楊瑞軍

（中國寶武山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

不銹鋼冷軋帶鋼工藝制程包括煉鋼、熱軋和冷軋三大工序。各工序中子工序多、機組多，設備參數和工藝參數疊加后質量管控難度大，傳統(tǒng)的質量管理主要依靠人，工序產出由質檢工判定質量是否合格，過程控制由工藝技術人員分析判定是否合規(guī)。這種管控模式數據分析量有限，質量易出現波動，且質量波動問題處理滯后，尤其是不銹鋼冷軋帶鋼產品對性能、表面質量要求極高，過程參數波動對產品質量的一致性有較大的影響[1]。

不銹鋼冷軋帶鋼產品種類多（300 系、400 系、超純等）、規(guī)格多變（厚度為0.5～6.0 mm，寬度為1 000～1 650 mm），不同產線機組交叉生產，性能、表面控制難度極大，過程參數波動容易產生表面質量問題，常見的搓擦印、水印、酸化印等表面質量問題無法達到用戶的需求[2]。

生產制造MES 系統(tǒng)和機組L2 控制系統(tǒng)對一部分設備的過程參數進行了數據抓取保存，但質量問題需要事后由人工對數據進行統(tǒng)計分析，存在工藝參數及設備運行數據不足、數據統(tǒng)計繁瑣、質量改進效率低等問題。

為提高產品連續(xù)生產質量穩(wěn)定性、快速發(fā)現質量問題、提升質量改進效率，研究建立不銹鋼冷軋帶鋼智能管控系統(tǒng)。本系統(tǒng)在大數據中臺構建質量數據域，開發(fā)全流程質量管控模型和質量缺陷分析功能，利用計算機對各工序產出的材料質量進行自動預警和判定，通過質量缺陷分析功能，對全流程數據進行時空匹配與串接，實現產品全鏈路、全要素質量的高效管控。

1 不銹鋼冷軋帶鋼智能管控系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)架構設計

針對不銹鋼冷軋帶鋼質量分析、產品波動、競爭力落后的問題，在原有各工序、各機組生產控制系統(tǒng)、自動化設備基礎上實施數據整合，形成各廠數據中心，并以此搭建數據中臺，通過數據中臺構建產品全鏈路、全要素的高效質量管控模型，為質量管控模型提供支撐[3]。

系統(tǒng)架構共分為三層：數據層、模型層、系統(tǒng)層，具體架構如圖1 所示。

圖1 智能管控系統(tǒng)架構

1.2 不銹鋼智能管控系統(tǒng)的實施

不銹鋼冷軋帶鋼智能管控系統(tǒng)主要通過工序質量數據采集、質量管控模型建設、質量追溯分析三個步驟實施建設。

1.2.1 數據的采集、整合及治理

確定各工序質量管控關鍵參數，如表1 所示，通過云邊大數據平臺，整合各工序、各系統(tǒng)過程質量參數控制實績，相關數據包括結構性數據和非結構性數據。高頻數據通過數據治理對齊到冷軋帶鋼材料。以規(guī)則配置表或動態(tài)腳本的形式建立不銹鋼冷軋帶鋼全流程各工序不同鋼種、不同規(guī)格、不同參數的監(jiān)控及判定標準，如表2 所示。

表1 不銹鋼冷軋帶鋼冷軋各工序質量管控關鍵參數

表2 不銹鋼冷軋帶鋼管控規(guī)則示例

1.2.2 質量管控模型與質量智能監(jiān)控

針對各工序不同機組設備和工藝特點建立單工序質量監(jiān)控、判定模型。冷軋帶鋼從各工序產出時，每個材料的過程參數控制數據在第一時間采集到數據中臺，數據中臺將整合后的數據傳送到對應的監(jiān)控或判定模型。

各模型按照配置好的管控規(guī)則自動對產出材料進行質量預警和判定。產品質量預警、判定結果與生產時間、工藝實績、裝備實績相互結合；將半成品、成品的顯性和隱性質量參數數字化，實現了產品制造全過程精細化質量管控。

1.2.3 質量追溯與分析

基于過程質量管控項目和各工序質量監(jiān)控、判定模型結果，結合產品訂貨要求，將工藝、設備、輔料、能量介質等不同維度信息進行關聯(lián)，構建質量多因素數據追溯和分析模型，可實現質量問題多維度一鍵追溯與分析[4]。

上述質量管控模型是系統(tǒng)的核心功能，在此基礎上可以擴展體系管理、產品審核管理、顧客需求識別、文件控制管理等模塊，形成綜合的質量管控系統(tǒng)。

2 結論

太鋼不銹鋼冷軋帶鋼質量智能管控系統(tǒng)的開發(fā)運行，徹底改變了太鋼傳統(tǒng)質量分散監(jiān)控和質量追溯模式，實現了質量管理的扁平化、集中化、一體化，對質量控制、質量改進和產品質量提升起到了積極推動作用?？蓪⒃擁椖空w架構、技術方案、實施方法可應用于其他鋼鐵企業(yè)質量管理信息化系統(tǒng)建設，具有很好的推廣應用價值。