۳ فاز تا فولاد سبز
پردیس صادقی
شنبه ۲۶ اردیبهشت ۱۴۰۵ - ۱۶:۵۳

صنعت فولاد جهان برای رسیدن به «فولاد سبز»، وارد مسیری سه‌مرحله‌ای شده است؛ مسیری که از دیجیتالی‌سازی و هوش مصنوعی آغاز می‌شود، با توسعه عملیات هیبریدی و اتوماسیون هوشمند ادامه می‌یابد و در نهایت به اقتصاد چرخشی و تولید پایدار می‌رسد. در این الگوی تازه، داده، الگوریتم و اتاق‌های کنترل هوشمند به اندازه کوره و سنگ‌آهن اهمیت یافته‌اند و غول‌های فناوری صنعتی تلاش می‌کنند با کاهش مصرف انرژی، بهینه‌سازی فرایندها و بازیافت هوشمند، آینده رقابت‌پذیری صنعت فولاد را بازتعریف کنند.

پایگاه تحلیلی خبری ایراسین؛ یکی از مراحل اولیه تحول سبز بر بهینه‌سازی عملیات فعلی تمرکز دارد. در این مرحله، دیجیتالی‌سازی با بهره‌گیری از اتوماسیون و بینش‌های مبتنی بر داده، نقش کلیدی ایفا می‌کند تا کارایی فرایندها را بهبود بخشد، مصرف انرژی را کاهش دهد و مدیریت کیفیت را بهینه کند. هوش مصنوعی و الگوریتم‌های تحلیل داده، ابزارهای اصلی این مرحله هستند که قدرت راه‌حل‌های دیجیتال را در استخراج اقدامات عملی از بینش‌های خودکار تولیدشده از داده‌های تولید، برای دست‌یابی به اهداف عملیاتی مشخص نشان می‌دهند. یکی از مثال‌های عملی دیجیتال‌سازی، استفاده از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی و مدیریت پارامترهای کیفیت فلز مذاب در کوره‌های بلند است، مانند محتوای عناصر و دمای تخلیه مذاب. این پارامترها برای تضمین تولید پایدار و خروجی با کیفیت بالا حیاتی هستند.

مدل‌های سنتی به دلیل پیچیدگی‌های شیمیایی و فیزیکی کوره‌های بلند، در پیش‌بینی دقیق این شرایط با مشکل مواجه‌اند. بااین‌حال، شرکت پریمتالز مدل یادگیری ماشین پیشرفته‌ای توسعه داده است که با استفاده از ابزارهای موجود، شاخص‌های کلیدی عملکرد را با دقت قابل‌توجهی برای دوره پیش‌بینی دوساعته پیش‌بینی می‌کند. این راه‌حل با نمایش مبتنی بر احتمال با خطای حداقلی برای پیش‌بینی پارامترهای کیفیت فلز مذاب، علاوه بر آنکه به اپراتورها کمک می‌کند تا به بینش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی اعتماد کنند، اعتماد به فناوری جدید را تقویت می‌کند و نحوه تعامل انسان با سیستم‌ها را در مرحله بهینه‌سازی تغییر می‌دهد.

مثال دوم جایی است که روش‌های تحلیل داده برای دست‌یابی به نتایج بهتر کلیدی هستند: تعیین استراتژی عملیاتی بهینه کوره قوس الکتریکی بر اساس هزینه قراضه، هزینه تبدیل یا زمان تخلیه، متناسب با شرایط بازار فعلی. بهره‌برداری از EAF بدون استفاده از پتانسیل داده‌های بزرگ تولیدی، منجر به عملکرد غیربهینه می‌شود. تحلیل داده‌های صادرشده حجیم در اکسل باعث از دست رفتن تمرکز بر شناسایی واریانس‌ها شده و اطلاعات سری‌های زمانی از دست می‌رود. شرکت پریمتالز خدمات تحلیل بهترین عملیات EAF را بر پایه فیلترینگ و مرتب‌سازی داده‌های بزرگ خود توسعه داده است. این خدمات به اپراتورهای EAF کمک می‌کنند تا با شناسایی بهترین شیوه عملیاتی بر اساس ذوب‌های واقعی، به اهداف خود دست یابند. ابتدا قراضه‌ها براساس کیفیت خوشه‌بندی می‌شوند، سپس برای هر خوشه یک ذوب مرجع تعریف می‌گردد، ذوب‌های مشابه در داده‌های تاریخی شناسایی شده، تحلیل می‌شود و در نهایت بهترین شیوه جدید EAF استخراج می‌گردد. پایگاه داده شامل هزاران ذوب طی چندین سال با میلیون‌ها ردیف داده است.

