(نگارنده:غلامرضا طبیبی، رییس هیاتمدیره شرکت چدنریزان جی)
تکنولوژی تحلیل دادهها موجب ایجاد تحولی شگرف در حیطه
دیجیتالیشدن در دنیای امروز گردیده است و از هوشمندسازی بهعنوان انقلاب صنعتی
چهارم در آینده نزدیک نام برده میشود ارتقاء بهرهوری در ساختارهای برنامهریزی،
بهرهبرداری و تولید در گرو شناخت دقیق دادهها و تسلط بر جریان داده است.
ماهنامه پردازش – با بهرهگیری از هوش مصنوعی و مدلسازی
ریاضی و استفاده از ماژولهای متفاوت بهعنوان یک دستیار هوشمند میتوان بهترین سناریو
را برای بهرهبرداری و برنامهریزی تولید در اختیار بهرهبردار قرار داد.
باتوجه به ماهیت این صنعت که صنعتی پیچیده با دادههای
بسیار سنگین و متکی به تعداد زیادی نیروی کار است و در بعضی موارد این نیروی
انسانی بهعنوان عامل بازدارنده به شمار میرود لزوم استفاده از هوشمصنوعی در این
صنعت به جهت دستیابی به تولید بهینه، بهبود ایمنی و کاهش هزینهها ضروری است.
در صنعتی که
رقابت بسیار نزدیک است
احداث و راهاندازی آن مستلزم سرمایهگذاری بسیار سنگینی میباشد
هزینههای تولید سنگینی دارد
درحالحاضر با مازاد ظرفیت روبهرو است
با در نظر گرفتن ظرفیتهایی که در آینده به بازار اضافه میشود
و نگرانیهای ژئوپلیتیکی نیازمند این است که شرکتهای فولادی به جهت بقاء در بازارهای آینده شرایطی را فراهم کنند که محصول آنها قابل رقابت با رقبای خارجی باشد.
لذا استفاده از هوشمصنوعی در صنعت فولاد باعث:
افزایش کارایی
بهینهسازی فرآیندها
شناسایی و طبقهبندی عیوب
تعمیر و نگهداری
کنترل کیفیت
و کاهش بهای تمامشده را به ارمغان خواهد داشت.
برای بدست آوردن تولید کارآمدتر نیاز به
کاهش هزینهها
بهبود کیفیت
و مدیریت کسبوکار میباشد.
کاهش هزینهها از طریق:
تعمیر و نگهداری: در صنعت پیچیده و پرهزینه فولاد تعمیر و نگهداری دستگاهها اغلب زمانبر و پرهزینه است، هوشمصنوعی میتواند با تجزیه و تحلیل حجم عظیمی از دادههای جمعآوری شده توسط سنسورها و حسگرهایی که بر روی تجهیزات نصبشده میتواند با شناسایی و تشخیص خودکار خرابیهای کارکردی تجهیزات و پیشبینی رخدادهای حالتهای خرابی تجهیزات کلیدی بر اساس استانداردهای تعریف شده بپردازد.
کنترل کیفیت: در کارخانههای فولاد کیفیت بسیار فاکتور بااهمیتی است. از طرفی چککردن آن هم کار سادهای نیست. هوشمصنوعی میتواند با کمک بینایی ماشین سرعت و دقت این کنترلها را بسیار افزایش دهد و کیفیت محصولات را تا جای ممکن زیاد کند.
بهبود کیفیت از طریق:
نظارت بر فرآیند تولید که با نظارت بر فرآیندهای تولید و تشخیص زود هنگام عیوب قابل پیشبینی است، بهعنوان مثال کنترل دمای شمش در زمان ریختهگری و در زمان نورد بسیار مهم است که از طریق هوشمصنوعی و با نصب حسگرها میتوان دما را کنترل و قبل از تولید بیکیفیت و یا وارد شدن آسیب به غلطکها این موضوع مدیریت شود.
افزایش کارایی: هوشمصنوعی میتواند بسیاری از فرآیندهای تولید را سادهسازی نماید و باعث کاهش ضایعات گردد.
