Повышение темпа прокатки слябов на Стане 2000

Заказчик
НЛМК
Руководитель проекта со стороны заказчика
ИТ-поставщик
АО "Инфосистемы Джет"
Год завершения проекта
2020
Сроки выполнения проекта
Апрель, 2018 - Январь, 2020
Цели

Разработать систему, которая позволит в реальном времени выдавать рекомендации в HMI оператора по оптимальному темпу прокатки слябов с учетом типоразмера слябов, находящихся в печи и на прокатном стане, условий их нагрева и скорости прокатки.

Уникальность проекта

Стан 2000 является ключевым звеном в производственной цепочке металлургического предприятия. Управление темпом выдачи слябов из печи и паузой межу прокатываемыми полосами выполнялись высококвалифицированными операторами.

Для достижения минимальных пауз они основывались на опыте работы и технологических нюансах. Но ввиду большого количества технологических параметров их прогноз не всегда является оптимальным.

Разработанный рекомендательный сервис на базе машинного обучения работает в режиме 24/7 и предоставляет операторам прокатного стана рекомендации по оптимальному интервалу подачи слябов на стан из нагревательных печей для обеспечения минимальной паузы между полосами на входе в чистовые клети стана.

Помимо технических показателей самого стана, алгоритмы машинного обучения учитывают в рекомендациях типы и марки слябов, а также показатели работы нагревательных печей.
Проект решает задачи импортозамещения
Нет
Использованное ПО

ML-специалистами АО «Инфосистемы Джет» были изучены несколько разных AI алгоритмов (random forest и др.) на применимость и целевой результат. Наибольшую эффективность для использования в целевой архитектуре рекомендательного сервиса показал алгоритм LightGBM.

Сложность реализации

  • Непрерывность производственного процесса на Стане 2000;
  • Особенности металлургического производства.

Описание проекта

Прокатный стан в металлургическом производстве — это комплекс оборудования, который раскатывает нагретую металлическую заготовку (сляб) с помощью валков, превращая его в рулонный металлопрокат. На прокатный стан подают слябы различного химического состава для производства стали различных марок. В ПАО «НЛМК» Стан работает непрерывно. Чтобы слябы не сталкивались, они должны двигаться на прокатном стане с определёнными промежутками. Чем они меньше, тем выше производительность прокатного стана. При слишком малых промежутках между слябами, резко увеличивается вероятность аварийной остановки, поэтому операторы стана традиционно рассчитывают расстояние с запасом. Новый рекомендательный сервис на базе машинного обучения (ML), разработанный Центром машинного обучения компании АО «Инфосистемы Джет», обрабатывает большой набор меняющихся параметров и в режиме реального времени предоставляет операторам прокатного стана рекомендации по оптимальному интервалу подачи слябов на стан для поддержания минимальной паузы.

Раньше оператор рассчитывал темп выдачи слябов вручную на основе интуиции и опыта. Новый цифровой сервис рассчитывает этот показатель автоматически. Рекомендательный сервис анализирует исторические данные и данные в режиме реального времени, а также требуемые параметры необходимой готовой продукции. На основе этих данных модель прогнозирует, с какой скоростью сляб должен пройти путь от печи до линии прокатки и рекомендует оператору в интерфейсе, когда выдавать следующий сляб. Данная система предупреждает брак продукции (предотвращает столкновение слябов/полос) и повышает производительность стана, как следствие, возрастает и количество прокатанных слябов.

Эффект от внедрения сервиса повлиял на повышение объемов производства прокатного комплекса. Экономия времени на сокращении пауз между прокатываемыми полосами составила 19,5 часов в год, что равно фактическому экономическому эффекту 34 млн в год.

Цифровой сервис оптимизации Стана 2000 - https://youtu.be/SgiQnVI6NGs


География проекта

Новолипецкий металлургический комбинат, г. Липецк

Коментарии: 1

Комментировать могут только авторизованные пользователи.
Предлагаем Вам в систему или зарегистрироваться.

  • Виктор Федько
    Рейтинг: 367
    Независимый эксперт
    Эксперт
    18.11.2020 15:16

    Очень интересный проект. Когда-то имел дело со станами и похожими задачами. К сожалению, из описания не все понятно.



    "...с какой скоростью сляб должен пройти путь от печи до линии прокатки..."

    Здесь подразумевается, что печь и стан находятся в "зоне видимости" ? Т.е., в одном цехе? А если в разных и скорость доставки сляба от места остывания до поворотного стола на стане значительна? Ведется машинами. Это учитывается как-то? Или мы говорим здесь об участке нагревательных печей стана? Как его составной части.

    "...оператор рассчитывал темп выдачи слябов вручную.." - выдачи откуда? С поворотного стола? Речь идет обо всем цикле - черновой прокат + чистовой прокат?

    А как могут слябы столкнуться вообще? У стана определенная скорость ( и довольно высокая). когда сляб доходит до валков в стане, скорость падает и сляб идет в прокате. Все остальные слябы , поданные на ленту, двигаются с той же скоростью. Т.е., пока сляб из клети не выйдет после проката, скорость не увеличится никак. Вся проблема только в частоте подачи сляба на ленту.

    Если каким-то образом, с помощью алгоритма, уменьшено время подачи слябов на стан, то учитывает ли эта система следующие технологические переделы ?

    Отжиг на колпаковых, например. Прохождение через НТА, АПРы ,АНГА и прочее? Это существенно, ведь уменьшаются все остальные циклы. Но вы не можете уменьшить время отжига, время прохождения через НТА. Это обусловленно технологией (времена). Таким образом, получается, что после чистового проката скапливается большее количество рулонов, чем было. В чем тогда экономия? Или удалось совместить все циклы и уменьшить время везде? Очень сомнительно.


Год
Предметная область
Отрасль
Управление
Мы используем файлы cookie в аналитических целях и для того, чтобы обеспечить вам наилучшие впечатления от работы с нашим сайтом. Заходя на сайт, вы соглашаетесь с Политикой использования файлов cookie.