информационные технологии в металлургии
"Металлоснабжение и сбыт",  октябрь (2008)

Система прослеживания движения металла


Аркадий Черняков  (Управляющий партнер IntelMet Technologies)

Сегодняшняя экономическая ситуация ставит перед металлургами большое количество задач. Наметившееся замедление экономического роста в развитых странах приводит к снижению цен на сталь на фоне серьезного усиления конкуренции между ведущими металлургическими игроками за укрепление своих позиций на рынке. Все это вынуждает металлургов искать новые инструменты для повышения эффективности, сокращения затрат, улучшения качества продукции.

Практически исчерпав возможности оптимизации в таких традиционных областях, как например финансы, предприятия начинают активно уделять внимание собственно производству. Это неудивительно, т.к. именно в производстве возникают наибольшие издержки, и есть существенные резервы для повышения эффективности.

Мы убеждены, что решить задачи невозможно без сквозного (поплавочного и позаказного) учета движения металла от заготовки до готовой продукции. Такой учет можно построить по-разному. На многих предприятиях до сих пор используется ручной учет, с помощью журналов, в которые рабочие и мастера заносят информацию о плавке, выполненных на передел операциях, тоннаже и т.д. Эффективна ли такая схема? Думается, ответ на это вопрос очевиден, не случайно все чаще обсуждается в среде специалистов внедрение MES-систем, которые призваны заменить ручной учет и обеспечить оперативное управление производственной информацией на цеховом уровне. Но как обеспечить ввод информацию в саму MES-систему? Поставить компьютеры прямо в цехе, на каждом переделе и у каждого агрегата? Это путь, по которому идут сейчас многие предприятия, но получают ли они те результаты, на которые рассчитывали, затрачивая немалые средства на создание в цехах нужной инфраструктуры, установку техники и обучение рабочих? По факту оказывается, что информация по прежнему, как и в случае бумажных журналов, попадает в систему в лучшем случае в конце смены, а то и на следующий день. Почему же это происходит, ведь, казалось бы, мы сделали все, для того, чтобы обеспечить оперативный ввод информации? Ответ очень прост – для того, что бы информация попадала в систему своевременно, процесс его ввода должен является неотъемлемой частью основного производственного процесса. Представим себе такую картину – стол осмотра после какой-либо технологической операции, например термоотдела, на стол попадает металл. Рабочий или контролер УТК должен проверить параметры металла, предварительно идентифицировав сам металл (обнаружить на металле маркировку), отметить отбракованные позиции, определить куда эти отбракованные позиции (в какой карман) поместить, дать команду стропальщику и крановщику на перемещение годных позиций на следующий передел, а в это время следующая партия металла уже приходит на стол. Будет ли рабочий, которому нужно для ввода информации в компьютер отойти от стола, снять рукавицы, спешить к нему, чтобы открыть нужное приложение, причем далеко не, всегда простое, и ввести туда информацию? А если компьютер стоит не рядом со столом, а в конторке, до которой нужно дойти? В лучшем случае рабочий запишет информацию на бумажку и потом, когда позволит время, введет информацию в систему. Собственно, именно такую картину мы наблюдали недавно на одном из крупных металлургических предприятий. А ведь стол осмотра не самый сложный участок цеха. Что же говорить об участках более сложных, таких, как, например МНЛЗ, или прокатный стан? Вот и получается, что ввод информации с помощью компьютера мало отличается от традиционных бумажных журналов, разве что информации в системе существенно больше и, как результат, больше ошибок при ее вводе.

Мы убеждены, что система прослеживания движения металла должна обеспечивать возможность получения оперативной информации в полностью автоматическом режиме, исключая человеческий фактор или сводя его к минимуму.

