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3D可視化虛擬孿生技術助力河鋼新產線

單位(作者):工研院 | 來源:本站原創 | 更新時間:2019-04-01 | 點擊數:

近日,北京科技大學工程技術研究院(北科工研)與河鋼股份有限公司簽訂《冷軋3D可視化系統》合同,標志著3D可視化虛擬孿生系統正式落地河鋼集團承鋼分公司。

隨著自動化水平的提升,以及企業對人均鋼產量的追求,傳統的被動式生產監控方式已經無法滿足生產者、管理者對生產的感知效率,亟需一種集中化、智能化的生產管控方式。針對企業在該方面的需求,北科工研提出3D虛擬孿生系統解決方案,集成生產報表、質量管控、設備維檢、視頻監控、安全防護等系統,自動監控各系統運行信息,并對潛在的或已發生的生產狀況進行實時預警。在該項目中,以河鋼承鋼新建的釩鈦高強冷軋板項目為對象,使用3D仿真技術建立連續式酸洗機組和熱基鍍鋅機組虛擬生產線,并通過實時生產數據驅動3D虛擬生產線與實際生產線同步,實現對生產過程的全方位實時、智能監控,建立物料跟蹤、產品質量、設備狀態和生產決策的集中管控中心,大大提高生產管控效率。

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此次為河鋼股份提供的冷軋3D可視化系統包含以下功能:

(1)     數據采集與融合

從ERP、MES、過程自動化控制(L2)、基礎自動化控制(L1)、儀表等系統采集數據,采用數據分析算法,對實時數據進行集成與融合,獲得反映生產計劃、物料跟蹤、設備狀態、產品質量等結構化數據,供可視化系統使用。

(2)     3D虛擬孿生模型

對承鋼正在建設的連續式酸洗機組和熱基鍍鋅機組進行3D數字映射,以1:1比例尺寸建立3D虛擬孿生模型,包含車間布局、產線布置、設備結構、裝配關系等三維空間信息。

(3)     生產可視化

針對連續酸洗與熱基鍍鋅生產中的關鍵工藝,使用實時數據驅動3D虛擬產線與實際生產線同步,實現對關鍵生產工藝的監控與分析,促進工藝研究與產品質量提升,包含工藝可視化、設備可視化、物料可視化三個方面。工藝可視化中,根據生產工藝原理,設計可視化工藝。以鋅層厚度控制過程為例,將鋅層厚度的影響因素(如鋅鍋、氣刀各項參數)與鋅層厚度結果進行可視化,用于鋅層質量的監控與分析。在鋅層厚度控制工藝中,前期生產數據較少的情況下,基于模型驅動;隨著生產數據的不斷積累,以及智能數據感知模型的應用,采用基于模型驅動與數據驅動的雙驅動模式,提高模型預測精度。

在上述三個功能外,3D虛擬孿生系統還可以作為生產信息的集中管控平臺,將產品質量、設備維檢、生產報表、人員實時定位、安全管理與預警等進行集中化、智能化監控,對各項信息進行融合分析,為生產者、管理者提供決策支持,并跟進執行效果,形成良性循環管理體系。

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