全流程物料逐支跟踪系统

所属学院：工程技术研究院

合作方式：☒整体转让 ☐技术许可 ☐作价入股 ☒合作开发 ☐其它_____

成果简介：

传统的无缝钢管生产企业跟踪以炉次、批次跟踪为主，钢管生产是一种离散、非连续的加工模式，生产过程中不合格产品下线、返工现象不可避免。随着生产技术的不断提高，对质量的要求越来越高，现阶段标准要求按顺序进行标记并跟踪到每支管检测数据，使生产过程数据能和每根管对应起来；客户对质量要求越来越高，无缝钢管要能够逐支追溯生产信息，对按炉追溯的钢管存在疑虑，按批次跟踪已不能满足用户的要求；钢管产品性能出现问题后，无法精确追溯到对应炉号的哪一根，不利于原因分析及持续改进。

建立全流程逐支跟踪系统实现钢管的逐支跟踪对于满足客户的需求以及生产智能化的要求至关重要。

目前通用的无缝钢管跟踪设计无法满足智能制造的要求，为了解决上述问题需要建立钢管逐支跟踪系统：

通过手持识别系统实现钢管端面标签的识别并录入库管系统；

使用自动喷号机器人对钢管信息进行标记；

通过基于机器视觉的智能自动识别系统自动采集图像数据并辨识图像信息；

通过相应的全流程逐支跟踪系统管理软件对这些交互信息进行管理并与数据孪生工程、MES生产管理系统，L2系统进行数据交互与接口对接，实现生产信息的实时交互，使各工位采集的生产数据能够与每根钢管对应起来，实现数字钢管。

成熟程度及推广应用情况：

目前处于何种研发阶段：☒研发☐小试☐中试☐小批量生产☐产业化；样机：☐有☒无其他：□如选择“其他”，请说明：

推广应用情况：目前已在钒钛高科258无缝管连轧生产线智能制造项目、大冶特钢460钢管厂、大冶特钢棒材厂进行技术交流。

技术优势：

亮点主要包括：

全线实时逻辑跟踪：以管坯物料唯一标识为跟踪的识别号，该标识可以根据钢种、卡编号、支号生成每一根钢管的唯一物料号。根据连轧生产线建立钢管生产流程中的逻辑工位，当钢管从某一工位移至下一工位时，利用检测信号触发将该钢管的物料号由一个逻辑工位传送至下一个逻辑工位，同时当前工位的相关工艺参数、设备状态等数据也被上传至全流程逐支跟踪软件系统相应的跟踪数据模块中，全流程逐支跟踪系统与基础自动化系统的设备控制进行逻辑联锁。

重点工序喷号：通过喷号设备在管坯经过锯切数量发生变化后进行逐支喷号，出环形加热炉后在冷床出口前重新喷号；

智能识别：在管坯上线、下线、重点工序等工位通过识别设备进行识别，跟踪管坯上下线以及跟踪逻辑顺序修复；其中对于钢管表面的标识通过360度环形识别系统进行标识的识别。

钢管上下线报警及人工修正：上下线报警功能是对生产过程总的钢管上线和下线进行监控跟踪，同时还对报警发生的上下线情况通过人工操作软件进行处理和修正。

全流程逐支跟踪系统主题数据库：主题数据库包括其他服务于跟踪系统的数据，这些数据可为大数据平台提供原始数据。通过生产数据的逐步积累，在分析全流程追踪逻辑顺序，改善追踪方案，检测质量缺陷，改进生产工艺中起重要作用。

全线实时跟踪显示：建立全流程/各个工位当前管坯的跟踪信息实时画面，动态跟踪显示当前工位/全流程管坯的实时信息。可以分区实时显示、按工位实时显示、全流程实时显示跟踪信息，随时掌握全线跟踪的状况。

智能分析报表：通过智能报表管理者可以更加直观的看到钢管生产的情况以及每个钢管生产过程中的状态信息，统计和分析完工下线的管坯加工和检测数据，找出生产中的不足、问题及原因，以利于改进不足，消灭和控制生产中的问题。报表作为生产统计的结果，体现出生产的各种状况、给管理者提供分析数据，了解生产宏观变化，对进一步管理能够更好的把握方向。

性能指标：

全流程的物料跟踪准确率达到100%；

喷号字符大小可调，高度50mm-120mm，宽度30mm-80mm，平均约2.0秒/字符，并能根据工艺要求进行调节；

喷号准确率100%，字符清晰，10米外肉眼可见；

能适应现场各种环境，作业率≥99%，持续24h；

机器人重复定位精度≥0.10mm；

手持识别设备工作距离（100mm-500mm），识别范围（178mm×107mm，字符一次最多识别4行），识别速度≤1s，识别准确率100%，与跟踪系统通讯时间≤100ms；

软件界面响应≤2s，报表等复杂画面响应时间≤5s；

跟踪系统不影响轧制节奏、生产效率、生产质量；

与L2过程控制系统的通讯时间≤50ms，并保证数据交互的及时性和准确性；

与基础自动化系统的通讯时间≤20ms，并保证数据交互的及时性和准确性。

市场分析：

本项目主要面向钢管、棒状类型的产品进行信息标注，运用喷号标识、智能识别（端部识别、360度环形识别、手持识别等），对重点工序进行标识和识别，建立完整的跟踪逻辑，实现对物料的全流程跟踪。为物料追溯提供基础数据。其前期硬件投资少及后期维护成本低的特性势必能够吸引大批中小型企业。现在初步在钢管厂和棒材厂进行技术交流和推广。

经济效益分析：

本项目总共需要投入300万元的资金，包含软件系统和软件系统的硬件。投资回收期1年，受益期10年。通过节约人工跟踪成本50~100万，通过二级物料跟踪系统提升生产效率每年增加收益300~500万元。

成果亮点：

1. 处于专利申请阶段。

2. 来源：企业横向项目。

3. 技术先进性：国内先进。

团队简介：

肖雄博士，长期从事冶金行业智能制造的研究。

团队有5名高级职称，10名研发人员。

联系方式：

北京科大科技园

010-62333830,62335841,62335665,62333626