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身边的“十四五”丨车间里的“智变”

11月12日,河北鑫海化工集团有限公司智能监控车间,员工有序开展监控工作。鲁嘉祥摄

向智而行,新型工业化加速跑——

河钢集团唐钢公司构建全流程一体化生产计划排程系统,实现订单与产能高效匹配;

石家庄四药集团应用生产执行系统,推动质量管控迈向“智控”新阶段;

河北鑫海化工集团有限公司打造液化气智能装车系统,以数字化模式筑牢安全生产防线;

…………

智能制造是制造业高质量发展的重要趋势,关乎我国制造业的国际竞争力。“十四五”以来,我省牢牢把握新一轮科技革命和产业变革机遇,以“人工智能+”为引领,推动制造业加速从“制造”向“智造”跃升。2024年全省两化融合水平排名全国第9,比2020年前进5位。

车间虽小,却反映制造之变、格局之新。记者走进三个企业车间,探寻这里的“智变”故事,解读河北制造的转型密码。

唐钢公司:从“一键排程”到“一键炼钢”

11月10日9时许,唐钢公司生产调度指挥中心的蓝色大屏幕上,实时显示各类关键节点数据。生产制造部计划中心副主任齐兆轩坐在电脑前,轻点鼠标,给各个生产工序下发系统自动编制的生产排程。

“最近订单接踵而至,各车间都在满负荷运转。”齐兆轩说,尽管如此,他们并不为每日生产计划而发愁,因为公司拥有一个“最强大脑”。

这个“最强大脑”,就是全流程一体化生产计划排程系统。

过去,生产排程主要依赖人工。每条生产线每天至少需要1名计划员花上半天时间,手动梳理海量数据、核对订单、协调工序,才能拿出一版排程。一旦排程不合理,还可能引发后续工序断料、交付延期等一系列问题,不仅影响客户满意度,还造成资源浪费。

现在,全流程一体化生产计划排程系统能对公司历史营销数据、客户数据等进行深度分析,精准预测市场需求,半小时内就能生成最优解,大幅缩短了时长、提高了工作效率。而齐兆轩也只需花半小时电话确认系统生成的排程,即可一键下达指令。

系统之所以“聪明”,是因为唐钢公司基于人工智能技术打造的排程大模型。大模型是人工智能的重要组成部分,就像一位博览群书的“超级学霸”,不仅能记住海量知识,更能理解逻辑、作出推理决策,助力产业提质增效。

2022年,唐钢公司集中力量研发全流程一体化生产计划排程系统。他们将多年积累的生产经验、超13万个知识点3800多万字的冶金规范知识库,以及流程仿真、计划调度专业模型,全部注入这个系统架构中。当年年底,全流程一体化生产计划排程系统在唐钢公司生产线投用。

效果立竿见影。过去,一个热轧钢卷的订单,从接单到交付需要18天。系统投用后,整个流程只要13天。

作为河北太行钢铁大模型142个专业模型之一,排程大模型如今成了唐钢公司生产线的“调度官”,实现订单需求与生产能力的高效匹配。

“得益于系统,我们从庞杂的数据中解放了出来,将工作重心转向订单追踪和库存管理,让生产流程更顺畅、资源利用更充分。”齐兆轩表示。

10月30日,河钢集团唐钢公司冷轧车间,员工正在检查宽幅汽车外板钢卷质量。 河北日报记者 赵杰摄

据统计,自全流程一体化生产计划排程系统应用以来,唐钢公司降低产品库存15%,提升生产效率20%,订单准时交付率达到100%,核心竞争力不断增强。

产业向新,产线向智。唐钢公司把新一代信息技术深度嵌入到工厂建设、研发设计、生产作业、生产管理、运营管理、多环节模式创新六个环节中,成功入选全国首批卓越级智能工厂名单。

