探討大數據過程質量控制系統在鋼鐵生產中的應用

楊曉東，周 妮

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇 南京 210000）

在鋼鐵生產過程中，自動控制系統成為企業管理和創造價值的一種重要手段，在企業生產經營過程中積累了大量的數據，這些數據對于企業來說具有非常寶貴的價值，面對大數據給全球經濟發展帶來的全新機遇，鋼鐵企業要高度關注大數據的價值，將其應用到過程質量控制系統中，滿足鋼鐵生產過程中的質量控制需求，實現穩定、高效、有序的生產。

1 工業數據概述

工業數據是工業自動化的基礎，在工業生產中時時刻刻都在產生數據，根據數據的不同用途可以分為經營性數據、生產性數據和環境性數據這幾類，隨著工業企業收集的數據維度不斷擴大，主要體現在時間維度不斷延長、數據范圍不斷擴大、數據粒度不斷細化這幾個方面，工業大數據除了具有一般大數據的優點之外，還有準確率高和實時性強的特點，所以說能夠在生產過程中發揮出價值，對于企業來說需要做的就是如何有效的應用這些數據為企業創造更大的價值，對于鋼鐵生產企業來說，生產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質量和安全，提高產品的合格率和可靠性是企業生存和發展的關鍵。

2 鋼鐵企業在大數據管理和應用方面的問題

目前，很多鋼鐵企業對大數據認識不夠清晰，沒有主動的挖掘出大數據的價值，首先在企業經營管理體系還停留在工業制造時代，缺少對大數據的有效收集、分析和處理，未能實現信息的共享和流動，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據提升管理水平，創造出經濟效益，在未來市場競爭中，企業需要通過對大數據的研究和應用，盡快將大數據引入到經營管理過程中，提出利用大數據促進企業管理變革的方法，將大數據轉化為現實生產力，提升盈利能力，推動大數據更好的服務于鋼鐵生產[1]。

（1）人員素質低下

在當前鋼鐵企業方面，要針對于鋼鐵生產設備進行安全使用，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設備安全穩定的使用，與此同時，工作人員沒有經過系統化培訓以及學習，責任心差，專業素質偏低，同時也存在著違規作業以及違章指揮的現象，直接導致了鋼鐵生產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

對于現代化企業來講，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，為了自身的經濟效益，往往會將鋼鐵生產設備維修保養費用得到進一步的壓縮，這樣就導致鋼鐵生產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，忽略了維修保養工作，特別容易導致鋼鐵生產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設備長時間處于帶病作業的狀態之下，存在著較大的隱患問題[2]。

（3）鋼鐵生產檢查流于形式

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

圖1 鋼鐵生產流程分析

3 大數據過程質量控制系統在鋼鐵生產中的應用

（1）質量判定系統構建

在傳統的過程質量控制過程中，對鋼鐵生產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對鋼鐵生產過程的相關參數于規則庫中界定的允許范圍進行對比就能夠實現對生產質量的實時監測，從而有效控制鋼鐵生產的標準。除此之外，通過構建自動質量判定系統還有助于及時的發現生產過程中的薄弱環節，從而有針對性的開展業務改成改造，系統檢測反饋的各項參數也能夠對鋼鐵生產的各要素進行精準的控制，從而確保鋼鐵生產產品的質量和性能[2]。

（2）大數據庫構建

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

圖2 鋼鐵材料大數據庫構建

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

（3）產品性能預測系統構建

在大數據過程質量控制系統中，要能夠根據鋼鐵生產過程中的核心數據實時獲取板坯厚度、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，將這些參數于系統中對應的生產批次關聯起來從而對產品的性能指標進行預測，除此之外在對產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，因此對產品的型號、規格等參數要求都不同，為了滿足用戶的個性化需求，在產品性能預測系統還要根據所配置的不同公式參數進行設定，與此同時還要設置人性化的操作界面，當生產技術人員需要改變輸入或輸出參數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，需要構建網絡客戶服務平臺，重視客戶信息的反饋，從而根據客戶反饋的信息對生產數據進行相應的調整，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）建立鋼鐵生產設備檔案

在當前為了切實保障鋼鐵生產設備實現良好的運用，就需要建立起鋼鐵生產設備檔案，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、制定規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。對當前鋼鐵生產安全技術檔案而言，其主要包括下列幾項內容：首先，產品質量合格證明，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、日常保養記錄。最后，使用登記證明、重大維修資料、監督檢驗合格報告證書，首檢合格報告等等。

4 鋼鐵生產設備的日常維護保養

對當前的鋼鐵生產設備來講，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能夠進一步的加強鋼鐵生產設備的管理及維護保養工作，這是保障鋼鐵生產設備實現正常穩定運行重要一大環節。正常投入鋼鐵生產設備運行之后，設備零部件往往會出現磨損以及失效的情況，為了能夠讓鋼鐵生產設備保障良好狀態，同時為了讓鋼鐵生產設備實際生產效率和使用效率得到進一步的提高，也為了提升鋼鐵生產設備使用壽命，不僅僅需要當前鋼鐵生產設備操作人員正常操作，更加需要針對鋼鐵生產設備加強日常保養和維護工作，要對于鋼鐵生產設備定期加強檢查[5]。

5 結語

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