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自動化與信息化技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量管控分析的論文
摘要：通過自動化技術(shù)與信息化技術(shù)的有效結(jié)合，對工藝生產(chǎn)的全過程進(jìn)行管控，分析其影響因素，找到弱點(diǎn)并且加以改進(jìn)，從而全面提高產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品更具競爭性，真正提高鋼鐵的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；信息化技術(shù)；質(zhì)量管理
1、應(yīng)用背景
江蘇蘇鋼集團(tuán)有限公司（以下簡稱“蘇鋼”）是一個典型的特鋼生產(chǎn)型企業(yè)，擁有德國德馬克的100t直流電弧爐、LF精煉爐、VD爐、意大利達(dá)涅利的5機(jī)5流和4機(jī)4流合金鋼大方坯連鑄機(jī)、810大棒材軋機(jī)、挪威原裝進(jìn)口紅外、超聲探傷等設(shè)備，裝備精良，工藝先進(jìn)，從而為后期質(zhì)量控制提供了良好的裝備保證。蘇鋼管理層充分認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量對于企業(yè)的重要性，勇于投入，大膽嘗試。無論是制造裝備，還是管理方式，都為這一系列項(xiàng)目的實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，創(chuàng)造了良好的開發(fā)環(huán)境[1]。
2、應(yīng)用的內(nèi)容及重點(diǎn)解決的問題
提高產(chǎn)品質(zhì)量的途徑和方法有很多，自動化、信息化技術(shù)則是確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的重要手段。當(dāng)前企業(yè)卻大多停留于自動化的層面，尤其是傳統(tǒng)的冶金制造企業(yè)。怎樣利用信息化的技術(shù)，將自動化層面所不能呈現(xiàn)的東西更好地展現(xiàn)于企業(yè)管理中，尤其是質(zhì)量管控體系中，這是目前兩化融合的一個熱門課題。蘇鋼針對這一難題逐步開展了一系列的工作，如利用自動化、信息化技術(shù)在生產(chǎn)的直接現(xiàn)場引入了覆蓋全流程的質(zhì)量控制項(xiàng)目。圖1為蘇鋼的生產(chǎn)工藝流程圖。其中已實(shí)施部分質(zhì)量改進(jìn)項(xiàng)目包括以下幾點(diǎn)。
1）電爐、LF爐自動上料及合金成份分析與自動計(jì)算控制系統(tǒng)。在煉鋼環(huán)節(jié)中，合金消耗占整個產(chǎn)品制造成本的比重很大，因此準(zhǔn)確反映合金消耗數(shù)據(jù)對于測算生產(chǎn)成本顯得極為重要。不僅能準(zhǔn)確反映煉鋼車間的合金消耗情況，而且能按爐進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動采集，自動記錄下爐批號、料倉號、合金名稱、加料時間、加料重量等信息，從而保證此環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本與質(zhì)量控制[2]。
2）快速分析室鋼水元素?cái)?shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要是為電爐、LF精煉爐、VD爐、連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)提供有力的實(shí)時數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)前冶煉的鋼水及鋼坯內(nèi)所含相關(guān)元素的含量，均通過該系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時采集與傳輸,實(shí)時呈現(xiàn)于爐前及各相關(guān)部門，為各爐前冶煉技術(shù)人員提供最有力的加料和調(diào)節(jié)依據(jù)，大大提高了生產(chǎn)效率，為電爐LF精煉爐、VD爐、連鑄階段的生產(chǎn)提供了良好的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)依據(jù)[3]。
3）連鑄液位自動控制系統(tǒng)（連鑄坯質(zhì)量控制）。采用PLC自動控制，結(jié)合PID調(diào)節(jié)技術(shù)，精準(zhǔn)控制連鑄液位，防止鑄坯粘結(jié)發(fā)生拉裂或漏鋼，同時穩(wěn)態(tài)控制結(jié)晶器振動，周期性改變鋼液面和結(jié)晶器壁的相對位置，有利于改善結(jié)晶器內(nèi)壁表面的潤滑狀況，減少粘結(jié)阻力和摩擦阻力，從而有效改善連鑄坯的表面質(zhì)量。
4）連鑄自動打號機(jī)控制系統(tǒng)。目前多數(shù)鋼坯生產(chǎn)企業(yè)在連鑄生產(chǎn)線上采用人工標(biāo)號，該方法存在工作效率低、工人勞動強(qiáng)度大等缺陷，因此越來越多的鋼企引入了鋼坯打號系統(tǒng)，同時也是鋼企為保證鋼材質(zhì)量所采取的手段之一。國外鋼鐵業(yè)已普遍采用自動打號的方法，在鋼坯上打上鋼號、生產(chǎn)日期等標(biāo)記，以便發(fā)生質(zhì)量問題時查找原因，以免發(fā)生混鋼故障等。
5）紅外+超聲的雙探傷系統(tǒng)。紅外探傷是利用棒材通過高頻感應(yīng)線圈時，棒材表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用高頻感應(yīng)的趨膚效應(yīng)，在有缺陷的區(qū)域感應(yīng)電流受到缺陷阻礙，因而只能從缺陷周圍和下方流過，從而阻礙了電流的通路，導(dǎo)致在單位長度的表面上產(chǎn)生更多的電能，這將引起棒材局部表面溫度發(fā)生變化，該套裝備原裝挪威進(jìn)口[4]。超聲探傷是利用超聲波束自探頭發(fā)射穿透至棒材內(nèi)部，遇到缺陷與棒材表面時分別發(fā)出的不同反射波形來判斷缺陷位置與大小，該套裝備選自德國GE公司進(jìn)口。通過內(nèi)外結(jié)合的雙重探傷技術(shù)，進(jìn)一步提升了精整探傷能力和檢測水平，有力增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭力，同時更大大提高了經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品附加值。
