Эта статья была впервые опубликована в мартовском выпуске журнала Manufacturing Digital за 2025 год.
Производство стали играет ключевую роль в экономике Индии. Только в 2023 году India produced over 140 million tons of crude steel, внеся значительный вклад как в развитие внутренней инфраструктуры, так и в экспорт, и обеспечив себе статус второго по величине производителя стали в мире. Этот сектор обеспечивает значительные мировые доходы, при этом сталелитейная промышленность exports exceeding 7.5 million tons, также в 2023 году, внесла около 2% в ВВП Индии, повышая ее глобальную конкурентоспособность. В самом сердце этой отрасли находится город Джамшедпур, известный как «Стальной город», который был основан создателем Tata Steel более века назад и продолжает оставаться крупным центром производства стали в стране.
Для Tata Steel, компании, ставшей синонимом индийской сталелитейной промышленности, постоянная модернизация производства имеет решающее значение для сохранения лидерства на все более конкурентном мировом рынке. Несмотря на эффективность традиционных сортопрокатных станов, построенных на десятилетиях стандартизированных процессов, существуют внутренние ограничения в том, насколько их можно оптимизировать только традиционными методами. Чтобы преодолеть эти ограничения, Tata Steel обратилась к глубокому отраслевому опыту и технологическому мастерству ABB для модернизации своего нового сортопрокатного стана и достижения более высокой производительности, выхода годного и эксплуатационной готовности, среди прочих преимуществ.
Tata Steel и ABB связывают тесные и продуктивные отношения на протяжении более пяти десятилетий, основанные на прочном фундаменте взаимного доверия и технологического сотрудничества. Это партнерство движимо общей миссией по сокращению углеродного следа при производстве стали, которая недавно достигла новой вехи благодаря успешной модернизации сортопрокатного стана Tata Steel в Джамшедпуре, Индия.
Завод в Джамшедпуре был первым сталелитейным предприятием Tata Steel в Индии. Сегодня он производит около 11 миллионов тонн стали в год.
Ожидается, что спрос на сталь в Индии вырастет более чем на 300% к 2050 году, увеличившись с примерно 103 миллионов тонн в 2021 году до 430 миллионов тонн к 2050 году. Это отчасти обусловлено крупными инфраструктурными проектами, быстрой урбанизацией и промышленным ростом, стимулируемым государственными инициативами, такими как «Национальная инфраструктурная программа» и «Жилье для всех». Эти программы создают значительный спрос на термомеханически упрочненную (ТМУ) арматуру — продукцию, необходимую для армирования бетонных конструкций в зданиях, мостах, автомагистралях и других критически важных объектах инфраструктуры. С учетом реализации этих проектов прогнозируемое потребление стали в Индии к 2030 году превысит 206 миллионов тонн, что подтверждает необходимость увеличения внутреннего производства.
Столкнувшись с растущим рыночным спросом и необходимостью повышения операционной эффективности для производства большего объема продукции с меньшими затратами энергии и ресурсов, компания ABB приступила к проекту по обновлению и совершенствованию работы стана, повышая эффективность площадки Tata в Джамшедпуре. Опираясь на глубокие интегрированные знания, необходимые для партнерства такого рода, этот проект не только решил проблему устаревших контроллеров и модулей ввода-вывода (I/O) на стане в Джамшедпуре на пути к более высоким уровням производства и значительному сокращению времени простоя, но и продолжает следовать принципам внедрения инноваций, эффективности и устойчивого развития во всех глобальных операциях Tata.
Необходимость модернизации
Сортопрокатный стан Tata Steel в Джамшедпуре является важнейшим компонентом ее производственной сети. Будучи первым сталелитейным заводом Индии, Джамшедпур имеет историческое значение, но сегодня он также является крупным вкладчиком в объем производства Tata Steel Jamshedpur, выпуская около 11 миллионов тонн стали в год. В условиях растущего спроса на высокопрочную ТМУ-арматуру — особенно для инфраструктурных и строительных проектов по всему миру — заводу необходимо было повысить операционную эффективность и надежность системы, чтобы оставаться конкурентоспособным и продолжать обслуживать быстро развивающийся рынок.
Этот растущий спрос выявил несколько областей, требующих улучшения для Tata Steel. Во-первых, устаревшие системы управления станом становились «узким местом», ограничивая производительность и препятствуя эффективности. Зависимость от аппаратного управления ножницами усложняла диагностику, затрудняя проактивное выявление областей, требующих технического обслуживания. Кроме того, устаревшие системы означали, что опыт и поддержка становились все более дефицитными, что снижало способность завода реагировать на изменения рынка и использовать открывающиеся возможности. Модернизация этих систем была критически важна не только для устранения этих технических ограничений, но и для того, чтобы Tata Steel могла удовлетворять рыночный спрос на высококачественную ТМУ-арматуру, увеличить производственные мощности и поддерживать энергоэффективность операций.
Чтобы справиться с этими задачами, Tata Steel стремилась модернизировать свой сортопрокатный стан путем внедрения превосходной системы управления прокатным станом взамен существующей устаревшей системы. Цель состояла в том, чтобы оптимизировать процессы, увеличить производственные мощности и повысить энергоэффективность.
Термомеханически упрочненная (ТМУ) арматура необходима для армирования бетонных конструкций в зданиях, мостах, автомагистралях и других критически важных объектах инфраструктуры.
