به گزارش ایراسین، در حالی که کارخانههای هوشمند در بسیاری از کشورهای جهان بهصورت عملیاتی در حال فعالیت هستند، فولادسازان اوکراینی هنوز در مراحل ابتدایی بهکارگیری هوش مصنوعی (AI) در فرآیندهای تولیدی قرار دارند. این در حالی است که هوش مصنوعی مفهومی نوظهور پس از توسعه ابزارهایی مانند ChatGPT نیست و فناوریهای مبتنی بر AI سالهاست که در بخشهای مختلف صنعت، از جمله صنعت فولاد، با موفقیت مورد استفاده قرار میگیرند.
هوش مصنوعی؛ دستیار جدید صنعت فولاد
هوش مصنوعی در صنعت متالورژی میتواند هم در قالب پروژههای مستقل و هم بهعنوان یکی از ارکان اصلی تحول دیجیتال شرکتها بهکار گرفته شود. بررسی تجربه شرکتهای بزرگ فولادی جهان نشان میدهد که AI به ابزاری مؤثر برای افزایش بهرهوری، کاهش هزینهها و ارتقای ایمنی و کیفیت تولید تبدیل شده است.
تحلیل پیشبینانه؛ کاهش توقف و هزینه تعمیرات
یکی از مهمترین کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت فولاد، تحلیل پیشبینانه است. در این روش، دادههای دریافتی از حسگرهای تجهیزات صنعتی مورد تحلیل قرار میگیرد تا وضعیت عملکرد و زمان احتمالی خرابی تجهیزات پیشبینی شود. شرکت تاتا استیل با پیادهسازی یک سامانه مبتنی بر هوش مصنوعی برای پیشبینی عمر مفید تجهیزات حیاتی، موفق شده است زمان توقف تولید را ۲۰ درصد و هزینههای تعمیر و نگهداری را ۱۵ درصد کاهش دهد.
کنترل کیفیت محصولات با بینایی ماشین
فناوری بینایی ماشین یکی دیگر از کاربردهای کلیدی AI در فولادسازی است که برای شناسایی خودکار عیوب و نواقص سطحی در محصولات نهایی یا نیمهنهایی مورد استفاده قرار میگیرد. بهکارگیری این فناوری در شرکت فولادی Voestalpine منجر به کاهش بیش از ۲۰ درصدی میزان عیوب در محصولات نهایی شده و نقش مؤثری در ارتقای کیفیت تولید ایفا کرده است.
سیستمهای مبتنی بر بینایی ماشین با پایش رعایت دستورالعملهای ایمنی، از جمله استفاده از تجهیزات حفاظت فردی و نحوه تردد افراد و ماشینآلات، به افزایش ایمنی محیط کار کمک میکنند. این سامانهها ضمن پیشگیری از بروز حوادث و سوانح صنعتی، امکان تحلیل الگوهای رفتاری کارکنان و شناسایی ریسکهای بالقوه را نیز فراهم میسازند.
بهینهسازی فرآیندها و کاهش مصرف انرژی
تحلیل کلاندادهها با استفاده از هوش مصنوعی، ابزاری مؤثر برای بهینهسازی فرآیندهای تولید، بهبود کیفیت محصولات و کاهش هزینهها به شمار میرود. شرکت فولادسازی پوسکو (POSCO) در کرهجنوبی با بهرهگیری از AI توانسته است بهرهوری تولید را ۵ درصد افزایش دهد، مصرف انرژی را ۱۰ درصد کاهش دهد و بازده تولید فولاد نورد گرم را ۳ درصد بهبود بخشد.
رباتیک تحت کنترل هوش مصنوعی
کنترل رباتها با استفاده از هوش مصنوعی امکان کاهش هزینهها و افزایش چشمگیر بهرهوری را فراهم میکند. شرکت فولادسازی JFE Steel، یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فولاد ژاپن، یک سامانه رباتیک برای سنگزنی خودکار لولههای بدون درز کوچک در کارخانه چیتا (Chita Works) مستقر کرده است. این ربات بهصورت مستقل موقعیت قطعه را تشخیص میدهد، عیوب را شناسایی میکند و مسیر حرکتی خود را بهینه میسازد؛ اقدامی که سرعت فرآوری را نسبت به روشهای سنتی تا ۶۰ درصد افزایش داده است.