6）蘇鋼信息平臺側(cè)質(zhì)量管理系統(tǒng)。從管理的角度出發(fā)，在蘇鋼全面推進(jìn)質(zhì)量管控體系平臺建設(shè)，即通過利用第三方成熟的信息化技術(shù)，使得現(xiàn)有的質(zhì)量管理體系再作提升，從信息流的角度使得每一包鋼水、每一根鋼坯以及到最后的每一根棒材都將擁有他們在全流程各個工序中的專屬身份信息，做到了蘇鋼銷出去的每根鋼坯或每根棒材等產(chǎn)品都是可追溯的。
3、應(yīng)用優(yōu)勢及效果
以上自動化、信息化技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)施在產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)管控中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：一是能實(shí)時采集產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有關(guān)質(zhì)量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)管理的數(shù)字化、透明化，提高產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管的時效性、準(zhǔn)確性和監(jiān)管效率；二是能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)管，尤其是隨著我國鋼鐵行業(yè)的集中度逐步提升，鋼企的跨區(qū)域生產(chǎn)和管理將成為考驗(yàn)鋼企生產(chǎn)質(zhì)量的一道坎，而信息化手段不受時空限制的特性，便于鋼企管理者隨時隨地監(jiān)控產(chǎn)品的生產(chǎn)[5]。通過以上系統(tǒng)項(xiàng)目的引入，對生產(chǎn)所涉及的關(guān)鍵參數(shù)自動采集、存儲和處理，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)全過程的實(shí)時監(jiān)控、事前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和事后事件追溯，有效保障企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的全程受控。以上系統(tǒng)的應(yīng)用可極大地提升本企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)管水平和效率，實(shí)現(xiàn)本企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)管，同時也為其他管理模塊單元在信息技術(shù)應(yīng)用的角度提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。也為同行業(yè)其他鋼鐵企業(yè)提供了很好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
4、應(yīng)用前景
根據(jù)鋼鐵行業(yè)發(fā)展的趁勢，普鋼的生產(chǎn)必將越來越艱難，越來越多的鋼企都將轉(zhuǎn)入附加值和利潤更高的特鋼生產(chǎn)，而以上這些與特鋼產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的自動化、信息化技術(shù)，則是分布于每個特鋼生產(chǎn)型企業(yè)中，如果將以上這些項(xiàng)目在全行業(yè)全面推廣，勢必會帶來很好的行業(yè)應(yīng)用效果。中國目前大多還是普鋼型的鋼企,以上這些自動化信息化技術(shù)在國內(nèi)鋼企的應(yīng)用還不算廣泛，專業(yè)從事此類項(xiàng)目研究的單位也并不多，如果能找到合適的投資商，將這一系列的項(xiàng)目打包研究實(shí)施，那樣隨著國家產(chǎn)業(yè)政策、市場形勢等多種因素的共同作用，會有越來越多的鋼企向特鋼轉(zhuǎn)型，那樣這些項(xiàng)目將會處于供不應(yīng)求的良好狀態(tài)[6]。
5、結(jié)語
目前，以上這一系列項(xiàng)目已經(jīng)全流程覆蓋于蘇鋼的整個生產(chǎn)線，為每道工序產(chǎn)品質(zhì)量密切把關(guān)，運(yùn)用效果良好，為蘇鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提升與穩(wěn)定起到了相當(dāng)大的促進(jìn)作用，由以往的人為可控度差，提高為機(jī)器自動可控的水平，更加科學(xué)合理，既省時省力，又能更好地提高產(chǎn)品質(zhì)量，起到了事半功倍的效果。目前蘇鋼產(chǎn)品已順利進(jìn)入國際市場，更是成功進(jìn)入一線車企供應(yīng)商隊(duì)伍，如：寶馬汽車量產(chǎn)曲軸；捷豹、路虎國內(nèi)首批認(rèn)證供應(yīng)商；通用、奔馳認(rèn)證工作進(jìn)行中；連續(xù)6年獲卡特彼勒優(yōu)秀供應(yīng)商稱號；齒輪鋼后橋齒占領(lǐng)國內(nèi)市場40%以上；切削用非調(diào)質(zhì)鋼全國排名前列，所有以上信息均說明，多年來蘇鋼在質(zhì)量提升方面的相關(guān)裝備投入和技術(shù)提升且成效顯著。
參考文獻(xiàn)
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[4]顧小軍，李志清，孟秀梅，等.淺談鋼鐵企業(yè)質(zhì)量管理創(chuàng)新[J].標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)，2007，18（11）：432-434.
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[6]郭戈，喬俊飛.連鑄過程控制理論與技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003.
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