Цифровой помощник сталеплавильного производства
- Заказчик:
- Трубная металлургическая компания (ТМК)
- Руководитель проекта со стороны заказчика
-
- Поставщик
- Трубная металлургическая компания
- Год завершения проекта
- 2021
- Сроки выполнения проекта
- Сентябрь, 2019 - Июнь, 2021
- Масштаб проекта
- 6000 человеко-часов
- Цели
· Снижение расхода ферроматериалов
· Снижение потребления электроэнергии
· Повышение скорости технологических процессов
· Уменьшение количества брака при производстве непрерывнолитой заготовки
· Уменьшение влияния человеческого фактора при производстве стали
· Улучшение коммуникации внутри цеха
· Упрощение процесса анализа основных производственных показателей
· Оптимизация и стабилизация всех технологических операций производства в ЭСПЦ
Уникальность проекта
При выплавке стали необходимо учитывать и анализировать множество параметров. Даже самому опытному сталевару сложно учитывать и детально анализировать такое большое количество информации. Проект является уникальным в своем роде и по мнению консультантов из компании “большой четверки” стал одним из самых успешных реализованных решений в своей области, а также демонстрирует самый высокий коэффициент доверия целевой аудитории и использования на производстве. При реализации проекта заказчиками и техническими специалистами выступили технологи цеха и сталевары. Работу по созданию программного комплекса и моделей машинного обучения выполнили специалисты Digital офиса ТМК. Использование современных методов машинного обучения и понимание физико-химических закономерностей процесса позволили создать уникальные продукты для повышения эффективности сталеплавильного производства. Экономический эффект от внедрения “Цифрового помощника” на предприятиях ТМК превышает 1 млрд рублей в год.- Использованное ПО
Язык программирования Python (scylearn, numpy, pandas, xgboost).
- Сложность реализации
Основной сложностью при внедрении технологии стала относительная консервативность отрасли. Сталевары не сразу начали доверять советам алгоритма. Для контроля выполнения рекомендаций «Цифрового помощника» был создан сервис автоматического формирования отчетов, которые направляются руководству цеха, сталеварам и технологам. Это решение обеспечило высокую степень выполнения рекомендаций - более 98 %!
- Описание проекта
В основе «Цифрового помощника» лежат модели машинного обучения, построенные на основе исторических данных с учетом физико-химических закономерностей. Работа алгоритмов отражается в интерфейсах сталеваров на всех основных участках производства дуговой сталеплавильной печи (ДСП), агрегата ковш-печь (АКП), вакууматор и машины непрерывного литья заготовки (МНЛЗ).
Были реализованы следующие модели:
· Модель прогноза химического состава стали в АКП
· Модель прогноза температуры стали в ДСП и АКП
· Модель, рекомендующая оптимальную температуру отдачи металла с АКП и температуру выпуска с ДСП
· Модель формирования шихтовок
· Модель, рекомендующая оптимальные режимы работы МНЛЗ
· Модель анализа основных технологических параметров ДСП, АКП и МНЛЗ
На основе полученных прогнозных моделей также была создана система, рекомендующая оптимальную навеску раскислителей, шлакообразующих компонентов и ферроматериалов на выпуске ДСП и АКП. Рекомендации формируются на основе требований к химическому составу стали, а также стоимости ферроматериалов.
«Цифровой помощник» позволяет проанализировать все основные параметры производства и оперативно решать возникающие вопросы.Продукт не стоит на месте и постоянно развивается – функционал решения расширяется, что способствует дальнейшему улучшению производственных процессов.- География проекта
Проект внедрен и успешно функционирует в цехе «Железный Озон 32» Первоуральского новотрубного завода (ПНТЗ). В настоящее время идет внедрение систем «Цифровой помощника » на всех других российских предприятиях ТМК, располагающих сталеплавильным производством.
