探討大數(shù)據(jù)過程質量控制系統(tǒng)在鋼鐵生產(chǎn)中的應用

楊曉東，周 妮

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210000）

在鋼鐵生產(chǎn)過程中，自動控制系統(tǒng)成為企業(yè)管理和創(chuàng)造價值的一種重要手段，在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中積累了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于企業(yè)來說具有非常寶貴的價值，面對大數(shù)據(jù)給全球經(jīng)濟發(fā)展帶來的全新機遇，鋼鐵企業(yè)要高度關注大數(shù)據(jù)的價值，將其應用到過程質量控制系統(tǒng)中，滿足鋼鐵生產(chǎn)過程中的質量控制需求，實現(xiàn)穩(wěn)定、高效、有序的生產(chǎn)。

1 工業(yè)數(shù)據(jù)概述

工業(yè)數(shù)據(jù)是工業(yè)自動化的基礎，在工業(yè)生產(chǎn)中時時刻刻都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的不同用途可以分為經(jīng)營性數(shù)據(jù)、生產(chǎn)性數(shù)據(jù)和環(huán)境性數(shù)據(jù)這幾類，隨著工業(yè)企業(yè)收集的數(shù)據(jù)維度不斷擴大，主要體現(xiàn)在時間維度不斷延長、數(shù)據(jù)范圍不斷擴大、數(shù)據(jù)粒度不斷細化這幾個方面，工業(yè)大數(shù)據(jù)除了具有一般大數(shù)據(jù)的優(yōu)點之外，還有準確率高和實時性強的特點，所以說能夠在生產(chǎn)過程中發(fā)揮出價值，對于企業(yè)來說需要做的就是如何有效的應用這些數(shù)據(jù)為企業(yè)創(chuàng)造更大的價值，對于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)來說，生產(chǎn)過程涉及到的工藝和技術以較復雜，存在許多風險，因此做好過程質量控制工作確保鋼鐵生產(chǎn)質量和安全，提高產(chǎn)品的合格率和可靠性是企業(yè)生存和發(fā)展的關鍵。

2 鋼鐵企業(yè)在大數(shù)據(jù)管理和應用方面的問題

目前，很多鋼鐵企業(yè)對大數(shù)據(jù)認識不夠清晰，沒有主動的挖掘出大數(shù)據(jù)的價值，首先在企業(yè)經(jīng)營管理體系還停留在工業(yè)制造時代，缺少對大數(shù)據(jù)的有效收集、分析和處理，未能實現(xiàn)信息的共享和流動，導致存在嚴重的浪費情況，工作效率也比較低下，因此沒有充分利用大數(shù)據(jù)提升管理水平，創(chuàng)造出經(jīng)濟效益，在未來市場競爭中，企業(yè)需要通過對大數(shù)據(jù)的研究和應用，盡快將大數(shù)據(jù)引入到經(jīng)營管理過程中，提出利用大數(shù)據(jù)促進企業(yè)管理變革的方法，將大數(shù)據(jù)轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，提升盈利能力，推動大數(shù)據(jù)更好的服務于鋼鐵生產(chǎn)[1]。

（1）人員素質低下

在當前鋼鐵企業(yè)方面，要針對于鋼鐵生產(chǎn)設備進行安全使用，但是目前大部分的工作人員素質相對較為低下，與此同時，鋼鐵生產(chǎn)方面的工作屬于附屬性工作，工資待遇相對較低，人才儲備量較少，這樣就很容易導致人才短缺的問題，由于大量人員缺乏操作維修知識以及機械管理知識，這樣的情況之下，就直接影響到了鋼鐵生產(chǎn)設備安全穩(wěn)定的使用，與此同時，工作人員沒有經(jīng)過系統(tǒng)化培訓以及學習，責任心差，專業(yè)素質偏低，同時也存在著違規(guī)作業(yè)以及違章指揮的現(xiàn)象，直接導致了鋼鐵生產(chǎn)設備的安全管理工作難以得到全方位貫徹和落實[1]。

（2）重使用輕保養(yǎng)

對于現(xiàn)代化企業(yè)來講，一旦承攬工程項目之后，往往會將工程項目承包給項目部，對于當前項目部來講，為了自身的經(jīng)濟效益，往往會將鋼鐵生產(chǎn)設備維修保養(yǎng)費用得到進一步的壓縮，這樣就導致鋼鐵生產(chǎn)設備能不修的情況下則不修，并且，將問題留給下一個項目或者是下個公司，忽略了維修保養(yǎng)工作，特別容易導致鋼鐵生產(chǎn)設備自身安全性能大幅度降低，同時也導致了大量鋼鐵生產(chǎn)設備長時間處于帶病作業(yè)的狀態(tài)之下，存在著較大的隱患問題[2]。

