中钢国际带式球团数字生态助力钢铁发展

随着钢厂数字化、信息化、智能化水平的提高，工业互联网在钢厂生产中的应用场景逐步丰富，对实现钢铁企业生产的高效化、协同化运行、提高钢铁智能制造和数字化转型水平具有重要的意义。

中钢国际秉承“成为‘一带一路’的排头兵、绿色发展的先行者、智慧钢铁的贡献者”的新发展阶段使命，进行了数字化转型的积极探索，而带式焙烧机球团工艺在数字化转型中更是“先行一步”。

前瞻性决策

早在2008年，中钢国际前瞻性提出带式焙烧机球团技术研发和数字化发展要“齐头并进”。中钢国际成立了专业团队，并形成了多管齐下、协同发展的思路——要打好数字化甚至未来智能化的基础，就要在应用开发、平台打造、数据治理、人员赋能、管理变革这数个方面实现协同发展。矿物加工部负责人韩基祥表示：“我们在人员赋能和数据治理上下了狠功夫”。人员赋能是理念上的颠覆性转变，数据治理则对应海量数据的积累和处理，形成数据构架、数据频次、数据分析三位一体的体系。

2008年~2013年，中钢国际带式球团技术处于培育期，数字化服务也步入第一个阶段，采用三维正向设计方法完成了一些备品备件的设计并进行加工制造，备受国内外客户青睐。随后数年，中钢国际通过积累、实践、升级，工艺技术迎来了曙光，技术水平突飞猛进、市场应用越来越广，数字化发展也取得了长足进步。利用三维正向自动化设计技术、4D施工模拟、云端碰撞协同和基于自主温度场控制技术，借助大数据、模拟仿真计算等，中钢国际形成了带式焙烧机球团的EPC+M+O数字生态体系——体验在线化、运营管理在线化、生产制造在线化等等，最终帮助客户实现降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗、改善员工工作环境以及提升综合竞争力，为钢铁行业智能化升级贡献力量。

创新设计是基石

设计是起点，也是决定钢铁终端产品竞争力的根本要素。钢铁产品、工艺、装备和工程等数字化设计，不仅是钢铁制造流程实现智能化的关键环节之一，也发挥着先导和引领作用。通过数字化设计，可以高效创新、优化钢铁制造流程的物理系统，为整个流程的智能化提供数字化基础和模型系统。

在中钢国际的带式球团数字生态中，设计尤为重要，其核心由自顶向下设计、界面参数化设计和工厂三维布局设计“三大法宝”构成。它们是保证设计质量、提升设计效率乃至实现数字化工厂交付和智慧工厂运营的重要技术组成部分。

自顶向下设计应用在设备方案设计阶段，将整体方案设计和每一个部件设计进行高度关联，当方案架构变动时，部件也随之变动。

界面参数化设计作为自顶向下设计的延伸，使设计自动化得以实现。“我们将整个设计联通、关联部件存储于数据库中，并进行平台化管理。借此，新项目设计可以在调用数据库相应方案的基础上进行修改，在定制化界面输入参数，部件同步联动调整，即可满足设计要求。”韩基祥介绍道。这样的设计模式不仅减少了设计建模、修改以及纠错的时间，还大幅提升了系列化产品的复用效率，极大提升效率、压缩时间成本。以中钢国际当下开发的某项新产品耗时为例，比以前节省了约40%的时间。

工厂三维布局设计十分重要，它呈现了从工厂布局图到每一个生产车间布置图的三维视角，且无论是新建项目还是旧工厂改造，都可以借此虚拟化的手段进行更优的布局验证，有效提高效率。韩基祥介绍道：“在一套完整的工厂三维模型库中，我们将之与二维图纸库相匹配，在设计软件中即可实现轻松‘一键转换’——无论是从二维设计到三维设计，还是反向。”这样不仅有助于加深客户对方案的理解，也显著提高了与客户的沟通效率和沟通质量，更可将经验丰富工程师们设计生涯中的“金点子”转化成了数字化产品。

数字交付赋能

完成数字化工厂3D设计后，下一个重点就是项目管理。通过数字化4D工厂，中钢国际帮助客户高效、便捷地进行项目管理。

将数字化工厂建设节点与项目现场建设工期节点进行衔接，从而实现进度状态的同步。在现场的设备可以通过虚拟化的手段进行虚拟联调，减少了实物工厂联调的时间，提升效率。项目建设管理者还可通过数字化工厂随时查看项目进度，或检查配套资源是否有效协作、设备安装是否合理等等。

在这个数字化的“世界”里，设备、建筑、管道都被赋予了“生命”。它们健康与否，是否放置在了正确的位置，在奔跑还是休憩……都能被实时获取。用户可以任意选取某个设备，一目了然获取主要参数，并了解其状态。操作简单便捷——挪动、点击鼠标，便可“探入”焙烧机主体设备内，观察此刻的热风、物料走向、热传递以及化学反应等状态，温度有无发生变化……这些项目管理的迫切需求，在传统实物工厂中难以做到，在数字化工厂中变为了可能。

中钢国际EPC总承包建设的河钢集团唐钢新区的2×480万吨/年带式焙烧机球团项目，完成了物工厂和数字化工厂的设计，是目前世界上单位面积生产球团最多、工序最全的项目，包括两个圆形原料库（每个仓储存20万吨精粉）以及世界最大的成品钢板仓（单个仓储存10万吨球团矿）。

截至目前，中钢国际可为客户提供LOD100、LOD200、LOD300、LOD400四种产品，且已具备制定LOD500模型的技术能力。

智慧运营上台阶

钢铁行业发展多年，生产过程一直是“黑盒子”状态。得益于大数据、人工智能等技术和手段的迅猛发展，这个过程将逐步变得透明化。同时，客户端个性化、定制化需求日益强烈，钢企柔性制造理念日益突出，这也对生产过程的管控提出了更高要求。

中钢国际通过球团厂大数据中心，以球团厂从设计到运营全生命周期的海量数据为基础，以人工智能分析为引领，搭建全局数据平台和智能分析系统，让智慧运营在指导微观生产中发挥更重要的作用，为运营管理各个环节提供分析洞察，让管控科学、高效、精细。

通过大数据，可以实现质量异常原因追溯、设备实时检测、多工序协调智能优化，甚至是全过程的生产工艺优化，以保证质量的精准控制、设备的全周期维护。以造球为例，这是生产中最关键的工序之一。通过智能摄像机捕捉到造球的画面，加以图像识别，并根据水分、转速、加料量等关键参数，在大数据中心根据预设算法进行分析，作出判断，进而反馈到实际的生产中进行调整、控制，实现智能造球。

再比如设备的诊断维护，通过摄像与图像识别，实现设备健康状态诊断与智能维护，特别是对设备异常状态做出有效预警和报警，在有效规避风险的基础上，同时为备品备件预留更充分的准备时间，提高周转以及更换效率，增强库存流转，减少对资金的占用，优化成本。

从“钢铁是怎样炼成的”到“智慧钢铁如何炼成”，在中钢国际构建的智慧蓝图中，现代数字技术正与传统钢铁制造加速相遇相融。凭借打造的数字生态系统，中钢国际助力客户实现资源全局优化配置，解决不确定性问题，推进定制化和预测式制造，持续为客户创造价值。

在全面打造国际一流的技术型工程公司的战略定位引领下，中钢国际将以“智慧化”为支撑，为钢铁企业及相关行业提供更可信的优质数字化产品与服务，与客户携手共建坚强的“钢铁高科技长城”。

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