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【行业评述】殷瑞钰:关于智能化钢厂的讨论

发布时间:2017-07-10 18:53        来源:网络整理        

【行业评述】殷瑞钰:关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化

2017-07-08 21:48来源:中国钢研战略所

原标题:【行业评述】殷瑞钰:关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化

DOI:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20170107

本文发表于《钢铁》2017年第52卷第6期,p1-12

关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化

殷瑞钰

(钢铁研究总院, 北京 100081)

摘要

钢铁工业是典型的流程制造业,制造流程是其物理特征。通过对钢铁制造流程内在特征的研究,阐述了对钢厂智能化的认识,探讨了推进钢厂智能化的思路及其内涵,包括智能化设计、智能化物流、智能化物质流/能量流/信息流的组织与调控、智能化经营和服务等。指出流程型智能化制造的物理系统要以动态-有序、协同-连续运行为其网络结构及程序优化的导向,并以此物理系统(流程系统)为本体与智能化信息网络系统融合,实现全厂性动态运行、管理、服务等过程的自感知、自决策、自执行和自适应。智能化钢厂的建设,需要深刻理解制造流程动态运行过程的物理本质,构建起植根于流程运行要素及其优化的运行网络、运行程序的物理模型,进而构建全流程网络化、层次化信息流模型。钢厂智能化不只是数字信息系统,必须高度重视物理系统的研究,必须是有物理输入/输出的物质流网络、能量流网络和信息流网络“三网协同”的信息物理系统。钢厂智能化既要重视数字化信息网络系统的研发,更要重视制造流程(物理系统)中物质流网络、能量流网络的结构优化和运行程序优化,通过以制造流程物理系统结构优化和数字化信息系统相互融合来实现钢厂智能化。

关键词:钢铁制造流程; 物理结构; 物质流; 能量流; 信息流; 信息物理融合系统; 智能化

引言

由于企业生产方式和产品类型的不同,智能制造会有不同的模式。初步看来可分为:离散型智能制造、流程型智能制造、网络协同型智能制造、大规模个性化定制和远程运维服务。智能化产品未必一定来自智能化制造过程,智能化制造过程未必生产智能化产品;行业不同,企业类型不同,智能化的体现方式不尽相同。

以机械加工等为代表的离散型制造的特征是:

(1)机械类产品一般是由可拆分的零部件组装而成的。产品的性能、质量和加工效率取决于总体设计。

(2)机械类零部件及其加工过程一般在常温、固体状态下进行,较易实现数字化。

(3)离散的零部件在组装的过程中可数字化。

(4)各种机械加工装备的运行过程易于数字化。

(5)机器装配、运行整体上易于数字化。

(6)离散型制造业的智能化主要体现在产品功能的智能化。

以冶金、化工、建材为代表的流程型制造的特征是:

(1)企业由异质、异构、相关协同的工序构成,企业以不可拆分的制造流程整体协同运行的方式存在,适合于连续、批量化生产。

(2)制造流程中存在着复杂的物理、化学过程,甚至往往出现气、液、固多相共存的连续变化,物质/能量转化过程复杂,难以全部实现数字化。

(3)企业是复杂的大系统,输入的原料/燃料组分波动,外界随机干涉因素多,难以直接数字化。

(4)组成制造流程的单元工序/装置的功能是不同的,制造流程属于异质、异构单元组合的集成体。

(5)工序/装置之间的关系属于异质、异构单元之间非线性相互作用、动态耦合过程,匹配、协同的参数复杂多变,数字化较难。

(6)产品性能、质量、生产效率取决于工艺流程设计优化、各个工艺过程的优化和全流程运行的整体优化。

(7)流程型制造业的智能化主要体现在制造流程运行过程的智能化。

不同类型制造业的发展趋向不同:离散型制造主要体现在追求产品功能智能化、高效化。流程型制主要体现在造追求制造过程智能化、绿色化、产品质量品牌化。行(产)业不同,企业类型不同,实现智能化的途径、内涵、目标不能一概而论,应该各有特色。

流程制造业智能制造的涵义:根据流程制造业的特征,其智能制造的涵义应该是以企业生产经营全过程和企业发展全局的智能化、绿色化、产品质量品牌化为核心目标研发出来的生产经营全过程的数字物理融合系统。


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