在唐钢公司转炉作业区,“一键炼钢”智能系统,彻底颠覆了“经验炼钢”的传统生产模式,极大改善了工人们的工作环境,降低了工作强度,提高了生产效率。

过去老师傅们要盯着炉火凭经验判断加料时机,现在系统自动吹氧、加料、出钢,连脱硫周期都缩短了10%。这套智能系统将副枪、声呐化渣、烟气分析技术“拧成一股绳”,让每炉钢的冶炼时间压缩至30分钟,平均吹氧时间减少20%,脱硫剂吨钢消耗降低0.3公斤。

更令人惊叹的是检化验环节,取样机器人从炉中取出钢样,在压缩空气推送下,穿越“空中长廊”来到铁钢化验中心,7台检测机器人接力完成加工、视检、分析,170秒后全息质量数据已传输至控制中心。

“以前,炉前工人送样到实验室,实验室职工手动磨样、手动检测,需要十分钟,现在数据‘跑腿’,效率提升几倍。”铁钢化验中心的员工说。

创新研发国内首个高炉自动抓渣系统,开发行业领先的“一键炼钢”智能系统……随着数字化手段的不断应用,唐钢公司加速向“智”蜕变升级,高端化、智能化、绿色化发展步伐明显加快。

未来,唐钢公司将继续深化人工智能与工业场景的融合,推动更多专业模型落地应用,打造覆盖采购、生产、物流、服务等环节的全链条智能生态体系。

石四药:让质量管控迈向“智控”新阶段

注射液制瓶、灌装、灭菌等工序在链带连接下流畅运转,机械臂精准高效地完成各项操作……11月11日,置身石家庄四药集团312智能化输液生产车间一线,智能化气息扑面而来。

在车间控制中心,质量员王冬青轻点生产执行系统控制面板,仔细核对38个工艺参数。这是她每日必做的规定动作。

“每一个数据,都是药品的安全密码。”她一边操作,一边确认电子记录值与标准流程的匹配程度。

药品生产关乎生命健康,每一批次、每一环节的参数都必须严格记录并完整留存。然而,长期以来,参数记录一直是制药企业的一大痛点。

以312车间为例,这里拥有3条先进的输液生产线,日产能高达350万瓶(袋),每日产生的数据量极为庞大。“过去最头疼的就是参数记录。”车间主任郑臣杰说。

原来,车间仅配液环节,涉及物料、设备、生产等五大类参数就超过70项。尽管具体操作已实现机械化,但数据记录长期依赖人工,不仅工作繁重,数据质量也难以保证。

配液员王洋对此深有体会。“以前全靠手抄,一个班次要记两三批参数,有的参数接近20位数字。一个班上下来,眼睛累不说,还容易出错。”他说。

11月10日,石家庄四药集团312智能化输液生产车间,员工正在制瓶作业。 尹旭广摄

在制药行业,数据的准确性直接关系药品质量与患者安全,任何细微差错都可能带来严重后果。

转机出现在去年3月。石四药在生产线试点部署生产执行系统,这套系统如同车间的“数字大脑”,让长期困扰企业的数据记录难题迎刃而解。

系统运行后,工作人员输入指令即可驱动设备与机器人协同作业。更重要的是,生产数据实时回传至生产执行系统,自动完成采集、分析与整合,并生成完整药品批次电子记录,实现了从纸质到电子的根本转变。

“此前,药品批次记录电子化在我省尚无先例。”石四药信息管理中心常务副总经理周长涛介绍。

系统上线初期,石四药采取纸质与电子记录并行的方式,通过反复比对,验证电子记录的准确性与可靠性。目前,公司500毫升、100毫升氯化钠注射液等四种药品已完成电子记录转换,药品覆盖范围将持续扩大。

生产执行系统的价值远不止于替代人工记录。它还通过对生产全过程的246个质量监控点进行实时数据采集与分析,确保每一个产品的生产流程可追溯,实现对药品质量的全程智能管控。

