«Умные» заводы уже работают в мире, а украинские металлурги пока только на начальной стадии внедрения ИИ в производство

Искусственный интеллект (ИИ) появился только после появления ChatGPT, и его многочисленные аналоги быстро появились со временем. Разнообразные технологии ИИ уже Они давно успешно применяются во многих сферах производства, металлургия не исключение.

Также следите за нами в Viber и Telegram.

Искусственная помощь

Использование ИИ в металлургии может осуществляться как в рамках отдельного проекта, так и как важная часть цифровой трансформации предприятия. Можно выделить следующие основные области применения ИИ в металлургии:

1. Предиктивная аналитика

Анализ данных с датчиков оборудования позволяет предсказать его состояние. Tata Steel внедрила систему на базе искусственного интеллекта, которая прогнозирует срок службы критически важного оборудования. Это позволило компании сократить простои на 20% и затраты на обслуживание на 15%.

2. Контроль качества продукции

С помощью компьютерного зрения осуществляется автоматическое обнаружение дефектов и дефектов на поверхности готовой продукции или полуфабрикатов. Использование этой технологии позволило Voestalpine сократить количество дефектов в готовой продукции более чем на 20%.

3. Обеспечение безопасности персонала

Системы компьютерного зрения контролируют соблюдение стандартов безопасности (использование защитного оборудования, перемещение людей и оборудования). Это позволяет предотвращать несчастные случаи на работе, а также анализировать поведение персонала.

4. Оптимизация процессов

Анализ больших данных применяется для оптимизации операций, повышения качества и снижения затрат. Южнокорейская сталелитейная компания POSCO достигла повышения эффективности производства на 5%, снижения энергопотребления на 10% и увеличения производства горячей стали на 3%.

5. Роботизация, управляемая ИИ,

Управление роботами с помощью ИИ позволяет снизить затраты и значительно повысить производительность. Один из крупнейших производителей стали в Японии, JFE Steel, внедрил роботизированную систему для автоматической шлифовки небольших бесшовных труб на заводе Chita Works. Робот независимо определяет положение детали, делает дефекты и оптимизирует движения, что позволило увеличить скорость обработки на 60% по сравнению с традиционными методами.

6. Цифровые двойники

Виртуальная модель физической системы синхронизирована с данными в реальном времени, что позволяет моделировать поведение, прогнозировать отказы и оптимизировать процессы на основе аналитики. Эта технология успешно используется многими металлургическими компаниями уже долгое время.

ArcelorMittal внедрил технологию цифровых двойников на нескольких европейских фабриках, достигнув снижения энергопотребления на 12%, повышения производительности на 8% и сокращения незапланированных простоев на 30%.

7. Разработка новых материалов

Использование искусственного интеллекта позволяет значительно сократить время и затраты на исследования и разработки. Это позволило ArcelorMittal сократить время разработки отдельных сортов автомобильной стали с 3-5 лет до менее чем 1 года.

8. Оптимизация бизнес-процессов

ИИ помогает управлять маркетингом, логистикой, складированием и управлением документами. Это позволяет автоматизировать процессы, уменьшать количество ошибок, вызванных человеческим фактором, и снижать затраты.

Бразильская сталелитейная компания Gerdau внедрила систему прогнозирования спроса на базе искусственного интеллекта, которая повысила точность прогнозирования на 10% и снизила затраты на хранение запасов.

Повышение производительности труда и энергоэффективности, снижение затрат, простоев и дефектов благодаря широкому применению ИИ — ключ к снижению затрат и повышения конкурентоспособности. К этому стремятся все металлургические компании.

Мировыми лидерами среди производителей стали по внедрению ИИ в производство и эксплуатации можно считать Tata Steel, ArcelorMittal, POSCO, Baosteel.

«Тьма» от Baosteel

С точки зрения потенциала и возможностей новейших технологий, идеальным решением для экономики металлургической компании является не столько передача отдельных проектов и процессов на использование ИИ, сколько построение всего производственного цикла на его основе.

«Тёмные» заводы — это предприятия, которые могут работать практически полностью без участия персонала, им не нужно освещение в мастерских. Такая производственная концепция включает полную или почти полную автоматизацию всех операций, круглосуточную работу, минимальное участие сотрудников и масштабное использование различных технологий ИИ.

Трудно представить себе такое в металлургии. Однако китайский гений автоматизации производства достиг и этой области, создав полностью автоматизированную «умную» фабрику с минимальным вмешательством человека.

Baosteel, входящая в группу Baowu, запустила полностью автоматизированное производство на сталелитейном заводе в Шанхае ещё в 2019 году. Предприятие представляет собой линию, предназначенную для производства холодокатной продукции. Производство основано на полной автоматизации оборудования, технологиях ИИ, промышленных роботов и Интернета вещей. Например, контактные краны полностью автономны — они независимо находят и перемещают рулоны.

Человеческий контроль заключается в том, что небольшая группа операторов отслеживает экраны данных в реальном времени, но практически не требуется персонал для прямого обслуживания производства. ИИ сократил потребность в человеческом вмешательстве с каждые три минуты до раза в полчаса.

Результаты работы фабрики Baosteel «тёмные» впечатляют:

• сокращение выбросов на тонну стали на 30%;
• рост производительности на 30%;
• рост производственных мощностей на 20%;
• снижение энергопотребления на тонну стали на 15%;
• Снижение затрат на переработку на 10%.

Можно привести и другие примеры:

1. Цифровой завод Tata Steel. Завод в Калинганагаре (Индия) был построен с нуля. Существует единая платформа управления данными, которая объединяет информацию от добычи руды до отправки. Искусственный интеллект (более 260 алгоритмов для принятия решений в реальном времени) используется на заводе для планирования состава режима заряда и печи, анализа параметров отопления и энергопотребления, контроля качества с помощью компьютерного зрения и предиктивного обслуживания.
2. «Умная» доменная печь от POSCO. Искусственный интеллект анализирует видео с камер, температурные индикаторы и состав заряда в реальном времени, автоматически регулирует подачу взрыва и топлива. Суточная мощность печи увеличилась на 240 тонн чугуна, а расход топлива снизился.
3. Smart Mill в Big River Steel (часть U.S. Steel). На заводе в Оссиоле (Арканзас, США) был запущен один из первых в мире «умных» сталелитейных комплексов, где искусственный интеллект интегрирован напрямую в технологический процесс. Основной…