دوقلوهای دیجیتال؛ شبیهسازی و پیشبینی در زمان واقعی
دوقلوی دیجیتال، مدل مجازی یک سیستم فیزیکی است که با دادههای لحظهای همگامسازی میشود و امکان مدلسازی رفتار، پیشبینی خرابیها و بهینهسازی فرآیندها را بر پایه تحلیل دادهها فراهم میکند. این فناوری سالهاست که بهطور موفقیتآمیز در بسیاری از شرکتهای فولادی جهان مورد استفاده قرار میگیرد.
شرکت آرسلورمیتال با پیادهسازی فناوری دوقلوی دیجیتال در چندین واحد اروپایی خود، موفق شده است مصرف انرژی را ۱۲ درصد کاهش دهد، بهرهوری تولید را ۸ درصد افزایش دهد و زمان توقفهای برنامهریزینشده را تا ۳۰ درصد کاهش دهد.
توسعه مواد جدید با شتاب هوش مصنوعی
بهکارگیری هوش مصنوعی بهطور قابل توجهی زمان و هزینههای تحقیق و توسعه (R&D) را کاهش میدهد. این رویکرد به آرسلورمیتال امکان داده است زمان توسعه برخی گریدهای فولاد خودرویی را از ۳ تا ۵ سال به کمتر از یک سال کاهش دهد؛ دستاوردی که نقش مهمی در تسریع نوآوری و پاسخگویی سریعتر به نیاز بازار دارد.
هوش مصنوعی تنها به فرآیندهای تولید محدود نمیشود و میتواند در مدیریت بازاریابی، لجستیک، انبارداری و گردش اسناد نیز نقش مؤثری ایفا کند. این فناوری با خودکارسازی فرآیندها، کاهش خطای انسانی و کنترل هزینهها، بهرهوری سازمانی را افزایش میدهد.
در همین راستا، شرکت فولادی گرداو (Gerdau) برزیل با استقرار یک سامانه پیشبینی تقاضای مبتنی بر AI، دقت پیشبینی را ۱۰ درصد افزایش داده و هزینههای نگهداری موجودی انبار را بهطور محسوسی کاهش داده است.
هوش مصنوعی؛ کلید رقابتپذیری فولادسازان
افزایش بهرهوری نیروی کار و کارایی انرژی، کاهش هزینهها، افت زمان توقف تولید و کاهش عیوب کیفی از طریق استفاده گسترده از هوش مصنوعی، به یکی از ارکان اصلی کاهش بهای تمامشده و ارتقای رقابتپذیری فولادسازان تبدیل شده است؛ هدفی که تمامی شرکتهای بزرگ فولادی جهان آن را دنبال میکنند. در این میان، تاتا استیل، آرسلورمیتال، پوسکو و بائواستیل را میتوان پیشگامان جهانی در پیادهسازی هوش مصنوعی در تولید و عملیات دانست.
«تاریکی» بائواستیل؛ افق نهایی کارخانههای هوشمند
از منظر ظرفیت و قابلیتهای فناوریهای نوین، راهکار ایدهآل برای اقتصاد یک شرکت فولادی صرفاً انتقال پروژهها یا فرآیندهای منفرد به هوش مصنوعی نیست، بلکه طراحی و استقرار کل چرخه تولید بر پایه AI است.
کارخانههای «تاریک» (Dark Factories) به واحدهایی اطلاق میشود که تقریباً بدون حضور نیروی انسانی فعالیت میکنند و حتی به روشنایی در سالنهای تولید نیاز ندارند. این مفهوم بر خودکارسازی کامل یا نزدیک به کامل عملیات، فعالیت ۲۴ ساعته، حداقل دخالت نیروی انسانی و استفاده گسترده از فناوریهای هوش مصنوعی استوار است.
اگرچه تصور چنین الگویی در صنعت متالورژی دشوار به نظر میرسد، اما توانمندی چین در حوزه خودکارسازی تولید، این صنعت را نیز دربر گرفته است. شرکت بائواستیل، زیرمجموعه گروه بائو (Baowu)، از سال ۲۰۱۹ یک خط تولید کاملاً خودکار فولاد نورد سرد را در کارخانه شانگهای خود راهاندازی کرده است. این واحد بر پایه تجهیزات تماماتوماتیک، فناوریهای هوش مصنوعی، رباتهای صنعتی و اینترنت اشیا (IoT) فعالیت میکند.