بهینهسازی فرآیند تولید: با کمک یادگیری ماشین و یادگیری عمیق میتوان بسیاری از روندها را بهینه کرد. تولیدکنندگان میتوانند با استفاده از ابزارهای استخراج فرآیندی مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده کنند و گلوگاهها و مشکلات روندها را بهینه کنند. این مورد به صورت دائم انجام میگیرد و سعی میشود که با توجه به شرایط به بهینهترین حالت ممکن رسید.
مدیریت بهتر کسبوکار از طریق:
مدیریت داراییها: هوش مصنوعی میتواند به فولادسازان
کمک کند تا داراییهای خود از جمله؛ موجودی، تجهیزات تولید و تدارکات خود را بهینه
و مدیریت کنند.
بهبود
خدمات مشتری: هوش مصنوعی را میتوان برای ارائه خدمات بهتر به مشتریان با درک
نیازها و ترجیحات مشتری استفاده کرد.
افزایش کارایی عملیات: حسگرهای هوشمندی که برای جمعآوری
دادهها در مورد هر جنبه از فرآیند ساخت فولاد، از مواد خام گرفته تا محصول نهایی
استفاده میشوند. این دادهها توسط الگوریتمهای هوش مصنوعی برای شناسایی الگوها و
روندهایی که میتوانند برای بهبود کارایی و کیفیت مورد استفاده قرار گیرند، تجزیه
و تحلیل میشوند.
کاهش هزینه های مواد خام: هوش مصنوعی
میتواند به فولادسازان کمک کند تا ترکیب مواد خام خود را برای کاهش هزینهها بهینه
کنند.
کاربرد هوش مصنوعی در خط نورد گرم
برای شناخت هر چه بهتر هوش مصنوعی در فرآیند نورد، ابتدا
باید با نورد و تجهیزات مورد نیاز آن آشنا شویم، توقفها و عیوب خط را بشناسیم و
سپس مزایا و کاربرد استفاده از هوش مصنوعی در صنعت نورد را بررسی کنیم.
در هر کارگاه تولیدی عوامل مختلفی در تولید محصولات
استاندارد و قابلقبول هستند در این راستا نیروی انسانی متخصص و با تجربه و بهرهوری
صحیح از تجهیزات و امکانات موجود حرف اول را میزند بدیهی است که برنامهریزی فنی
و تکنولوژی در کارگاه نورد و استفاده و بهرهوری بهینه و مناسب از تجهیزات و
کاربرد آنها نیاز به دقت نظر و مطالعه و تجربه دارد و باعث میگردد که تولید بیشتر
و بهتر و همراه با ضایعات کمتر اتفاق بیافتد از آنجایی که هرچه ضایعات و توقف خط
کمتر باشد تولید بیشتر میگردد لذا نمیتوان به راحتی از کنار آن گذشت، هوش مصنوعی
میتواند در دستیابی به تولید بهینه، بهبود ایمنی و کاهش هزینهها کمک کند.
نورد (Rolling)
یک فرآیند تغییر شکل است
که در آن قطعه فلزی از میان دو غلتک (که در خلاف جهت یکدیگر حرکت میکنند) عبور میکند.
غلتکهای نورد قطعه فلزی را در بر میگیرند و تحت فشار قرار میدهند و در نتیجه،
طی این فرآیند ضخامت قطعه ورودی کاهش مییابد.
انواع عیوب در فرآیند نورد:
در یک دستهبندی ساده عیوب نوردی به دو دسته تقسیم میشوند:
۱)عیوب متالورژیکی ۲)عیوب نوردی
عیوب متالورژیکی یا ریختهگری شده که در حین فرآیند ذوبسازی اتفاق میافتد و
شامل وجود سرباره، وجود مک و عدمتطابق آنالیز درخواستی که برای رفع آن بایستی در
بخش فولادسازی تدبیر شود اما بهعنوان یکی از عوامل تاثیر گذار در بخش نورد میتواند
تولید و بهای تمامشده را تحت تاثیر قرار دهد و
باعث توقفهای طولانی در خط نورد تولید گردد.