کاربرد سوم روش‌های هوش مصنوعی، کنترل کیفیت در سراسر زنجیره تولید کارخانه فولاد است. شناسایی سریع انحرافات کیفی و تعریف سریع اقدامات اصلاحی و جبرانی، کلید دست‌یابی به بازده بالای محصولاتی است که دقیقاً با اهداف کیفی مطابقت دارند. شرکت پریمتالز راه‌حل کنترل کیفیت مبتنی بر دانش دیجیتال به نام TPQC را توسعه داده است. TPQC با اتصال به منابع داده مختلف در کارخانه فولاد، داده‌های کیفیت دقیق را در کل فرایند تولید جمع‌آوری می‌کند. این نقاط داده، تاریخچه محصول را ایجاد می‌کنند که بینش‌هایی از جزئیات سیگنال‌ها، ذوب‌ها و مقایسه محصولات را در داشبوردهای مختلف فراهم می‌سازد. استفاده از هوش مصنوعی برای تحلیل این حجم عظیم داده،TPQC را قادر می‌سازد تا خواص مکانیکی را پیش‌بینی و تحلیل کند و علل ریشه‌ای را به‌موقع شناسایی کند.

در فاز گذار، صنعت فولاد با چالش عملیات هیبریدی مواجه است یعنی تعادل بین مسیرهای تولیدی موجود و جایگزین‌های پایدارتر. تولیدکنندگان فولاد در اتریش و آلمان در حال توسعه مسیرهای تولیدی مبتنی بر EAF در کنار روش‌های مبتنی بر کنورتر موجود هستند. گذار به عملیات هیبریدی چالش‌هایی مانند حفظ کیفیت یکنواخت فولاد و کسب تخصص عملیاتی با فناوری‌های جدید را به همراه دارد. شرکت پریمتالز سیستم COC را توسعه داده است تا راه را برای عملیات خودکار هموار کند. این اتاق کنترل هوشمند و متمرکز به یک اپراتور واحد اجازه می‌دهد تا یک یا چند کارخانه را نظارت کند، تمرکز را بر مراحل فرایند واقعی بهینه سازد و توجه حداکثری به موقعیت‌های بحرانی را تضمین سازد. COC دارای رابط مینیمالیستی است که تعداد صفحه‌ها را کاهش می‌دهد و اطلاعات ضروری را در زمان واقعی اولویت‌بندی می‌کند. این طراحی ارگونومیک کارایی اپراتور را افزایش داده و خطر خطای انسانی را کاهش می‌دهد و به عملیات ایمن و پایدار کمک می‌کند. COC با دانش فرایند، به اپراتورها در اقدامات اصلاحی کمک می‌کند و ابزارهایی برای حذف خطای انسانی و حداکثرسازی ایمنی عملیاتی ارائه می‌دهد. یکپارچگی آن با سیستم‌های اتوماسیون، مدیریت کارخانه یکنواخت و کارآمد را تضمین می‌کند. علاوه بر این، COC امکان کنترل کارخانه از دور را فراهم می‌سازد و انعطاف‌پذیری لازم برای مدیریت از مکان‌های متعدد را ایجاد می‌کند.

همان‌طور که خلبانان از شبیه‌ساز پرواز برای حفظ مهارت‌های خود استفاده می‌کنند، اپراتورهای صنعت فولاد نیز به قابلیت‌های مشابه نیاز دارند. به همین دلیل شرکت پریمتالز سیستم کارخانه مجازی را راه‌اندازی کرده است؛ راه‌حلی جامع شامل مرکز آموزشی و محیط توسعه و تست نرم‌افزار. این مرکز آموزشی فضای ایمنی فراهم می‌کند که اپراتورها بتوانند با «انجام دادن» و «اشتباه کردن» یاد بگیرند و اعتمادبه‌نفس و توانایی مدیریت موقعیت‌های پیچیده را کسب کنند. راه‌حل‌های دیجیتال‌سازی نقش مهمی در کمک به تولیدکنندگان فولاد برای تسلط بر تحول سبز ایفا می‌کنند؛ با بهینه‌سازی مسیرهای تولیدی موجود و تسریع زمان راه‌اندازی مسیرهای جدید برای دست‌یابی به کیفیت هدف. این راه‌حل‌ها عملکرد کامل کارخانه فولاد را (از ورود ضایعات تا خروج کویل‌ها) به‌طور مداوم بهبود می‌بخشند.

