炼钢厂准时化生产管控系统的应用

炼钢厂准时化生产管控系统的应用

(阳春新钢铁有限责任公司广东阳春529600)

摘要:本文介绍了阳春新钢铁,在120t转炉钢系统中引进“准时化生产”生产管控系统[1],利用智能管控系统庞大的数据搜集、储存的功能,对生产过程中的对时间、重量、质量、温度、工艺参数、成份、流量、压力等历史数据进行详细的采集记录,并通过条件判断结合工艺特点进行规范定义、高度关联,建立转炉、连铸、精炼数据库查询与集成需要。迅速搭建生产管理平台,建立480分钟精准管理模式,提升生产管理效率,工序准时率由原来的49%达到90%以上。

关键字:生产管理;480分钟时间流;准时化模型;效率

中图分类号:文献标识码:文章编号:

Theapplicationofjust-in-timeproductioncontrolsysteminConverterSteelmills

PengCan-feng

(YangChunNewIronAndSteelCo.,Ltd,GuangdongYangchun,529600,China)

Abstract:ThispaperintroducesYangchunnewironandsteel,introducesthe"punctualproduction"productionmanagementandcontrolsysteminthe120tconvertersteelsystem,andusesthefunctionsoflargedatacollectionandstorageintheintelligentpipeandcontrolsystem,anddetailedhistoricaldataoftime,weight,quality,temperature,processparameters,component,flowandpressureintheprocessofproduction.Finecollectionandrecording,andstandarddefinitionandhighcorrelationthroughconditionjudgmentcombinedwithprocesscharacteristics,areneededtoestablishdatabasequeryandintegrationforconverter,continuouscastingandrefining.Quicklybuildaproductionmanagementplatform,establisha480minuteprecisionmanagementmode,improveproductionmanagementefficiency,andtherateofprocessingtimeisupto90%fromtheoriginal49%.

Keywords:Theproductionmanagement,Timeflowsof480minutes,ThemodelofJust-in-time,efficiency。

0.前言

随着阳春新钢铁公司低成本、高品质战略的不断深入,加强中间产品精准过程控制越来越重要,如何快速发现产品工作过程的质量缺陷,进而有针对性的开展工作、实现生产效率的持续提高,已经是一个十分重要的问题。因此编制一套以时间为基本单位的转炉-连铸全生产过程分钟参数分析管控评价系统,实现按炉号、钢种、班组、计划、时长、准时、时刻、看板等的实时查询、分钟管控、准时评价等功能,并且对生产工艺过程进行全流程的时间利用效率分析,已经是迫在眉睫。

1问题的提出

在20世纪80年代,摩托罗拉的工程师们发现了一种利用数学统计的方式来控制生产制造流程的稳定性并逐步提高产品质量的管理推荐序方法,这就是六西格玛管理法,后变成为一种科学的决策方法,但无论是摩托罗拉的“六西格玛”,还是日本企业创立的“精益管理”、“日清日高”,乃至惠普、西门子强大的企业文化都是以大数据为基础[2]。那么,阳春新钢120t转炉系统的主要生产设备为:两座120t顶底复吹转炉、两座CAS站、一座LF炉、三台五机五流铸机方坯连铸机长流程钢铁企业的生产线[3],收集大数据搭建更精细、更高效、成本最优生产管理平台,而引进“准时化生产”概念。

2生产管控系统概述

通过建立炼钢生产智能管控系统时间流的实时过程数据平台,充分共享现已建成的NC系统、实时数据库系统、检化验数据库系统等数据资源,系统将时间管控分成原辅料、转炉、精炼、连铸、入库五个工序、十个管理时长,解决生产单位的全流程时间管控要求,分析当日生产过程时间运行状况,定性找出影响当日时长的因素,规范时间流专业术语与统计口径,明确时间流中岗位责任与基准值,并将相关信息推送给决策者,及时制定相应措施,指导生产,实现科学管理生产过程,提高班组管理、有效提升作业效率和产量、改善经济技术指标,进一步降低产品的管理成本和工序成本。

2.1钢水时刻表

从炼钢厂各基础自动化系统和过程控制计算机系统收集炼钢厂各工序及公辅区域的各种生产数据,包括生产过程数据、实时数据、状态数据、跟踪数据、历史数据等,对生产过程和时间流进行跟踪,实时监视炼钢厂各工序的生产状态和各时刻的运行状况,并将收集的实绩数据进行处理和存储。

2.2480分钟时间流

从炼钢厂兑铁到铸坯入库,过程数据监测系统以PLC实时采集为基础,通过大数据分析,对生产流程进行智能预警,对每炉时间控制按工序进行显示的功能,对超时工序进行报警,对时间控制情况进行分析,并把结果实时的反馈给岗位。

2.3浇次计划

接收公司NC系统下达的生产订单,编排各工序以炉号/浇次号/钢种/规格为单位的生产作业计划,传送给炼钢厂各工序的过程控制计算机系统进行生产,并实时跟踪各工序的生产和物流情况,根据实际情况及时调整生产计划,保证炼钢厂各工序协调、顺畅、稳定、高效地进行生产。

2.4准时化模型

对炼钢生产的480分钟各个工序时间纳入到标准管控中,并向量化和集中化转型,各个岗位能够紧紧的围绕工序时间标准开展工作,并实现自我优化、自我对比、自我提高,岗位人员由原来的时间观念不强转变为做事有条理有计划[4],让钢系统快速了解各工序的操作准时流,同时实时评价操作的合规性,督促岗位改正不良操作,推动了炉机节奏时间与计划的系统评价。

