Будущее сталелитейного производства — цифровое и экологичное. Впервые опубликовано в июле/августе 2023 года в журнале Aluminium International Today.
Каково положение искусственного интеллекта в металлургической промышленности, каковы текущие варианты его использования и в чем заключаются его преимущества для отрасли?
Тарун Матюр (ТМ): Индустрия 4.0 оказывает влияние на многие отрасли, включая металлургию, через такие аспекты, как операционное превосходство, производительность процессов, эффективность работы активов, экологичность и подключенный персонал, и все это подкреплено кибербезопасностью. Если посмотреть на путь цифровизации клиента, то большие данные и ИИ стали играть более значительную роль с точки зрения зрелости современного металлургического рынка. Еще пять лет назад только 10-20% отрасли были связаны единой сетью. Большинство производителей имели те или иные автоматизированные системы, но они работали изолированно.
С тех пор произошел переход, в ходе которого эти изолированные островки автоматизации были разрушены, объединены или заменены для создания среды на базе периферийных вычислений или облака, где все данные могут храниться, обрабатываться и использоваться совместно, что позволяет повысить производительность, качество и выход годной продукции. Это означает, что традиционно консервативная отрасль сделала большой и важный первый шаг. За последние два года мы увидели еще больше приложений ИИ, актуальных для этой сферы.
Это все еще новая область, но ее потенциал огромен. У нас появляется все больше нерегламентированных или доступных данных с объектов клиентов и из всей отрасли в целом. Такие крупные организации, как ABB, также могут помочь использовать большие данные изо всех обслуживаемых нами отраслей, перенимая опыт у других и работая совместно. Для любой организации большая определенность в отношении будущих условий имеет высокую ценность, и ИИ способен улучшить это прогнозирование.
Как вы думаете, играют ли искусственный интеллект и автоматизация роль в решении специфических для отрасли кадровых проблем?
ТМ: Общеизвестно, что работники достигают пенсионного возраста и продолжают работать дольше, потому что компании не могут позволить себе потерять опытных, знающих специалистов. Это неустойчивая ситуация, и использование ИИ и автоматизации может помочь сохранить информацию для будущих поколений. ABB изучает возможность внедрения приложения для подключенного персонала. ИИ в качестве помощника может в определенной степени помочь в решении проблем металлургической отрасли.
Что делает компания ABB в области искусственного интеллекта в металлургической промышленности?
ТМ: ABB инвестирует в приложения на базе ИИ во многих отраслях. Для нас в металлургической промышленности персонал — это одна из областей с огромным потенциалом роста. Мы создали пакеты решений на базе ИИ, начиная с сырьевых складов первичного передела, фабрик окомкования, сталеплавильных цехов и заканчивая цехами горячей и холодной прокатки. Эти приложения улучшают производственные операции, повышают надежность активов или общую производительность предприятий.
На недавней конференции ESTAD, которая проходила одновременно с выставкой METEC, компания ABB выступила с докладом «Роль искусственного интеллекта в цифровой трансформации сталелитейной промышленности». Мы рассказали о некоторых практических способах оптимизации закупки энергии и производства с помощью приложений ИИ, в том числе на электростанциях и турбинах предприятий. Это может привести к более эффективному использованию энергии и улучшению прогнозов закупок электроэнергии с разницей в 10-15% по сравнению с альтернативными решениями. Моделирование данных и оптимизации, а также алгоритмы энергоменеджмента на основе правил могут привести к оптимизации энергопотребления и энергетической безопасности на производстве.
Система анализа данных ABB Ability Data Analytics для станов холодной прокатки позволяет металлургическим предприятиям выйти на новый уровень оптимизации производительности.
Фредерик Эстерхёйзен (ФЭ): В ABB, во всех отраслях перерабатывающей промышленности, у нас есть примеры того, как клиенты выбирают наш Центр совместной работы в Индии, который обслуживает нашу глобальную сеть в круглосуточном режиме. В нем используется ИИ для прогнозирования любых будущих сбоев или потенциальных проблем с техническим обслуживанием, а также для точного определения места возникновения первоначальной неисправности, что облегчает ее поиск оператором. Речь идет о создании базы прецедентов и обучении на основе данных с течением времени для улучшения процессов. Мы можем подключить несколько филиалов одного клиента к единой системе, обеспечивая улучшенную сквозную видимость производства и, следовательно, более эффективное принятие решений.
В металлургии мы можем проводить обучение и моделирование различных сценариев, поскольку у нас внедрена платформа ABB Ability™ Data Analytics Platform для металлургической промышленности. Она предлагает интеграцию данных на уровне завода и предприятия, мониторинг, анализ данных и оптимизацию с помощью единой многофункциональной, полностью масштабируемой и нейтральной по отношению к поставщикам платформы. Она объединяет упомянутые нами ранее островки автоматизации и устройства в один мощный ресурс с приложениями для оптимизации производительности.
Есть ли у вас примеры внедрения ИИ в алюминиевой промышленности?
ТМ: Одними из лучших примеров приложений ИИ, актуальных для алюминиевой промышленности, являются системы устойчивого энергоменеджмента. Для оптимизации энергопотребления необходимо лучше прогнозировать потребности. Здесь приложения машинного обучения (МО) на базе ИИ развиты гораздо сильнее. Достигнут прогресс, но предстоит еще многое сделать для сбора достаточного количества данных и измерений по циклам партий, чтобы успешно прогнозировать энергопотребление. Если вы можете прогнозировать свою потребность в энергии как со стороны спроса, так и со стороны предложения, и если вы подключены к электрической сети, у вас будет хорошая система принятия решений для оптимизации закупки энергии и минимизации ее потребления.