（3）鋼鐵生產(chǎn)檢查流于形式

對于各大施工企業(yè)來講，需要對于施工安全引起高度的重視。但是，對于鋼鐵生產(chǎn)設備的使用安全性，大部分企業(yè)僅僅只是停留在口頭之上，在施工現(xiàn)場基本上缺乏相關主管設備安全人員，大部分鋼鐵生產(chǎn)管理人員也常常不懂得安全監(jiān)控措施以及設備原理，監(jiān)管往往僅僅只是停留在查資料，經(jīng)常性敷衍了事。

圖1 鋼鐵生產(chǎn)流程分析

3 大數(shù)據(jù)過程質量控制系統(tǒng)在鋼鐵生產(chǎn)中的應用

（1）質量判定系統(tǒng)構建

在傳統(tǒng)的過程質量控制過程中，對鋼鐵生產(chǎn)質量判定主要靠人工檢驗來完成，但是由于受到人為因素的影響，鋼鐵生產(chǎn)質量結果的判定可能存在誤差，所以構建智能化在線質量判定系統(tǒng)對鋼鐵生產(chǎn)過程的相關參數(shù)于規(guī)則庫中界定的允許范圍進行對比就能夠實現(xiàn)對生產(chǎn)質量的實時監(jiān)測，從而有效控制鋼鐵生產(chǎn)的標準。除此之外，通過構建自動質量判定系統(tǒng)還有助于及時的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)，從而有針對性的開展業(yè)務改成改造，系統(tǒng)檢測反饋的各項參數(shù)也能夠對鋼鐵生產(chǎn)的各要素進行精準的控制，從而確保鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)品的質量和性能[2]。

（2）大數(shù)據(jù)庫構建

利用大數(shù)據(jù)技術構建大數(shù)據(jù)庫有助于不同生產(chǎn)工序之間進行數(shù)據(jù)和信息交換，從而為鋼鐵生產(chǎn)流程的判斷提供可靠的依據(jù)。大數(shù)據(jù)庫的構建包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的存儲和數(shù)據(jù)的處理三個方面，在數(shù)據(jù)采集過程中一般通過物理方法結合網(wǎng)關隔離技術將信息系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)隔離開，這樣一來不僅能夠確?？刂葡到y(tǒng)的安全運行，同時也不會對控制系統(tǒng)造成影響。大數(shù)據(jù)庫的構建要實現(xiàn)整個生產(chǎn)工藝和設備運行參數(shù)的全覆蓋，而且對數(shù)據(jù)運行速度提出了較高的要求；在數(shù)據(jù)存儲過程中，主要是讀取鋼鐵生產(chǎn)過程的關鍵參數(shù)并做好記錄和存儲工作，需要存儲的數(shù)據(jù)包括設備檢測參數(shù)、傳感器設備參數(shù)、控制設備參數(shù)以及具體投料的數(shù)據(jù)等等，如圖2所示。

圖2 鋼鐵材料大數(shù)據(jù)庫構建

除此之外，產(chǎn)品的批次、產(chǎn)品檢驗過程以及產(chǎn)品質量特性等參數(shù)也要記錄存儲，確保鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)品在數(shù)據(jù)庫中能夠得到一一對應；在數(shù)據(jù)處理過程中，要包括對數(shù)據(jù)計算的啟動和停止，接口表和業(yè)務表等數(shù)據(jù)參數(shù)的轉存，實際生產(chǎn)時間和系統(tǒng)記錄時間的對比等等，將匹配之后的數(shù)據(jù)錄入過程質量控制系統(tǒng)大數(shù)據(jù)庫中，從而方便對數(shù)據(jù)的分析和追溯，除此之外，系統(tǒng)還要具備補錄和修正的功能，以便生產(chǎn)技術人員補充和完善數(shù)據(jù)庫。

