宽幅热轧带钢高效集约生产与质量精益管控研究进展

邵健1, 2 何安瑞1, 2 杨荃1, 2(1.北京科技大学国家板带生产先进装备工程技术研究中心;2.北京科技大学高效轧制与智能制造国家工程研究中心)
摘要:宽幅热轧带钢作为现代制造业的关键原材料,其高效集约生产与质量精益管控是支撑产业升级的关键。然而,热连轧生产过程影响因素多变量、强耦合,同时存在物料信息感知缺失、数据孤岛壁垒及关键环节自动化薄弱等难题,严重制约了质量控制、轧制稳定性、制造成本的协同优化。系统梳理了近些年技术突破,聚焦以下核心领域的研究进展:热连轧物料多维信息感知领域,基于机器学习与深度学习算法构建的鲁棒性感知系统,有效攻克高温强干扰环境下特征提取的技术瓶颈,显著提升复杂工况下的信息获取能力;多区作业信息互联和端边协同领域,通过多源异构数据融合与动态资源调配机制,打通库区-轧线-磨辊间的业务断点,实现跨区域作业协同优化;热连轧多区域集约化生产领域,依托智能检测与高精度混合建模方法,开发以少人化控制为目标的智能轧制技术,强化生产流程的紧凑性与响应速度;热连轧多业务协同领域,基于信息物理系统深度融合框架,建立在线预判、实时监控与异常诊断的精益化管控平台,推动多业务下生产管控方式变革。最后对宽幅热轧带钢高效集约生产与质量精益管控技术发展进行了总结和展望。
关键词:热轧带钢;质量精益管控;集约化生产;多区域集控;多业务协同

目录介绍

0 前言

1 热轧带钢生产过程现存痛点

2 全工序物料多维信息感知

2.1 复杂环境干扰下的信息感知

2.1.1 表面缺陷检测与识别技术

2.1.2 字符识别技术

2.1.3 轮廓识别技术

2.2 缺陷样本不足条件下的感知能力提升

2.2.1 小样本增强方法

2.2.2 复杂缺陷高效识别

2.3 生产过程复杂模态音频采集及识别

2.3.1 单一音频特征识别

2.3.2 复杂模态声音识别

3 多区作业信息互联协同

3.1 库区-轧线-磨辊间多区作业信息互联

3.1.1 板坯库智能调度技术

3.1.2 磨辊间智能分析评价与协同交互

3.2 端边协同数据互联与数据融合

3.2.1 面向热轧业务与数据互联的平台架构设计

3.2.2 端部数据传输与平台任务管理

3.3 多源异构数据的关联分析与治理

3.3.1 钢卷数据服务模型

3.3.2 数据分析专用规则引擎

4 热轧多区域集约化生产

4.1 全线高效生产综合控制

4.1.1 加热炉高效控制

(1) 加热炉加热效率提升

(2) 加热炉工艺策略优化

(3) 炉内气氛控制与节能

4.1.2 轧制节奏动态计算

(1) 轧制节奏的监控模型

(2) 轧制节奏的分析模型

(3) 轧制节奏的计算模型

4.1.3 双钢轧制关键技术

4.2 少人化目标的轧线智能控制

4.2.1 加热炉无人化综合控制

4.2.2 粗轧无人化综合控制

4.2.3 精轧少人化综合控制

4.3 考虑安全-高效-友好的双线远程集控

4.3.1 轧线远程集控

4.3.2 智能安环管理系统

(1) 边缘侧接入

(2) 云端集成

(3) 场景应用

5 生产流程多业务协同

5.1 热轧生产流程一贯制智能管控

5.1.1 生产计划动态优化

5.1.2 工艺规范管理与轧制全程评价

5.1.3 生产和质量异常事件智能分析

5.2 多业务融合的轧线数字孪生建模

5.2.1 热轧产线数字孪生系统架构

5.2.2 生产过程动态实时映射

5.2.3 信息融合与协调监控

(1) 生产信息融合与监控

(2) 工艺/质量信息融合与监控

(3) 设备信息融合与监控

6 结论与展望


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