Для построения эффективной системы прослеживания необходимо решить две задачи: маркировка металла и ее идентификация. К сожалению, до сих пор на большинстве предприятий эти задачи не решены. "Как же так?" - может спросить читающий эту статью - "у нас весь металл маркируют в обязательном порядке". Действительно, металл на заводах маркируют. Но как? С помощью краски и кисточки или с помощью молотка и керна, так же, как и 80 лет назад. Понятно, что такая маркировка, выполняемая вручную, не только плохо читается человеком (не говоря уже о автоматическом распознавании), но и содержит ошибки, а это, в свою очередь, может привести к огромным потерям. Автор статьи лично был свидетелем случая, когда из-за ошибки в одной цифре, допущенной при клеймении непрерывнолитой заготовки, на стане целую смену катали не тот металл. А ведь это только один из примеров. "Да, все верно" – скажет наш читатель – "мы знаем об этой проблеме и для ее решения приобретаем маркировочное оборудование". И это правда, но… Дело в том, что в большинстве случаев предприятия приобретают маркировочное оборудование для, так называемой, финишной маркировки, т.е. маркировки металла, прошедшего все технологические операции и готового к отгрузке клиентам. На такой металл наносится маркировка, соответствующая требованиям заказчиков, но не позволяющая обеспечить прослеживание металла. Для прослеживания необходимо наносить маркировку на металл на всех переделах и причем маркировку специальную, технологическую, которая может быть идентифицирована с помощью технических средств. Здесь хотелось бы сделать еще одно замечание по поводу маркировочного оборудования. В последнее время в строй вводится все больше новых металлургических мощностей и часто можно услышать от ответственных за реализацию этих проектов : "у нас МНЛЗ строит известная европейская фирма Х и она делает нам проект под ключ, там будет и маркировочная машина". Здесь то и возникает очень тонкий момент. Дело в том, что уважаемые европейские фирмы никогда не занимались созданием систем прослеживания, у них нет соответствующего опыта , да и задачу перед ними ставят построить, например МНЛЗ или новый стан, а не реализовать прослеживание металла. По условиям проекта металл на выходе с установки или из цеха должен маркироваться. Нет проблем, исполнитель проекта устанавливает то самое оборудование для финишной маркировки, которое мы уже обсуждали. Кроме того, руководители таких проектов или начальники цехов, которые вводят новое оборудование, решают свои, локальные задачи, и их не очень интересует, как будет контролироваться движение металла на следующих переделах. Вот и получается, что компании тратят существенные деньги на приобретение маркировочного оборудования, а использовать его для построения системы прослеживания не получается.

Для того, что бы обеспечить прослеживание металла нужно использовать специальные методы маркировки и идентификации, которые позволят контролировать движение металла полностью автоматически, в режиме реального времени.

Для иллюстрации рассмотрим решение по прослеживанию движения труб "TubeTrace" разработанное компанией ИНТЕЛМЕТ ТЕХНОЛОДЖИС.

Прослеживание движения труб в технологическом потоке является одной из самых сложных задач в металлургии. Высокие скорости движения металла по рольгангам, механические воздействия на трубы в процессе движения, вращение труб при движении по столам осмотра, высокие температуры в процессе термоотделки – вот далеко не полный перечень факторов, не позволяющих использовать для создания системы прослеживания движения труб простые методы маркировки и идентификации, такие, например, как применение бирок или этикеток и сканеров штрих-кодов. В тоже время, традиционные подходы, например, нанесение на трубу человеко-читаемой информации с помощью краски или клеймения не защищают от ошибок и не позволяют построить систему, работающую в режиме реального времени и полностью автоматически.

Решение "TubeTrace" меняет эту ситуацию. Оно позволяет прослеживать движение труб в потоке на всех переделах, от подачи заготовки, до отгрузки готовой продукции потребителям, обеспечивая полный контроль над производством.

В основе решения лежат технологии бесконтактной маркировки металла и промышленного штрих-кодирования.