عیوب غیرمتالورژیکی: این عیوب به دو دسته تقسیم میشوند: ۱)عیوب تکنولوژیکی
۲)عیوب غیرتکنولوژیکی
عیوب تکنولوژیکی شامل مونتاژکاری، نوردکاری و اپراتوری میگردد استفاده از
قطعات نامناسب و خراب، عدمرعایت دستورالعملها در هنگام تنظیم قفسهها و سهلانگاری
و بیتوجهی اپراتور باعث این عیوب میشود و همچنین توقف خط و کاهش تولید را به
همراه خواهد داشت اما در عیوب غیرمتالورژیکی مانند عیوب مکانیکی، برقی، هیدرولیکی،
تاسیساتی و… چنانچه اتفاق بیافتد باعث توقف نسبتا زیادی در خط تولید میگردد با
استفاده از هوش مصنوعی و قراردادن حسگر، سنسورها، ارتعاشسنج و دریافت دادههای از
کل فرآیند خط تولید میتوان با شبیهسازی دادهها و تهیه الگوریتمهای خاص این
توقفها را کاهش داد.
کوره پیشگرم :
این کوره که به منظور گرم کردن قطعه تا دمای
موردنیاز برای نورد را دارد سیستم کوره باید طوری طراحی شود که شمشالها داخل کوره
حرکت کرده و به ابتدای کوره وارد شده و تا زمان رسیدن به خروجی کوره شمشالها به
دمای مدنظر رسیده باشند.
ظرفیت و کیفیت گرمایش در کورههای نورد علاوهبر اینکه تحت تاثیر مشخصات هندسی
کوره و وضعیت قرار گرفتن مشعلهاست، تابعی از مشخصات احتراق، همچون درجه حرارت
نسبت هوا به سوخت و درصد محصولات احتراق است
در این بخش میتوان با مانیتورینگ کردن
کوره و نصب لیبل بر روی شمش ضمن کنترل دمای شمش در هر منطقه، کنترل نسوزکاری کوره،
مدیریت هزینه انرژی، کنترل سرعت خط بین قفسههای نورد، ردیابی شیفت تولیدی، انطباق
شماره سریال محصول تولیدی با مواداولیه ورودی و…را نیز انجام داد.
پوسه
زدا: وظیفه برداشتن پوستههای ایجاد شده در اثر ریختهگری و گرمکاری مجدد را به
روشهای مختلف دارد این عملیات توسط افشانکهای آب پرفشار انجام میگردد لذا
اندازهگیری ضربه نازلها در شرایط مختلف عملیاتی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار
میباشد.
استند نورد :این وسیله با کمک غلتکهای افقی وظیفه
نورد کردن شمشال یا کاهش ضخامت قطعه را دارد
.
در هنگام نورد چنانچه یک یا چند مکانیزم بنا به
علل (مکانیکی ،برق، هیدرولیکی، تاسیساتی و…) ازکار بیافتد بهطوریکه در مدت
زمان نسبتا زیاد نمیتوان نورد نمود، نهایتا شمشهای مسیر، سردشده و ایجاد ضایعات
مینماید.
از عمده عیوبی که در قفسههای
نورد اتفاق میافتد و باعث بروز ضایعات میگردد میتوان به :
پایین بودن درجه حرارت شمش
نامناسب بودن ابعاد شمش
عدمکنترل فاصله بین غلتکها
عدم هدایت صحیح شمش به زیرغلتکها
برخورد شمش با هادیها
بریدگی یا لهیدگی غلتکها
جام کردن بیرینگها داخل یاتاقانها
قطع روغن یاتاقانها
خرابی افشانکها
عدم تنظیم سرعت خط نورد
قطع برق ارهها
و….
کلیه این موارد با استفاده از هوش مصنوعی قابل پیشگیری میباشد.
با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین میتوان ضمن کاهش هزینههای تولید، کاهش
ضایعات، افزایش بهرهوری و امکان رقابت با رقبا را در بازار فراهم نمود.
شرکت “چدنریزان جی” بهعنوان یک شرکت دانشبنیان وظیفه خود میداند که مشکلات
این صنعت را به صورت تخصصی دنبال و راهکارهای علمی و تجربی در اختیار فعالان این
بخش قرار دهد. همکاران ما که جزء برترینهای اساتید دانشگاهی در صنعت نرمافزار و
برنامهنویسی هستند، توانستهاند با استفاده از دانش هوش مصنوعی شرایطی را برای
تولیدکنندگان و فعالان این بخش به وجود آورند که بتوان با مدیریت صحیح در فرآیند
تولید و کاهش هزینههای تولید امکان رقابت با رقبا و سودآوری بیشتر را برای
سهامداران به ارمغان بیاورند.