智控子平台”，接入冷轧智控平台，米乐M6 M6米乐将各机组表检仪检测的表面缺陷数据进行采集、规整、汇总，通过“表检仪数据共享”、“精整机组RC回放”、“钢卷表面质量判级”、“表面缺陷追溯、成因分析”等功能模块实现表检仪数据共享和应用。

　　全系列产品实现“数字钢卷”信息交付，通过对各个系统多源数据进行整合、匹配以及数据转换，实现数据对外格式统一、接口统一、规范一致性，向外部系统提供标准化和开放式接口，实现跨平台、跨语言、跨系统的多样性数据服务。对每一卷的运行结果评价打分，建立各工序间的数据生态，实现数据共享。

　　数字钢卷运用三维数字孪生，管理人员能够实时掌握生产现场的生产进度，计划、目标达成情况，以及人员、设备、物料、质量相关信息，使整个生产现场完全透明，实现化实为虚，以虚控实，生产联动、设备报警和可视化功能。

　　项目建设与远程运维服务融合，9条关键产线台关键旋转设备新增加了2500+在线采集点(振动+温度），通过大数据、人工智能、远程自主诊断等前沿科技，从运行监控、预测性维护等方面全方位确保关键设备安全、持续、稳定运行。

　　工厂数据展示应用炉子二级模型，实现退火过程智能化，进而实现高质高效生产。

　　采用UWB系统实现智慧安全：对人员实施定位+实时摄像监控，系统可以追溯指定区域每名人员的行走路线和停留时间；对高危生产区和危害品堆放点设置电子红线，陌生人进入禁止区域即触发报警并通知后台人员紧急出动。UWB具有双向呼叫功能，对不佩戴安全帽的，安全监控摄像马上捕捉并远程警告并记录，对火灾、有毒气体等可实现远程撤离提醒。

　　依托宝武工业互联网平台，融合多类型信息，推进系统建设，模型开发，打通工序价值链，将管理延伸至能源控制，环境改善，安防预警。建立区域化、工序化的数据采集、信息监控、协同操作、生产协调等功能一体化的集中管理与控制平台。

　　基于工业互联网平台的冷轧“ALL IN ONE”智控创新应用，推动了冷轧总厂的组织变革、流程再造，助推生产经营大幅改观，其中，2020年人均生产量较2019年提升18.98%，劳动生产率提升43.6%；工序废次降发生率较2019年下降0.64%，降本7400万元；订单兑现率较2019年提高3%。通过智能化应用，集中化指数提升30.7%，无人化指数提升11.8%，远程化指数提升29.01%；实现2130连退、1#及3#镀锌炉子模型精准控制、工艺标准化管理、能耗降本大幅提升。

　　一是带来了管理模式和作业模式的创新变革。冷轧智控率先在行业内实施生产操作“一线一岗”新型作业模式。对培育新时代白领产业工人和“多线一岗”进行了有益探索。

　　二是促进机构变革，人事效率提升。通过流程再造、岗位重置，管理单位由18个整合为7个，减少61%；作业区由81个整合为41个，减少50%；两区五地超10公里远程集控，17条主、重要作业线按工序、流程相承整合为1720冷轧、2130冷轧、1420硅钢三大制造单元，同处一室管理，现场51个操作室合为一室，实现纵向到底，横向到边的岗位融合。

　　综合研发能力、资源配置、日常运作、营销、服务、合作伙伴、客户关系等各类因素，围绕平台技术与产业化两个核心要素建立商业模式。工业互联网平台构建统一的数字基座，提供工业模型、数据算法、工业APP等；平台服务商负责营运，米乐M6 M6米乐包括知识沉淀、组件升级、数据服务等；平台支持多方共同开发，通过积累经验和数据，推进迭代创新，持续打造商业生态。

　　⻢钢冷轧运用平台化思维，数字钢卷、移动操检、智慧安全、智慧能源等多项应用在工业互联网平台上开发运行，模型在持续优化、在不断适应智控创新实践新需要。工业互联网平台服务商通过收取服务费实现共赢，比如，设备远程运维采用“产品+服务”模式，以技术服务包干方式结算费用，通过技术与服务双轮驱动，首创项目建设与远程运维服务融合，探索设备智能运维管理体系创新和设备远程运维、维检一体的深化应用，发挥工业互联网平台优势。