Маркировка наносится на трубы с помощью системы бесконтактной маркировки краской, которая может наносить маркировку на движущуюся трубу, в том числе горячую, разного размера, что позволяет смонтировать ее в линии без необходимости внесения изменений в технологию основного процесса производства. Система имеет многосопельную головку для аэрозольного распыления краски, работающую по принципу "Drop on Demand (Капля по запросу)" – т.е. подача краски на маркируемый объект выполняется по сигналу управляющего контроллера. Для маркировки используется высокотемпературная краска (краска устойчива к температурам до 1300°С), обладающая высокой стойкостью к механическим воздействиям, что обеспечивает сохранность маркировки при прохождении участков термоотделки и при движении трубы по рольгангам. Контроллер системы может быть легко интегрирован в существующую цеховую систему АСУТП. Возможность маркировки горячего металла в потоке является одним из ключевых отличий нашей системы от традиционных маркировочных машин.

Для маркировки труб на них наносится промышленный штрих-код SteelCode, разработанный компанией ИНТЕЛМЕТ ТЕХНОЛОДЖИС специально для применения в металлургии. За основу была взята технология кодирования SnowFlake, разработанная английской компанией Electronic Automation Ltd (EAL), специально для маркировки изделий в жестких промышленных условиях и широко используемая для маркировки слябов и листа. Наши специалисты существенно доработали технологию, обеспечив возможность маркировки и распознавания металла в технологическом потоке. Такая система идентификации обладает высокой стойкостью к повреждениям и позволяет гарантировано идентифицировать трубу даже в тех случаях, когда повреждено до 50% нанесенного кода.

Для идентификации трубы в потоке используется оптическая система распознавания на базе линейных видеокамер. Камеры имеют высокую скорость сканирования и способны работать не только в видимом, но в ИК-диапазоне, что резко увеличивает вероятность гарантированного распознавания информации. Камеры, установленные в контрольных точках (столы осмотра, УЗК , гидроиспытания, столы сдачи, и т.д.) считывают промышленный штрих-код с трубы и передают его в базу данных системы прослеживания. В базе данных системы прослеживания к коду трубы привязывается вся необходимая информация – номер плавки, номер партии, заказ, параметры произведенных технологических операций и т.д., что позволяет нам контролировать движение труб в режиме реального времени.

Для контроля перемещения труб между пролетами, на промежуточные зоны хранения, в карманы брака и т.д. используются комплексы "Умный кран", о которых мы уже рассказывали читателям на страницах этого журнала. Бригадиры, используя мобильные терминалы (карманные компьютеры с программным обеспечением ИНТЕЛМЕТ ТЕХНОЛОДЖИС) , подключенные к базе данных системы прослеживания, передают задания на перемещение труб на компьютеры комплексов "Умный кран", также подключенных к базе данных, результаты выполненных операций перемещения, фиксируются крановщиками с помощью сенсорных мониторов, установленных в кабинах кранов.

Из базы данных системы прослеживания информация о трубах передается на мобильные терминалы контролеров УТК, которые проводят необходимые операции по контролю качества труб. Данные о выполненных операциях контроля качества поступают в систему прослеживания.

На участках окончательной сдачи с помощью специальных стационарных терминалов сбора информации (DTS-терминалов) выполняются операции комплектации пакетов труб и их маркировка товарными бирками. Информация о скомплектованных пакетах передается с DTS-терминалов на мобильные терминалы кладовщиков и комплексы "Умный кран".

Задания на отгрузку пакетов труб формируются на складе с помощью мобильных терминалов и передаются на комплексы "Умный кран", которые выполняют операции перемещения и фиксируют факт их выполнения.

Объединение мобильных терминалов, комплексов "Умный кран", DTS-терминалов и камер оптической системы распознавания в единую систему позволяет построить сквозной учет движения труб по переделам в режиме реального времени.

Безусловно, для построения полной системы прослеживания необходимо не только контролировать движение труб, но и иметь информацию о том из какого слитка или листа была сделана каждая труба, из какого сляба был сделан лист или в какой изложнице был отлит слиток.

Как это обеспечить – тема нашей следующей статьи.


В печатной версии страница №100  | Количество просмотров: 2736  |  Комментариев: 
Ваша оценка:  (Голосов: )

  Ваш комментарий
Ваше имя *
Текст *
  * Отмеченные поля необходимо заполнить