自有工論｜西門子李雷：煉就“鋼筋鐵骨”需乘數字化東風
近日GPT-4成功得出P≠NP，陶哲軒預言成真。你是否想過利用GPT-4推動解決自控領域的技術難題呢？在西門子的嘗試中，我們的同事通過多輪迭代，利用GPT-4生成分線性大時滯多因素PID整定控制算法，完成某行業具體工況下的模擬驗證，同時實現了自動化工程師和算法工程師協同才能完成的工作，并降低了時間成本。
我們常說“百煉成鋼”，鋼鐵只有通過千錘百煉，才能變得更堅固。所以人們常用“鋼鐵般的意志”來形容一個人意志堅定。我們的生活中，同樣離不開鋼鐵。建筑、機械、船舶、鐵路、汽車等等，背后都少不了“鋼筋鐵骨”的支撐。
隨著城鎮化、工業化進程加快，作為制造業支柱的鋼鐵行業在快速發展的同時，也面臨著產能過剩等挑戰。鋼鐵行業的競爭已不再是價格的競爭，而是效率和質量的競爭。以綠色低碳、智能制造、數字化轉型的發展路線正重構鋼鐵行業的競爭局面。
當前中國鋼鐵生產以長流程為主，從最初的鐵礦石和焦煤等原料，經過燒結、高爐形成鐵水，在經煉鋼、連鑄形成鋼坯，最后經軋制、鍛造及其他處理，最終成為可用的各種用途的鋼材，工藝流程極其復雜。憑借在鋼鐵行業多年的現場經驗與成熟的應用案例，西門子可為企業提供涵蓋從頂層規劃到落地實施，覆蓋全流程的數字化解決方案，解決限制行業發展的“痛點”問題。
數字化正在重塑鋼鐵行業
在智能制造的熱潮之下，很多鋼鐵企業都在規劃升級智能工廠。其中，智能行車是鋼鐵行業智能工廠建設中頗具代表性的一項基礎應用。“行車”，是鋼鐵企業最重要的搬運設備，具有操控難度大、危險性高、勞動強度大等難點。現有行車不僅采用手動操作的傳統控制方法較多，行車運行與地面建筑物之間的干涉也要人工來排除。
行車操作能否通過遠程、自動化的方式實現，從而全面提升效率、保障人工安全？西門子的高效能驅動系統使這一設想變為現實，并為鋼鐵企業帶來了實實在在的效益。
西門子為某大型鋼鐵企業的420T鋼包起重機，提供基于SIMOCRANCE的解決方案。通過該方案，可在鋼包起重機上實現快速啟停、平穩工作、自動導航巡航、無人吊鉤等功能。通過遠程控制行車，不僅能夠改善行車操作人員的工作環境，提高安全性，減少操作人員，降低人工成本，還進一步提高了作業效率，減少停機檢修時間。隨著越來越多的項目落地，無人化智能行車在鋼鐵行業的應用會越來越多，這是一個產業性趨勢。
在技術革新與行業趨勢驅動下，鋼鐵企業的數字化轉型取得了積極成效。無人化、少人化已成為鋼鐵生產車間的演變趨勢，越來越多的智能設備走入生產一線。在河鋼唐鋼新區的“無人”料場中，西門子通過提供軟硬件一體的數字化料場管理解決方案，助力其實現信息自動感知、數據自動計算以及運營指令自動發出。
不止于此，借助于西門子的工業互聯網、數據分析和增材制造等技術，河鋼正加速邁向數字化發展新階段。與此同時，我們也希望河鋼的數字化轉型實踐能為國內更多志在轉型的鋼鐵企業提供一些借鑒與幫助，帶領鋼鐵行業邁向創新以及可持續發展未來。
用數字化技術推動鋼鐵行業可持續發展
《鋼鐵行業碳達峰及降碳行動方案》提出：計劃在2025年前實現碳達峰；2030年碳排放量比峰值下降30%；2060年前國內鋼鐵行業實現深度脫碳。在嚴控高耗能高排放項目的大背景下，綠色低碳和可持續發展已經成為鋼鐵行業轉型升級發展的重中之重。
實現上述目標，鋼鐵工業面臨著時間緊、任務重、壓力大的嚴峻挑戰，而運用數字化智能制造技術能夠有效提升鋼鐵企業生產和管理效率。設備層面來看，高能效電機和變頻器技術可為鋼鐵行業帶來可觀的節能潛力，有助于提升系統效率并降低能源成本。西門子通過深入了解客戶需求，提供更有針對性、更匹配的高效電機、變頻器和數字化解決方案，與客戶一起推動鋼鐵行業能效升級。比如SINAMICS S120、G120變頻器，功率范圍廣，控制方式豐富，可用于各種驅動任務。