Прежде чем цифровые решения могут быть внедрена в процесс, должна существовать надежная система автоматизации. Именно здесь мы полагаемся на постоянно развивающуюся распределенную систему управления (РСУ) ABB Ability™ System 800xA. Мы знаем, что она была независимо признана РСУ № 1 в мире на протяжении более 20 лет благодаря своим возможностям объединения в сети, управления и совместной работы на предприятиях и холдингах. Теперь, благодаря ИИ и МО, огромные объемы данных, генерируемых РСУ, можно анализировать лучше, чтобы помочь клиентам повысить эффективность производства, прогнозировать проблемы и продлить срок службы активов.
Автоматизация технологических процессов и контроль являются ключом к высокопроизводительному производству металлов и предварительным условием для цифровизированных, оптимизированных и экологичных операций. Учитывая это, ABB разработала ряд решений, специально предназначенных для производителей алюминия. Среди заметных примеров — контуры управления ABB для компенсации эксцентриситета и твердости на двухклетьевом стане холодной прокатки алюминия компании Alunorf в Германии.
Другие два примера стремления ABB расширять границы цифровизации и автоматизации в алюминиевой сфере включают систему ABB Manufacturing Operations Management для металлургической промышленности, которая используется для связи рудника, перерабатывающего завода, плавильного завода и прокатного завода на крупнейшем в мире полностью интегрированном алюминиевом заводе; в то время как флагманская распределенная система управления (РСУ) ABB Ability™ System 800xA компании развернута на рекордной двухручьевой вертикальной машине непрерывного литья заготовок на заводе Dillinger Hüttenwerke AG в Германии.
Услуги по оптимизации производительности используют новейшие цифровые технологии, чтобы сделать глубокие ноу-хау компании ABB в области процессов прокатных станов доступными для клиентов в круглосуточном режиме.
Внедрение ИИ требует баланса между квалифицированными специалистами и цифровыми решениями. Как вы думаете, будут ли со временем утрачены некоторые знания в отрасли?
FE: ABB — технологический партнер металлургической промышленности, где вы можете реально изменить ситуацию и внести свой вклад в развитие мира, используя новейшие цифровые инструменты и решения. Чтобы поддержать промышленность завтрашнего дня, обеспечивая потребности в электрификации, автоматизации и цифровых решениях, мы работаем с ведущими промышленными игроками над созданием инновационных решений, а также над повышением квалификации и привлечением талантов. Разнообразие точек зрения и идей позволяет нам учиться, расти и достигать больших целей. Именно поэтому нашим приоритетом является предоставление интересных карьерных возможностей, которые помогают привлечь правильное сочетание талантов. Мы ищем квалифицированных специалистов, в том числе представителей молодого поколения, обладающих компетенциями в таких областях, как наука о данных, аналитика и устойчивое развитие.
Заводские приемочные испытания (FAT) проводятся удаленно с использованием систем на базе VR и AR, а также при поддержке наших экспертов по всему миру. Там, где это применимо, это позволяет избежать поездок работников на большие расстояния в удаленные места для работы с клиентами. Вся необходимая информация и доступ к FAT на площадке у нас есть. Обе стороны понимают, что эти технологии созданы для того, чтобы люди могли работать из предпочитаемого ими места, но при этом влиять на операции на комбинате.
Мы постоянно разрабатываем решения для удаленной работы, которые имеют дополнительное преимущество с точки зрения устойчивого развития. Эксперты теперь обычно доступны в центральных офисах и обслуживают несколько комбинатов клиентов. В качестве примера можно привести службу оптимизации производительности ABB Ability™ для станов холодной прокатки: ABB предлагает клиентам инструмент, объединяющий специфические для техпроцесса алгоритмы с непрерывным мониторингом в реальном времени и удаленной поддержкой экспертов ABB. Это одна из передовых цифровых услуг, которая показывает направление, в котором отрасли необходимо двигаться для достижения новых уровней эффективности операций.
Каково мнение ABB о будущем использовании ИИ?
TM: ИИ и машиннное обучение находятся под широким зонтиком физических и виртуальных технологий. Они ровно настолько хороши, насколько хороши доступные данные, и, по моему мнению, некоторые сегменты металлургической промышленности в настоящее время еще не созрели для получения всех преимуществ. Например, измерение температуры жидкого металла при столь высоких значениях не может выполняться непрерывно с помощью доступного сегодня оборудования и технологий. Мы должны работать с тщательно выверенным сочетанием цифровых и автоматизированных инструментов при поддержке операторов и экспертов на местах. ABB фокусируется на вспомогательном ИИ, помогая персоналу повысить производительность, качество, выход годной продукции и, конечно же, качество данных. Мы видим будущее с гораздо большими возможностями по мере того, как мы совершенствуемся вместе.
Как вы думаете, должны ли существовать ограничения или регулирование в отношении ИИ?
TM: Люди часто говорят о стопроцентно автономных заводах, но текущая реальность такова, что нам нужны люди — будь то на месте или в удаленном центральном пункте. В металлургической промышленности существует обоюдное понимание того, что технологии могут помочь добиться необходимых результатов для достижения целей компании, а также более широких глобальных и общественных целей в области энергетики и выбросов.
Это баланс между точностью, продуктом и безопасностью. Когда вы внедряете ИИ, вы повышаете точность, но у людей есть своя интуиция и глубокий опыт работы с практиками, включая безопасность, которые ИИ пока не может воспроизвести.
Если ИИ внедрен неудачно, он может рассматривать производство как свою единственную цель и пренебрегать безопасностью, отношениями на рабочем месте и факторами социальной устойчивости. ИИ должен оставаться помощником человека, поскольку каждая компания должна понимать цель использования этих инструментов, которая часто заключается в том, чтобы сделать мир лучше для жизни и работы людей сейчас и для будущих поколений.