در این کارخانه، حتی جرثقیلهای سقفی نیز بهصورت کاملاً خودکار عمل کرده و موقعیت و جابهجایی کلافهای فولادی را بهطور مستقل انجام میدهند. نقش نیروی انسانی به گروه کوچکی از اپراتورها محدود شده است که صرفاً دادههای لحظهای را از طریق نمایشگرها پایش میکنند. بهکارگیری AI باعث شده است نیاز به مداخله انسانی از یکبار در هر سه دقیقه به یکبار در هر نیم ساعت کاهش یابد.
نتایج عملیاتی کارخانه «تاریک» بائواستیل نشاندهنده اثرگذاری عمیق هوش مصنوعی بر صنعت فولاد است. این واحد صنعتی موفق شده است میزان انتشار آلایندهها به ازای هر تن فولاد را ۳۰ درصد کاهش دهد، بهرهوری تولید را ۳۰ درصد افزایش دهد و ظرفیت تولید خود را ۲۰ درصد بالا ببرد. همچنین مصرف انرژی به ازای هر تن فولاد ۱۵ درصد و هزینههای فرآوری ۱۰ درصد کاهش یافته است؛ دستاوردهایی که این پروژه را به یکی از شاخصترین نمونههای جهانی فولاد هوشمند تبدیل کرده است.
تاتا استیل؛ کارخانه دیجیتال با تصمیمگیری لحظهای
کارخانه کالینگاناگار تاتا استیل در هند که از ابتدا بر پایه مفاهیم دیجیتال ساخته شده، نمونهای پیشرفته از یک کارخانه فولاد مبتنی بر داده است. این واحد از یک پلتفرم یکپارچه مدیریت داده استفاده میکند که تمامی اطلاعات از مرحله استخراج سنگآهن تا ارسال محصول نهایی را در بر میگیرد.
در این کارخانه، بیش از ۲۶۰ الگوریتم هوش مصنوعی برای تصمیمگیری لحظهای به کار گرفته شده است؛ الگوریتمهایی که در برنامهریزی ترکیب شارژ و режим کورهها، تحلیل پارامترهای گرمایش و مصرف انرژی، کنترل کیفیت با استفاده از بینایی ماشین و انجام تعمیرات پیشبینانه نقش کلیدی دارند.
کورهبلند هوشمند پوسکو
شرکت پوسکو کرهجنوبی نیز با راهاندازی «کورهبلند هوشمند»، گام مهمی در استفاده عملیاتی از هوش مصنوعی برداشته است. در این سامانه، AI بهصورت برخط تصاویر دوربینها، دادههای دمایی و ترکیب شارژ را تحلیل کرده و بهطور خودکار میزان دمش و تأمین سوخت را تنظیم میکند. نتیجه این اقدام، افزایش روزانه ۲۴۰ تن چدن مذاب و کاهش محسوس مصرف سوخت در فرآیند تولید بوده است.
اسمارت میل بیگ ریور استیل؛ کارخانهای که یاد میگیرد
مجتمع فولادسازی بیگ ریور استیل، زیرمجموعه یو.اس. استیل در ایالت آرکانزاس آمریکا، یکی از نخستین مجتمعهای فولادسازی «هوشمند» جهان به شمار میرود که در آن هوش مصنوعی مستقیماً در قلب فرآیند فناوری ادغام شده است.
در این کارخانه، یک پلتفرم AI دادههای لحظهای دریافتی از بیش از ۵۰ هزار حسگر را پردازش میکند. این حسگرها اطلاعاتی نظیر وضعیت تجهیزات، فرآیند ذوب فولاد، دما، فشار، ترکیب شیمیایی و مصرف انرژی را ثبت میکنند. سامانه هوشمند با تحلیل این دادهها، پارامترهای بهینه تولید را تعیین کرده، مصرف انرژی و مواد اولیه را بهینه میسازد و خرابی تجهیزات را پیشبینی میکند. در این مجموعه، مفهوم «کارخانه یادگیرنده» (Learning Mill) پیادهسازی شده است؛ به این معنا که هوش مصنوعی بهطور مداوم از دادههای تولیدی میآموزد و آموختههای خود را برای افزایش بهرهوری و ارتقای کیفیت محصولات به کار میگیرد.
واقعیتهای هوش مصنوعی در فولاد اوکراین
با وجود آنکه صنعت متالورژی اوکراین هنوز در مراحل اولیه پیادهسازی هوش مصنوعی در فرآیندهای تولیدی قرار دارد، همین اقدامات نیز نشانهای مهم از تمایل شرکتهای اوکراینی به جذب فناوریهای نوین است؛ آن هم در شرایطی که جنگ وارد چهارمین سال خود شده و کمبود سرمایهگذاری به سطحی بحرانی رسیده است.