2.5调度看板

对本区域的关键控制点、上下工序支撑点及运行状况,直观的呈现在岗位员工的眼前,下道工序人员主动想问题,弥补上道工序不足,减少矛盾并促进上下工序间的协同。

2.6生产异常记录

记录并管理炼钢厂各工序生产异常状况,包括异常产生的时间、地点、相关炉次、原因、责任人等,进行相应的存储、处理和显示,分析异常产生的原因,统计异常停机/停炉的时间,调整生产计划以适应生产的需要。

3功能实现

根据生产管控的特点,着重对480分钟时间流和准时化模型功能进行详细的说明。

3.1480分钟时间流

炼钢厂一日三班八小时480分钟,按分钟为单位定时向连铸机提供钢水,形成炉机匹配的节奏控制,充分体现节奏是灵魂,将铁水——铸机之间的每个工序进行细分,明确所需时长,并按分钟对操作流进行管控,提高时间观念[5],具体如表1、表2所示。

表1铸机-铁水操作流的时长

图1工序时间流时长的实时监控图

Table1Areal-timemonitoringchartoftime-and-timeflow

3.2准时化模型

从480分钟流中,规划时间标准化模块模块,利用管控平台进行统一的时间排列,规划出标准时间,各作业区按照工序衔接的方法用标准时间管控作业过程并进行记录,并根据的记录功能,快速找出班组操作的差异性,进一步对作业标准进行优化,使炼钢厂整个生产管理体系受控[6],如图2。同时利用手机APP,将模型上线手机端,突破了生产管理受时间、空间的限制,提升了管理人员对现场的掌控能力及管理效率[7],如图3。

图3手机端炼钢480分钟十大时长监控图

Table3480minuteandtentimemonitoringchartofmobileterminalsteelmaking

4应用效果

4.1准时管控,过程看得见

对各个工序的时间要求进行标准化、量化、平台化,每个岗位能够紧紧的围绕时间流标准要求操作,智能管控系统具有自我组织协调能力的作用,每个岗位员工对自己的工作方向、工作要求、工作量化目标了如指掌,能够将每个能力发挥出来、利用起来,迅速扭成一股绳完成炼钢厂这个团队的目标要求。岗位人员由原来的时间观念不强转变为做事有条理有计划,上线后的工序准时率由原来的49%达到90%以上,如表3,节奏合格率达到98%以上。

表3不同班组准时化合格率表

4.2数据分析,决策有依据

庞大的数据搜集、储存的功能,进行实时搜集、实时整理、实时分析并形成需要的各种报表,能够取消记录纸、绝大部分的数据录入,减轻了人员的劳动强度。能够实时约束并指导生产过程中的各个工序,即时显示生产异常情况与异常数据,实时显示各工序状态,提高管理人员对现场生产情况掌控,辅助管理人对异常情况进行决策,减少漏洞。各级管理人员紧盯各工序时间流运行情况,针对各班差异找不足,针对不足做支撑、找措施优化工序间衔接及生产组织,如转炉逐步推行一倒出钢、严格按计划要求清理炉口渣道,精炼配罐优化,连铸各钢种上台温度优化等,系统生产节奏由10月份前的38±1分钟/钢缩短到36±1分钟/钢,并逐步实现35±1分钟/钢。

4.3效率提升,操作更标准

能够掌握其他班组的控制情况,促进各班自我及管理人员找到差距促改进,能够将全厂的智慧融合起来,这种智慧一旦在智能管控系统平台上形成标准化,便能迅速的按标准执行,使生产更高效,同时生产过程自我管控、标准执行的自我纠偏、班组过程控制差异自我辨别的作用,规范现场生产管理、督促岗位作业标准化起了较大的作用,10月产量达到25.33万吨,创历史最高月产纪录,11月钢铁料消耗降低到1063.02kg/t的较好水平,12月16日,炼钢产量9442吨,创造了炼钢单日产量最新、最高记录,准时化生产管控系统为炼钢钢产量跃上9000吨/日台阶奠定了基础。

5结束语

“准时化”不仅仅限于生产过程的管理。“准时化”是一种现代经营观念和先进的生产组织原则,准时化生产是一种“拉动”式生产管理模式,通过看板管理,实现安全、均衡、稳定的生产,并实现了“在必要的时刻生产必要数量的必要产品”,从而彻底消除工艺之间不合理的浪费与等待,以及由之衍生出来的种种间接浪费。然后通过旨在解决这些问题的改善活动,彻底消除引起成本增加的种种浪费,实现生产过程的合理性、高效性和灵活性,该系统以数据为中心,以多用户共享数据为目的,为炼钢厂效率不断提升的事业提供了更为合理、更为科学的工作原则、方法,这些好的原则方法就是工作的“捷径”。

参考文献:

[1]孔造杰,张海娟,郝永敬.准时化生产方式所引发的意识革命[J].工业工程管理,2000(3)

[2]崔小屹,韩青.用数据说话:大数据时间的管理实践.北京大学出版社[M],2013:81-141.

[3]张芳.转炉炼钢500问.冶金工业出版社[M],2006:41-89.

[4]黄继伟.华为工作法.中国华侨出版社[M],2016:50-60.

[5]魏大鹏.准时化生产方式的技术支撑体系[M].工业工程管理,1998.3(4):30-33

[6]万玲,浅谈精益生产方式与生产效益改善[J].科技风,2015(18)

[7]Weber.P.Guillon.D.&skoulios.A.Liq.Crst.9.369-382(1991)

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