（3）產(chǎn)品性能預測系統(tǒng)構建

在大數(shù)據(jù)過程質量控制系統(tǒng)中，要能夠根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)過程中的核心數(shù)據(jù)實時獲取板坯厚度、軋鋼開始和結束時的溫度、卷曲溫度、冷卻速度、終軋速度以及碳元素、磷元素和硫元素含量等參數(shù)，將這些參數(shù)于系統(tǒng)中對應的生產(chǎn)批次關聯(lián)起來從而對產(chǎn)品的性能指標進行預測，除此之外在對產(chǎn)品性能進行預測之后，為了保證預測的精確度，還要由相關檢驗部門進行性能檢驗。由于不同用戶的實際需求不同，因此對產(chǎn)品的型號、規(guī)格等參數(shù)要求都不同，為了滿足用戶的個性化需求，在產(chǎn)品性能預測系統(tǒng)還要根據(jù)所配置的不同公式參數(shù)進行設定，與此同時還要設置人性化的操作界面，當生產(chǎn)技術人員需要改變輸入或輸出參數(shù)時可以從操作界面上直接添加[3]。

（4）服務平臺構建

為了更好的滿足用戶的需求，提升用戶的滿意度，需要構建網(wǎng)絡客戶服務平臺，重視客戶信息的反饋，從而根據(jù)客戶反饋的信息對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行相應的調整，除此之外，還可以在客戶服務平臺上實時關注用戶的動向，從而為客戶提供及時、差異化的服務。

（5）建立鋼鐵生產(chǎn)設備檔案

在當前為了切實保障鋼鐵生產(chǎn)設備實現(xiàn)良好的運用，就需要建立起鋼鐵生產(chǎn)設備檔案，促使技術資料得以進一步健全和完善。安全技術檔案是對于設備實際狀況的一種原始的記錄，同時也是當前相關管理部門分析設備狀態(tài)、制定規(guī)章制度以及安排檢修計劃重要的一大基礎性的資料[4]。相關工作人員應當保障設備檔案資料實現(xiàn)完整保存，同時，要進一步加強設備的檢驗維修管理工作。對于當前的檔案來講，要有專門人士加以保管，并且要登記好臺賬，對于當前保管人員而言，還需要在對設備進行更換過程當中具備相對嚴格的交接手續(xù)。對當前鋼鐵生產(chǎn)安全技術檔案而言，其主要包括下列幾項內容：首先，產(chǎn)品質量合格證明，出廠技術資料設計文件、安裝技術資料文件。其次，日常使用狀況記錄、定期檢測記錄以及自行檢查記錄、日常保養(yǎng)記錄。最后，使用登記證明、重大維修資料、監(jiān)督檢驗合格報告證書，首檢合格報告等等。

4 鋼鐵生產(chǎn)設備的日常維護保養(yǎng)

對當前的鋼鐵生產(chǎn)設備來講，其運行整體狀況直接關系到員工人身安全同時也關系到設備的安全性，所以就需要相關企業(yè)能夠進一步的加強鋼鐵生產(chǎn)設備的管理及維護保養(yǎng)工作，這是保障鋼鐵生產(chǎn)設備實現(xiàn)正常穩(wěn)定運行重要一大環(huán)節(jié)。正常投入鋼鐵生產(chǎn)設備運行之后，設備零部件往往會出現(xiàn)磨損以及失效的情況，為了能夠讓鋼鐵生產(chǎn)設備保障良好狀態(tài)，同時為了讓鋼鐵生產(chǎn)設備實際生產(chǎn)效率和使用效率得到進一步的提高，也為了提升鋼鐵生產(chǎn)設備使用壽命，不僅僅需要當前鋼鐵生產(chǎn)設備操作人員正常操作，更加需要針對鋼鐵生產(chǎn)設備加強日常保養(yǎng)和維護工作，要對于鋼鐵生產(chǎn)設備定期加強檢查[5]。

5 結語

總而言之，目前大數(shù)據(jù)技術得到了空前發(fā)展，在社會各個領域都發(fā)揮出了重要作用，過程質量控制是指在生產(chǎn)過程中為了保證產(chǎn)品質量而進行的各種活動，隨著市場競爭的不斷加劇，企業(yè)要想取得更好的經(jīng)濟效益，就必須要堅持質量第一，有效的控制產(chǎn)品質量，因此大數(shù)據(jù)過程質量控制系統(tǒng)在鋼鐵生產(chǎn)中的應用是企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的客觀需要，應用大數(shù)據(jù)過程質量控制系統(tǒng)不僅能夠有效控制鋼鐵生產(chǎn)質量，提高生產(chǎn)效率，還能夠滿足用戶的個性化需求，從而為企業(yè)提升市場競爭力。