پروژههای هوش مصنوعی در گروه متینوست
در میان پروژههای مبتنی بر هوش مصنوعی در شرکتهای زیرمجموعه گروه متینوست، کنترل کیفی AI در کارخانه زاپوریژاستال جایگاه ویژهای دارد. در این واحد، سامانه هوش مصنوعی ForgeCheck پیادهسازی شده که با استفاده از بینایی ماشین تصاویر اسلبها را تحلیل و عیوب را شناسایی میکند. اثر اقتصادی این پروژه سالانه تا ۲۵۰ هزار دلار برآورد میشود.
گروه متینوست بهطور گسترده از هوش مصنوعی در حوزه اتوماسیون و فرآیندهای هوشمند استفاده میکند. اجرای بیش از ۵۰۰ راهکار مبتنی بر فناوریهای مختلف اتوماسیون هوشمند، امکان خودکارسازی حدود ۲۰۰ هزار ساعت کاری را فراهم کرده است.
از دیگر ابزارهای مورد استفاده میتوان به سامانه پردازش هوشمند اسناد myOCR اشاره کرد که سالانه حدود ۲۰ هزار ساعت کاری صرفهجویی ایجاد میکند. همچنین سامانه بینایی ماشین SPAIS که در سیستمهای نظارت تصویری صنعتی ادغام شده، برای شناسایی تخلفات ایمنی، پایش تجهیزات، تشخیص حضور کارکنان در مناطق پرخطر یا بدون تجهیزات حفاظت فردی و حتی شناسایی آسیبها در نقاط دشوار دسترس از طریق تحلیل تصاویر پهپادها به کار میرود.
اینترپایپ و نگهداشت پیشبینانه
شرکت اینترپایپ در مدیریت تولید و فرآیندهای صنعتی خود از نگهداشت پیشبینانه تجهیزات، کنترل خودکار کیفیت محصولات، الگوریتمهای هوش مصنوعی برای مدیریت موجودی، دوقلوهای دیجیتال، مدلهای پیشبینی هزینه مواد و یادگیری ماشین در مدیریت اسناد بهره میبرد.
فرکسپو؛ پیشگام اتوماسیون معادن
شرکت فرکسپو تمرکز ویژهای بر خودکارسازی تولید و برقیسازی حملونقل معدنی دارد. این شرکت از دکلهای حفاری نیمهخودران استفاده میکند و حتی پیش از آغاز جنگ، بهرهبرداری صنعتی از دامپتراکهای بدون راننده را آغاز کرده بود. این فناوریها شامل عناصر هوش مصنوعی برای بهینهسازی مسیرها و رفتار تجهیزات هستند و فرکسپو را به نخستین شرکت اروپایی تبدیل کردهاند که از دامپتراکهای خودران در معادن روباز استفاده کرده است.
تمرکز بر دیجیتالسازی بهجای AI کلاسیک
شرکتهای فولادی اوکراینی در حال حاضر بیش از آنکه بر فناوریهای کلاسیک هوش مصنوعی مانند شبکههای عصبی عمیق یا هوش مصنوعی مولد تمرکز کنند، بر بینایی ماشین، یادگیری ماشین، اینترنت صنعتی، اتوماسیون و دیجیتالسازی فرآیندهای تولید متمرکز هستند.
هوش مصنوعی؛ ستون آینده فولاد سبز
پیادهسازی کامل هوش مصنوعی بخشی از راهبرد بلندمدت شرکتهای معدنی و فولادی اوکراین به شمار میرود. بهنظر میرسد AI یکی از ارکان اصلی متالورژی سبز در آینده باشد.
یوری ریژنکوف، مدیرعامل گروه متینوست، در اینباره میگوید: «متالورژی در صدر دستورکار زیستمحیطی قرار دارد. فناوریهای اصلی صنعت فولاد سالهاست توسعه یافتهاند و امروز دیگر امکان جهشهای بزرگ وجود ندارد. تنها مسیر پیشرو، بهبود تدریجی سیستمهاست و اینجاست که دیجیتالسازی و هوش مصنوعی وارد عمل میشوند. این ابزارها میتوانند صنعت را نهتنها سازگارتر با محیط زیست، بلکه کارآمدتر و رقابتپذیرتر کنند.»
نظر شما