علاوه بر تحول درون کارخانه، جنبه دیگری از پایداری در حال ظهور است: اقتصاد چرخشی. دستورالعمل چرخه عمر اتحادیه اروپا بر طراحی چرخشی، محتوای بازیافتی و حکمرانی بهبودیافته تأکید دارد. مفهوم اقتصاد چرخشی، کارایی بهینه منابع را ترویج می‌کند. فولاد با خواص ذاتی خود، مزایای قابل‌توجهی در اقتصاد چرخشی دارد که در آن محصولات برای دوام، قابلیت استفاده مجدد، بازسازی و بازیافت طراحی می‌شوند. درنتیجه، پردازش‌کنندگان فولاد (به‌ویژه در صنعت خودرو) بر کاهش تعداد گریدهای فولاد برای تسهیل بازیافت و کاهش ردپای کربن تمرکز بیشتری دارند و شفافیت بیشتری از همه ذی‌نفعان در چرخه خودرو مطالبه می‌کنند. این امر نیازمند آن است که تولیدکنندگان فولاد نه‌تنها بر آنچه بین ضایعات ورودی و کویل‌های خروجی رخ می‌دهد تمرکز کنند، بلکه به آنچه بین کویل‌های خروجی و ضایعات ورودی اتفاق می‌افتد نیز توجه داشته باشند. دیجیتالی‌سازی این مأموریت را با فراهم کردن قابلیت ردیابی در طول چرخه حیات محصولات فولادی پشتیبانی می‌کند. برای مثال، در پایان عمر یک خودرو، بازیافت‌کننده فلزات باید بتواند خودرو را اسقاط و قطعات فلزی را بر اساس ترکیب شیمیایی جدا کند. این کار نیازمند قابلیت ردیابی کامل قطعات فلزی، خواص مواد، محل تولید و ردپای کربن آن‌هاست. راه‌حل TPQC شرکت پریمتالز با اتصال واحدهای تولیدی و کارخانه‌ها در مکان‌های متعدد، داده‌های کیفیت را به‌طور بی‌وقفه جمع‌آوری می‌کند و تاریخچه کامل محصول را فراهم می‌سازد که پایه‌ای برای صدور گواهینامه‌های دیجیتال محصول است.

در اقتصاد چرخشی واقعی، همکاری ذی‌نفعان ضروری است. شرکت پریمتالز اصل چرخش داده را ترویج می‌کند؛ جایی که داده‌های تولیدی مرتبط به‌صورت مرکزی ذخیره و بین شرکت، صنعت و کشورها به اشتراک گذاشته می‌شوند. این رویکرد شفافیت، مسئولیت‌پذیری و تخصیص بهینه منابع را تسهیل می‌کند. دیجیتالی‌سازی فراتر از ابزار است؛ بلکه پایه و اساس تحول سبز صنعت فولاد به شمار می‌رود. این فناوری فرصت‌های جدیدی برای بهینه‌سازی فرایندها درون کارخانه و فراتر از مرزهای سازمانی ایجاد می‌کند. با تقویت شفافیت و همکاری میان ذی‌نفعان، راه‌حل‌های دیجیتال زمینه را برای عملیات خودکار، گذار به عملیات هیبریدی و پذیرش اقتصاد چرخشی فراهم می‌سازند. شرکت پریمتالز با اجرای استراتژیک سیستم‌های لوپ بسته برای عملیات کامل کارخانه برای جمع‌آوری داده‌های کیفیت در کل زنجیره تولید، روش‌های هوش مصنوعی برای استخراج اقدامات از داده‌های تولید، و سیستم‌های کمک به اپراتور برای مدیریت مسیرهای تولیدی جدید، در حال رهبری تحول صنعت فولاد است تا این صنعت برای نسل‌های آینده مقاوم، کارآمد و پایدار باقی بماند.

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
captcha