Ключевые области для улучшения
Проект модернизации, который начался в феврале 2021 года и завершился в декабре 2022 года, был сосредоточен на обновлении систем автоматизации и управления сортопрокатным станом для повышения эффективности и надежности. ABB заменила устаревшие контроллеры прокатного стана (RMC) Advant AC450 и технологические модули ввода-вывода S100 на более современные контроллеры AC 800PEC и быстрые модули ввода-вывода XF801s.
Почему эти обновления важны для производства Tata Steel? По сути, новые контроллеры обеспечивают большую точность управления скоростью, натяжением и синхронизацией процессов производства стали. Этот уровень точности жизненно важен, поскольку сортопрокатные станы работают на чрезвычайно высоких скоростях, где даже небольшие ошибки могут привести к дефектам, потере материала или износу оборудования. Внедряя более отзывчивые и быстрые системы управления, Tata Steel может гарантировать, что каждый этап производственного процесса оптимизирован. Это приводит к более плавной работе, сокращению производственных задержек и увеличению как качества, так и количества выпускаемой продукции.
В частности, новая система позволяет быстрее обнаруживать и устранять проблемы, значительно сокращая время простоя. Улучшенные диагностические возможности помогают операторам быстро выявлять неисправности и принимать корректирующие меры, повышая общую эффективность. Это гарантирует, что Tata Steel сможет удовлетворять растущий рыночный спрос, поддерживая при этом стабильные стандарты высококачественного производства, что в конечном итоге помогает компании оставаться конкурентоспособной в быстрорастущем секторе.
Единый подход
Одним из критических факторов успеха проекта стало прочное, долгосрочное сотрудничество между Tata Steel и ABB. Эти глубокие отношения позволили обеим командам тесно взаимодействовать на протяжении всего проекта, преодолевать трудности и достигать желаемых результатов.
Участие ABB вышло далеко за рамки завершения проекта модернизации, продемонстрировав приверженность компании долгосрочной поддержке и постоянному совершенствованию. Будучи надежным партнером, ABB продолжает предоставлять Tata Steel услуги удаленного мониторинга и диагностики, гарантируя, что стан сортовой прокатки работает на пике своей производительности. Используя свой опыт в области систем автоматизации и управления, ABB предлагает всестороннюю поддержку в выявлении и решении операционных проблем, таких как застревания металла — дефекты, которые могут возникать в процессе прокатки стали.
С внедрением новых контроллеров и устройств ввода-вывода ABB может удаленно анализировать системные данные для выявления аномалий и неэффективности в режиме реального времени. Такой проактивный подход позволяет ABB быстро определять первопричины проблем и рекомендовать оптимизированные решения, сокращая время простоя и минимизируя риск перебоев в производстве.
Высокая точность имеет жизненно важное значение, поскольку станы сортовой прокатки работают на чрезвычайно высоких скоростях, где даже небольшие ошибки могут привести к дефектам, перерасходу материала или износу оборудования.
Результаты
Проект модернизации привел к значительным, измеримым улучшениям ключевых показателей эффективности (KPI). Tata Steel добилась двузначного роста производительности и готовности оборудования. Этот рост был обеспечен за счет оптимизации длины с высокой точностью от ABB, улучшений в системе вращающегося вводного аппарата (RES) и самоадаптирующихся систем управления ножницами, которые в совокупности позволили оптимизировать операции и повысить объем выпуска продукции.
Задержки, связанные с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), продемонстрировали столь же существенные улучшения: их сокращение составило почти 70%. Кроме того, модернизация решила проблемы с устаревшими ПЛК Advant AC450, обеспечив бесперебойную работу в будущем. Минимизируя время простоев, решения ABB позволили Tata Steel максимизировать операционную эффективность и более эффективно удовлетворять растущий спрос на индийском рынке.
Выход годной продукции, еще один критический показатель операционного успеха, также показал значительный рост. До модернизации этот показатель составлял от 97,48% до 97,53%, но после модернизации он увеличился до 97,56%–97,57%. Хотя это кажется скромным улучшением, оно трансформируется в значительную экономию материалов за счет сокращения дефектов и отходов, что напрямую поддерживает цели Tata Steel в области устойчивого развития. Повышая выход годной продукции и минимизируя производственные потери, решения ABB помогли Tata Steel оптимизировать использование ресурсов и поддержать их стремление к экологически ответственному производству.
Преимущества для устойчивого развития
Ключевым результатом проекта стал его вклад в экологические инициативы Tata Steel. Модернизация позволила стану сократить количество отходов и потребление энергии за счет повышения выхода годной продукции и минимизации дефектов, как отмечалось ранее. Способность системы предотвращать застревания металла и брак также снизила энергозатраты, необходимые для переработки дефектных материалов, что косвенно способствовало экономии энергии.
В целом, операционные улучшения привели к созданию более бережливого и эффективного производства, которое соответствует концепции устойчивого развития Tata Steel. Ожидается, что преимущества проекта сохранятся надолго в будущем. Tata Steel рассчитывает, что модернизированные системы управления будут продолжать оптимизировать работу завода по меньшей мере в течение десятилетия, с возможностью дальнейших усовершенствований с течением времени. ABB по-прежнему привержена поддержке Tata Steel, предоставляя постоянный удаленный мониторинг и помощь для обеспечения непрерывной оптимизации стана сортовой прокатки.
Хотя этот проект знаменует собой крупный успех, сотрудничество между Tata Steel и ABB на этом не заканчивается. Поскольку обе компании смотрят в будущее, их партнерство продолжит стимулировать инновации и эффективность в сталелитейной промышленности, задавая стандарт того, как технологии могут преобразовывать производственные процессы экологичным и эффективным образом.
