科创中国

结合《中国制造2025》以及《国家智能制造标准体系建设指南》的要求与建议，在信息自动化体系支撑方面，借鉴业内同行及河钢自身有益经验，充分发挥与产线基建同步建设实施的资源优势，对生产全要素进行总动员，覆盖产销一体化、全流程质量管理、供应链、物流、能源、设备、财务、成本、人力等各方管理需求，构筑纵向贯通、横向集成、协同联动的完整智能制造体系。本文为河钢乐亭铁钢区智能调度设计方案，重点为充分利用信息技术手段以及优化模型算法，以铁钢区动态调度系统为中心，深度集成铁运、铁前MES、钢区MES、自动化天车、铁钢包管理、钢区二级等系统，使铁钢调度执行过程智能化、可视化，生产状态实时感知、对生产异常进行预测预警，为调度决策提供准确信息，进而实现铁区高炉出铁、钢区各工序生产作业的高效协同，实现企业铁钢产能平衡，满足河钢乐亭绿色化、智能化建设目标，为未来河钢乐亭品牌化奠定基础。

（1）冶金长流程智能化解决方案：从单工序或局部区域的模型化、精细化拓展到全流程的智能化，覆盖产品制造全流程；（2）铁钢区生产管控柔性衔接：突破以往铁、钢独立作业模式，将铁区按库存生产以及钢后按订单生产组织模式进行柔性衔接，支撑铁钢绿色化经济生产；（3）异构系统集成程度高：以铁钢区动态调度系统为中心，统筹铁运物流及生产等系统，统一各系统间接口模式，进行异构系统数据集成；（4）新一代智能化技术应用：包括业内先进的多目标优化模型算法、图像AI识别技术、铁钢包/天车定位及RFID跟踪技术的集成应用。

河钢乐亭铁钢区智能调度设计方案，以产销一体化-铁钢动态调度系统为核心，通过与炼铁MES、铁运系统、炼钢MES、铁钢包管理、自动化天车系统、钢区二级系统的深度集成，进行铁钢区调度联合作业协同管理，对高炉、铁包、运输机车、天车、钢包、转炉等作业实体，以及出铁过程、运输过程、吊运过程、冶炼过程等作业活动进行统筹监控、管理，充分考虑实体与过程的状态变更，充分考虑铁钢水运输过程温降、包的运输及吊运路径选择、前后生产工序作业衔接等关键因子，采用多目标寻优智能算法进行系统建模，使整个铁钢调度执行过程数字化、智能化，动态可调。

作为世界最大的钢铁材料制造和综合服务商之一，河钢以“建设最具竞争力钢铁企业”为愿景，致力于为各行各业提供最具价值的钢铁材料和工业服务解决方案。目前，河钢已经成为中国第一大家电用钢、第二大汽车用钢供应商，海洋工程、建筑桥梁用钢领军企业，在MPI 中国钢铁企业竞争力排名中获“竞争力极强”最高评级，是世界钢铁协会执行委员会成员单位、中国钢铁工业协会轮值会长单位。 近年来，河钢树立全球、全产业链理念，推进“钢铁向材料”“制造向服务”的转型升级，形成钢铁材料、新兴产业、海外事业与产业金融深度融合、高效协同的格局，努力成为具有世界品牌影响力的跨国工业集团。

该项目成果应用后，实现企业铁钢产能平衡，满足河钢乐亭绿色化、智能化建设目标，为未来河钢乐亭品牌化奠定基础。该项目预计于2020年5月投入运行。钢区接铁完成后，铁区动态调度接收铁包管理系统给出的空包返回信息，将其中可用包列入可用空包列表，同时接收天车系统的返回铁包放置信息，进而完成对铁包使用情况、状态的跟踪与履历管理。钢区动态调度根据浇次计划生成的炉次生产计划，包括了预处理、转炉、精炼、连铸等各个生产工序的生产计划及时间序列，以图形化方式展示，明确了各生产工艺路径及生产设备，并同步给钢包管理、自动化天车、钢区二级等系统，按照炉次计划共同组织完成钢区生产联动作业。通过二级实际反馈上传的工序生产状态，钢区动态调度对炉次计划进行执行过程的监控管理，当计划执行出现时间、设备或人为调整导致的偏差时，系统实时对炉次计划进行动态更新；根据生产钢水的质量判定信息，钢区动态调度可以进行快速的炉次换单，并重新计算当前炉次计划及后续炉次计划的生产计划信息，满足调度人员对钢区生产节奏的动态管理，满足公司对于全流程按单进行生产、质量管理的需要。在生产过程发生异常后，如资源、时间发生冲突或存在断浇可能时，系统会提供预警，辅助调度人员进行作业调整，适应炼钢区域复杂多变的生产管理要求，同时满足下游轧钢区域的物料需求计划。

该项目成果在国内同类型钢铁企业中树立了智能化改造的标杆，成熟的经验可在分厂进行复刻，同时也通过技术入股的方式为同类型企业进行转化。