建設(shè)背景

鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的晴雨表，是工業(yè)國家發(fā)展的基礎(chǔ)。而“高爐-轉(zhuǎn)爐”長流程生產(chǎn)仍是我國鋼鐵主流生產(chǎn)工藝，轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個(gè)極其復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，根本看不見、摸不著，有了問題也是靠經(jīng)驗(yàn)、靠猜，只有通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、可視化、數(shù)字孿生等技術(shù)，對高爐進(jìn)行1:1三維建模，還原真實(shí)的生產(chǎn)工藝流程，才能加快整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

在雙碳目標(biāo)大背景下，以信息技術(shù)應(yīng)用為主導(dǎo)，大力推進(jìn)“智慧鋼鐵”轉(zhuǎn)型升級，將物聯(lián)網(wǎng)、5G、可視化、GIS 等相關(guān)技術(shù)引入鋼鐵行業(yè)。打造基于 5G + 云平臺的智慧煉鋼廠管控系統(tǒng)，以智能管控賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，抓好數(shù)智化轉(zhuǎn)型新機(jī)遇，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

系統(tǒng)概述

智慧鋼鐵廠將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)，幫助其實(shí)現(xiàn)煉鋼流程的全面優(yōu)化?；跀?shù)字孿生技術(shù)和AI 技術(shù)打造智慧鋼鐵廠IOC 運(yùn)營中心，實(shí)現(xiàn)對廠區(qū)生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)圣杯等重要指標(biāo)細(xì)節(jié)信息的全面查詢和監(jiān)測，為園區(qū)的運(yùn)營提供決策分析依據(jù)。

系統(tǒng)功能

綜合態(tài)勢監(jiān)測

數(shù)維圖基于自研的 Sovit3D產(chǎn)品，依托數(shù)字孿生技術(shù)，對煉鋼的工藝流程、駕駛艙、動(dòng)畫三個(gè)維度對多個(gè)產(chǎn)線進(jìn)行可視化展示?；皵?shù)”為“物”，高度融合廠區(qū)多種數(shù)據(jù)資源，對廠區(qū)資產(chǎn)、設(shè)施、能效、安防等領(lǐng)域的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行綜合監(jiān)測分析。實(shí)現(xiàn)更加高效科學(xué)的廠區(qū)管理，全面提升廠區(qū)管理水平。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

支持無縫融合視頻監(jiān)控功能，對廠區(qū)及周邊安裝24小時(shí)展開安防動(dòng)態(tài)監(jiān)測，鋼鐵廠區(qū)及周邊全方位一體式無死角監(jiān)控，并且和火災(zāi)報(bào)警、門禁系統(tǒng)、人員管理等系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行精準(zhǔn)的定位視頻攝像頭查看并支持多攝像頭窗口的并行查看監(jiān)控。與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集成，管理人員通過實(shí)時(shí)視頻查看現(xiàn)場情況，運(yùn)維人員對廠區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)化、透明化、流程化、全局化的可視化管理。

電子圍欄系統(tǒng)

在三維系統(tǒng)中，對廠區(qū)內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域或重要設(shè)備設(shè)置電子圍欄，實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)動(dòng)追蹤監(jiān)視，避免非法闖入或進(jìn)入非法受控區(qū)域，并且和報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)有異常闖入或異常情況，可進(jìn)行顏色報(bào)警并聚集異常區(qū)域，并且以彈窗提示異常狀態(tài)，全方位保障廠區(qū)生產(chǎn)安全。

自動(dòng)巡檢系統(tǒng)

在三維系統(tǒng)中，可事先預(yù)設(shè)好幾種路線后，可以第三人稱方式該路線上的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行輪詢查看，達(dá)到線上巡檢的目的。同時(shí)在巡檢的路線上，可以實(shí)時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及堆場的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，運(yùn)管人員無須到廠區(qū)現(xiàn)場，即可實(shí)時(shí)線上巡檢，通過全局查看的巡檢路線，規(guī)避重疊或漏檢區(qū)域，提高巡檢的效率和效果。

消防管理系統(tǒng)

通過API接口，接入消防系統(tǒng)，實(shí)時(shí)對煙感、探頭、噴淋噴頭等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管，當(dāng)發(fā)生異常(火災(zāi)、爆炸、氣體擴(kuò)散等)異常狀況時(shí)，可聯(lián)動(dòng)報(bào)警點(diǎn)附近攝像頭彈窗，顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面，并調(diào)取人員逃生的路線，有序進(jìn)行撤離，保障人員生命安全、財(cái)產(chǎn)損失。

消防管理系統(tǒng)

通過API數(shù)據(jù)接口，將前端的設(shè)備與后臺數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定，通過http或WebSocket實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，運(yùn)維人員無須到廠區(qū)現(xiàn)場，通過可視化系統(tǒng)可定位設(shè)備突出顯示，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行信息等。

數(shù)據(jù)大屏系統(tǒng)

