<menu id="gucai"><menu id="gucai"></menu></menu>
<menu id="gucai"></menu>
  • <xmp id="gucai"><menu id="gucai"></menu>
    <menu id="gucai"></menu>
  • <xmp id="gucai">
    <nav id="gucai"></nav>
  • 新聞中心 行業動態

    冶金科技獎一等獎 | 長材(棒線材)庫區智能化管控關鍵技術及裝備

    2022-09-19 12:36    來源:中國鋼鐵新聞網
      完成人
      王曉晨、劉建彬、徐 冬、梁越永、劉 洋、彭進明、彭功狀、郭德福、張學軍、李全漢、孫 濤、徐言東、鄧佑華、邵 健、王 偉
      完成單位
      北京科技大學、珠;浽XS鋼鐵有限公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司、飛馬智科信息技術股份有限公司、北京科技大學設計研究院有限公司、湖南華菱漣源鋼鐵有限公司、河北物流集團金屬材料有限公司、北京新岸線移動多媒體技術有限公司、廣東新岸線科技有限公司
      研究背景與問題
      庫區作為鋼鐵生產流程中物流銜接和生產節奏控制的重要樞紐,是工廠無人化和智能化建設的基礎。傳統的軋鋼生產車間庫區操作主要依靠人工完成,自動化水平低、勞動定員多、操作環境惡劣、安全生產和職業健康風險高、作業規范化和生產效率低,是嚴重制約軋鋼產線智能無人化發展的瓶頸。實現天車無人化運行和庫區智能調度,將從根本上改變了庫區的作業模式,對于提高生產效率,降低生產成本,改善產品質量具有重要的意義。
      2013~2017年,唐鋼、寶武、首鋼等企業,進行了無人天車與智能庫管技術的研發,針對鋼卷庫取得應用成果。然而長期以來,占國內鋼材總產量45%以上的長材領域,始終未能突破庫區智能無人化技術瓶頸。
      長材智能無人庫技術開發,面臨三個方面的難點問題:
      難點1:相比卷材具有的標準卷芯內徑、規則庫位鞍座和卷形剛度,長材密集多層碼放,容易產生物料形變與位移,定位困難,易導致因重心偏離吊具而發生掉落事故
      難點2:多車作業與高節奏生產,對庫管系統調度效率要求極高;
      難點3:自動裝卸車、人員設備安全等需求,制約無人集控的實現。
      解決問題的思路與技術方案
      針對以上技術難點問題,北京科技大學聯合珠;浽XS鋼鐵有限公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司、飛馬智科信息技術股份有限公司等9家合作單位,針對性創新開發庫區多源信息感知重構技術、機器視覺精確定位控制技術、生產物流優化調度技術及長材庫區智慧集控技術等四項關鍵技術,建立長材庫區智能化管控關鍵技術及裝備,并完成國內首套棒材、高線智能平面無人庫的示范應用。
      整體技術路線如圖1所示。
    圖1 關鍵技術與研發路徑
      主要創新性成果
     。1)長材庫區的多源信息三維重構與環境感知技術
      針對長材多層密集碼放造成的物料形變、位移不確定性問題,開發庫區多源信息三維重構和環境感知技術,并首次應用于長材庫區。包括三項關鍵技術:
     。╝)研發基于非重復掃描激光雷達車輛與車載物料識別技術,實現車輛與車載物料500ms瞬態識別定位,檢測精度±20mm,保證無人天車對汽車等運載工具的全自動裝卸需要。
     。╞)研發基于雙目視覺棒材庫區地圖構建與特征識別技術,實現庫區棒材堆垛的精確識別,檢測精度±30mm。
     。╟)研發基于線掃描激光雷達庫區地圖構建與特征識別技術,實現高線卷、火車車廂精確識別,檢測精度±30mm。
     