當然，實現可持續發展，不能僅靠高能效設備。目前大多數鋼廠客戶的能源數據采集范圍尚不夠全面，智慧控制模型不夠成熟，因此很難對能源數據進行計算、管理和預測，距離能源智慧化平衡調度還有一段距離。西門子根據現有iEMS平臺、設備/過程智能診斷產品、專業的模型算法，以能源流和分廠為場景單位建立模型，并通過平臺合并交互，形成適合鋼鐵行業全方位的智慧能源管控平臺，提升企業能源效率和可持續發展能力。在沙鋼酸洗車間原料庫的無人行車項目中，西門子能量回饋方案幫助客戶實現了每年節約用電約80,000度。
縱深防御，為鋼鐵行業筑牢安全基石
伴隨鋼鐵行業數字化轉型提速，工業信息安全風險也將愈發突出，但信息安全絕不能成為阻礙數字化的理由。鋼鐵企業如何確保數據和資產在各個層面的保護，降低因工業信息安全引起的損失？
對于鋼鐵行業來說，可執行、可落地的方案是關鍵。西門子首個鋼鐵行業工業信息安全項目，已在西部地區某鋼鐵企業落地完成。西門子通過對各車間現有工業網絡狀況進行安全評估，基于“縱深防御”理念，實施多種安全防護措施；最后建立本地工控態勢感知系統。多種防護手段可以防止99%的惡意訪問和非授權訪問，降低99%安全事件的發生率，減少非計劃停機造成的損失，有效保障生產的平穩運行。
一直以來，西門子與中國鋼鐵行業的發展脈絡相輔相成。憑借在鋼鐵行業的深刻行業洞察和實踐經驗，西門子將與鋼鐵企業繼續深化合作，向著更高效、更智能、更安全、更綠色低碳的方向前行。西門子將以數字化咨詢為先導，結合軟硬件方面的積累，助力鋼鐵企業應對來自全生命周期不同階段的需求與挑戰。
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西門子數字化工業集團：
西門子數字化工業集團（DI）是自動化和數字化領域的創新典范。數字化工業集團與合作伙伴和客戶一起，推動過程與離散行業的數字化轉型。通過數字化企業業務組合，數字化工業集團能夠為不同規模的企業提供必要產品以及賦能價值鏈集成和數字化的系列解決方案和服務。針對各行業的不同需求，數字化工業集團不斷優化其獨特的業務組合，幫助客戶提升生產力和靈活性。數字化工業集團持續創新，將面向未來的科技不斷融入產品系列。西門子數字化工業集團總部位于德國紐倫堡，在全球擁有大約7.2萬名員工。
關于西門子在中國：
西門子股份公司（總部位于柏林和慕尼黑）是一家專注于工業、基礎設施、交通和醫療領域的科技公司。從更高效節能的工廠、更具韌性的供應鏈、更智能的樓宇和電網，到更清潔、更舒適的交通以及先進的醫療系統，西門子致力于讓科技有為，為客戶創造價值。通過融合現實與數字世界，西門子賦能客戶推動產業和市場變革，幫助數十億計的人們，共創每一天。西門子持有上市公司西門子醫療的多數股權，西門子醫療是全球重要的醫療科技供應商，塑造著醫療產業的未來。此外，西門子持有西門子能源的少數股權，西門子能源是全球輸電和發電領域的國際企業。西門子自1872年進入中國， 150年來始終以創新的技術、杰出的解決方案和產品堅持不懈地對中國的發展提供全面支持。截至2022年9月30日，西門子在中國擁有超過3萬名員工。西門子已經發展成為中國社會和經濟的一部分，并竭誠與中國攜手合作，共同致力于實現可持續發展。如需了解詳細信息，請訪問www.siemens.com.cn。