運(yùn)用可視化技術(shù)對鋼鐵企業(yè)巨量的銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行展示分析，包括銷售信息、財(cái)務(wù)信息、采購信息、物流信息等，并依據(jù)分析結(jié)果做出正確決策。達(dá)到總覽為先，縮放過濾按需查看細(xì)節(jié)的效果。

工藝管控系統(tǒng)

·燒結(jié)可視化

燒結(jié)工序是鋼鐵工業(yè)主要生產(chǎn)工序之一，將燒結(jié)機(jī)的裝置及傳輸動(dòng)畫進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，通過三維場景即可直觀的查看工藝生產(chǎn)線設(shè)備與物料情況。2D 面板重點(diǎn)關(guān)注燒結(jié)機(jī)的爐膛溫度、爐膛壓力、速度和電流等，業(yè)務(wù)人員可根據(jù)數(shù)據(jù)對燒結(jié)工序能耗進(jìn)行分析和預(yù)測。

·煉鐵可視化

基于數(shù)字孿生技術(shù)高精度建模，1:1 還原將鐵礦石、焦炭及助熔劑由高爐頂部加入爐內(nèi)，再由爐下部鼓風(fēng)嘴鼓入高溫?zé)犸L(fēng)，產(chǎn)生還原氣體，還原鐵礦石，產(chǎn)生熔融鐵水與熔渣等過程。各工序采用多項(xiàng)智能技術(shù)，大幅提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全。結(jié)合高爐大修工程，加大現(xiàn)場機(jī)器人應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)和設(shè)備操作的少人化、無人化。

·高爐可視化

監(jiān)測高爐內(nèi)裝料和冶煉狀況，根據(jù)高爐工藝布局進(jìn)行 3D 建模，包括爐體爐殼、管道、爐基耐火材料和水冷壁材料等，每塊材料對應(yīng) 1 個(gè)溫度測點(diǎn)。重點(diǎn)顯示高爐本體、爐頂卷揚(yáng)上料、熱風(fēng)爐三個(gè)區(qū)域，體現(xiàn)實(shí)時(shí)物料的狀態(tài)和氣體的狀態(tài)。

·煉鋼可視化

通過三維動(dòng)畫效果，將鐵水與鐵水罐車從鐵水預(yù)處理站到軋鋼生產(chǎn)線的全過程信息監(jiān)控，并對轉(zhuǎn)爐、LF 精煉爐、連鑄機(jī)等設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行信息監(jiān)控，數(shù)字孿生煉鋼工藝一體化場景。使煉鋼全過程數(shù)字可視化展現(xiàn)、可智能化決策、各環(huán)節(jié)信息系統(tǒng)交互集成。

……

開發(fā)平臺

智慧鋼鐵廠Web3D可視化管理系統(tǒng)，對燒結(jié)車間、1號高爐、2號高爐、球團(tuán)車間等重點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)行1：1三維實(shí)景展現(xiàn)，打造三維仿真鋼鐵廠三維場景。將鋼鐵廠中的“人員、建筑、安全、協(xié)同、設(shè)備、環(huán)境、數(shù)據(jù)”等因素，綜合映射到智慧鋼鐵廠數(shù)字孿生可視化系統(tǒng)中，提供鋼鐵廠的綜合態(tài)勢可視化，實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠環(huán)境宏觀盡在掌握，微觀縮放的可視化呈現(xiàn)。

通過Sovit3D實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web三維場景，可進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)，場景內(nèi)各設(shè)備可以響應(yīng)交互事件。2D、3D 無縫銜接，完美融合。

建設(shè)價(jià)值

智慧鋼鐵廠三維可視化一體管控平臺是一個(gè)自主可控、互聯(lián)互通的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，構(gòu)建以數(shù)據(jù)可視化、數(shù)字板坯、生產(chǎn)效率管控、工序質(zhì)量在線管控、在線設(shè)備智能監(jiān)控、業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化為核心的煉鋼“智慧大腦”，推動(dòng)煉鋼產(chǎn)線向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化新模式發(fā)展。

總結(jié)

數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主線，推動(dòng)著各類產(chǎn)業(yè)和全社會的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型。通過先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，加快“鋼鐵智慧化”進(jìn)程。切實(shí)解決企業(yè)在生產(chǎn)中存在的行業(yè)痛點(diǎn)，在提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保障人員安全方面效果顯著。

本文主要介紹了Sovit2D和Sovit3D在鋼鐵生產(chǎn)工藝智慧化系統(tǒng)開發(fā)中的實(shí)踐應(yīng)用，從智慧鋼鐵廠綜合管理平臺系統(tǒng)的Web組態(tài)、三維可視化等多方面，進(jìn)行快速高效的可視化開發(fā)，為智慧鋼鐵廠解決方案提供商及軟件開發(fā)公司提供全面的技術(shù)支持。

審核編輯 黃昊宇