    圖2 創新點1及關鍵技術
     。2)長材無人天車機器視覺精準定位控制技術
      開發了長材無人天車的精準定位設備,具有機器視覺閉環控制、吊具防搖擺模糊變增益控制、多路徑協同過渡控制、多車防撞動態控制等功能,保證了長材無人吊運的安全、高效,單吊運行時間平均節省20s,自動運行率達到100%。包括三項關鍵技術:
     。╝)開發機器視覺校核修正定位控制技術,通過起吊前、起吊中、落吊前、落吊后四個時刻的一次與二次位置校核控制,克服鋼材堆放形狀位置偏差,保證長材無人天車±25mm安全精準定位控制。
     。╞)為抑制吊運擺動、提升吊運效率,建立剛軟混合結構擺動解析模型,開發開環分段設定與閉環模糊變增益防擺控制技術,保證搖擺角度在±0.45°以內高效運行。
     。╟)研發四軸聯動、多段路徑協同和動態防撞技術,實現規避危險區域的效率提升,單吊往復運行時間減少20s,提升復雜環境多車協同效率。
    圖3 創新點2及關鍵技術
     。3)基于多智能體的長材庫區生產物流優化調度技術
      建立了長材庫區高效生產優化調度系統,包括多車集群動態調度模型、物料垛位智能決策模型、天車路徑規劃模型等,與同類庫區人工調度相比,效率提升20%,多車負載均衡率提高30%,庫內倒垛率降低30%。包括三項關鍵技術:
     。╝)為減少庫區倒垛,優化吊運距離,開發基于多智能體的庫區調度系統和出入庫智能決策模型,實現庫內倒垛率降低30%。
     。╞)為提高庫區多種物流設備協同運行效率,研發了多車、多物流設備協同動態調度模型,多車負載均衡率提高30%。
     。╟)提出基于強化學習的無人天車路徑規劃方法,實現適應庫區環境、布局動態變化的天車路徑實時優化,避障吊運效率提高20%。
    圖4 創新點3及關鍵技術
     。4)融合工業5G和數字孿生技術的庫區智慧集控
      開發了融合工業5G與數字孿生技術的長材庫區遠程集控智慧系統,庫區現場無人操作,僅需2人完成集控室遠程監控,徹底轉變庫區工作模式與勞動環境。
     。╝)為保證天車服役狀態與有效作業率,研發數字化無人天車設備健康狀態預測技術,降低設備故障率,節省維護費用和備件。
     。╞)為保證庫區運行環境安全可靠,開發EUHT-5G遠程操作與視頻AI識別監控技術,保障集控模式下對人員及重點區域的安全管控。
     。╟)開發全場景3D可視化監控與數字孿生自主決策優化技術,實現每班2人對整個庫區的監控生產,以及復雜庫區環境調度測試分析與決策優化。
    圖5 創新點4及關鍵技術
      推廣應用情況
      項目研究成果成功應用于珠;浽XS鋼鐵棒材智能庫與馬鋼特鋼高線智能庫,分別為國內首套棒材平面無人庫和首套高線平面無人庫應用業績,實現了長材庫區全自動汽車裝運、火車裝運、下線、入庫、倒庫等各項關鍵功能,并通過多車協同優化、天車路徑動態優化等方法,有效提升了庫區運行效率。
    圖6 珠;浽XS棒材智能無人庫
    圖7 馬鋼特鋼高線智能無人庫
      此外,本項目全部或部分成果推廣應用于首鋼、鞍鋼、漣鋼、南鋼、中冶新材等企業,示范與推廣應用項目共計11項,應用效果良好,輻射作用顯著。
      技術指標先進性
      本項目在機器視覺檢測、天車定位控制以及智能庫管三個方面相比國外技術具有全面優勢:
     。1)機器視覺檢測精度指標:汽車識別精度與火車識別精度均優于國外先進品牌;實現了檢測場景從鞍座測量到棒、線材庫區全覆蓋的拓展;相比國外品牌,從汽車掃描用時15s,提升至500ms在線瞬態掃描。
     。2)天車定位控制精度與效率指標:基于視覺檢測實現針對物料的±25mm閉環定位控制的重要突破,保證了長材無人天車全自動精準、安全控制;通過自主知識產權防搖擺控制技術,四軸聯動以及多段路徑協同控制技術,單吊運行時間平均減少20s。
     。3)智能庫管技術指標:相比國外品牌,天車貨車協同調度、多天車負載均衡、入庫垛位優化、天車路徑規劃等多項關鍵功能均具有優勢。
      本項目授權發明專利13件、實用新型專利3件,計算機軟件著作權16項,主持及參加制定國家標準2項、行業標準1項、團體標準2項,發表科技論文17篇。
      項目成果由中國鋼鐵工業協會組織行業專家評價,一致認為:成果創新性強,具有完全自主知識產權,整體技術達到國際領先水平,經濟效益和社會效益顯著,推廣前景廣闊。項目突破棒線材無人庫區相關技術的瓶頸,并有望繼續向熔融金屬吊運、型材、鋼管等技術難度更高的領域拓展技術研發與工業應用。
      經濟與社會效益
      本項目經濟效益顯著,截止到2022年,項目成果推廣銷售業績11項,合同額3915萬元。2019~2021年,4家聯合研發單位新增銷售額25.3億元,新增效益6.2億元。
      本項目具有重要的社會效益:
     。1)實現了環境更復雜、精度要求更高的長材無人庫的應用突破,為國內大量的長材生產企業提供了亟需的關鍵技術,幫助工作人員從惡劣工作環境與繁重體力勞動中解放出來;
     。2)從帶卷智能庫技術由國外引進到長材智能庫自主技術引領,打破了國外的技術壁壘;
     。3)對于推動長材智能工廠的少人化、高效化建設、信息流斷點貫通、跨工序跨業務協同管控,具有重要支撐作用。

    -->
    • OA系統
    • 企業郵局
    用戶名:
    密 碼:
    友情鏈接:
    網站首頁 | 公司簡介 | 建言獻策 | 企業郵局 | 聯系我們
    行政管理部:0913-5182286 黨群工作部:0913-5182074 品牌營銷部:0913-5182135
      
    版權所有 陜西龍門鋼鐵有限責任公司 © 2014 陜ICP備05004228號

    陜公網安備 61058102000140號

    美国第一次高清无码电影
    <menu id="gucai"><menu id="gucai"></menu></menu>
    <menu id="gucai"></menu>
  • <xmp id="gucai"><menu id="gucai"></menu>
    <menu id="gucai"></menu>
  • <xmp id="gucai">
    <nav id="gucai"></nav>