312车间的灯检环节,一瓶瓶注射液快速通过AI灯检机,在闪光灯配合下完成毫秒级拍摄。运用智能图像识别技术,AI灯检机能精准剔除不合格产品,准确率超99%。

“这些灯检数据能实时同步至生产执行系统,被转化为可查询、可优化的数字资产,形成‘检测—决策—优化’数据闭环。”郑臣杰说,质检员只需对系统结果进行抽样复核,彻底告别过去肉眼检测模式。

这一技术变革带来多重提升:灯检检测效率实现质的飞跃,设备检测速度达到人工的50倍。AI系统以全检取代原先的抽检,让质量控制水平得到明显提升。

特别是,系统具备持续进化的能力。随着海量数据的不断“投喂”,生产执行识别缺陷的精准度将持续提升,任何细微的质量偏差都能被及时发现与处理,形成一张越用越强的质量防护网。

“生产执行系统让药品质量监管从传统的‘事后查阅’升级为‘实时守护’,真正实现了质量管理从‘人控’转向‘智控’。”郑臣杰表示。

“智变”带来“质变”。统计显示,312车间生产效率有效提升,产能有效利用率提升10%。令人惊喜的是,通过全过程质量数据的监控与分析,药品质量的稳定性和一致性得到有力保障。

在周长涛看来,生产执行系统深度应用的核心价值在于以数据驱动决策。“我们掌握的数据越细致,就越能精准定位生产环节中的优化点,从而实现质量的持续改进。”他解释。

从依赖人工记录到全流程数字化管控,再到全过程智能监控,石四药通过生产执行系统的深度应用,不仅破解了制药行业长期存在的质量管控难题,也探索出一条以数字化赋能药品质量提升的新路径。

鑫海化工:为液化气装车拧紧“安全阀”

化工行业属于高危行业,如何降低风险?聚焦化工安全生产核心痛点,鑫海集团联合百度智能云研发了鑫海化工大模型,为安全生产装上“智慧大脑”。

今年7月上线的智能装车系统,就是鑫海化工大模型在具体业务环节的一个典型应用。

“请注意,未规范佩戴安全帽。”11月7日8时许,在鑫海化工液化气装车区,一辆槽罐车在进行充装作业时,高精度摄像头自动捕捉到现场细节,并发出语音提示。工作人员听到提示后,立即正确佩戴了安全帽。

液化气充装属高危作业,从安全帽佩戴到管线连接、介质充装,每一步操作都涉及多项安全确认,流程严谨、环节交错。智能语音系统通过实时提示,有效规范操作流程,显著提升作业安全性与秩序性。

“我们在液化气装车区内安装了20多个高精度摄像头,改变了传统的人工监管模式,实现了对操作流程的实时全覆盖监控。”鑫海化工技术人员孙炳刚介绍。

长期以来,液化气装车作业面临多重挑战。长时间的操作容易导致人员疲劳,重复性动作容易产生疏漏,违规操作更是埋下安全隐患。

“人工监管存在间断性和主观性,难以实现全时段、无差别的精准监控,成为安全管理链条上的薄弱环节。”孙炳刚解释。

将安全关口前移,把风险消除于萌芽之初。鑫海化工在2023年成立了液化气智能装车系统研发团队,针对痛点问题进行专项攻关。

经过多次实验和调试,研发团队将AI智能视觉平台与现场高精度摄像头深度融合,建立了“大模型分析复杂场景、细分模型保障实时响应”的协同机制,成功上线智能装车系统。

从车辆停靠、管线对接到阀门开关,智能装车系统都能通过大模型和细分模型的协同运作,实现对液化气装车全流程的精准监控。具体来说,大模型对复杂操作流程进行深度解析,细分模型则实时捕捉并识别操作动作。

系统之所以具备如此强大的识别能力,关键在于前期对其进行了海量高质量数据的训练与持续优化。

“我们在系统内构建了覆盖充装全流程的行为规范数据库,包含近40种标准操作。”孙炳刚介绍,一旦监测到违规操作,系统立即识别并发出精准预警。

当操作人员进入作业区,系统会立即启动全流程智能监管,逐步核验装车程序的合规性。视觉算法同步监测防护装备的佩戴情况,即使微小的操作偏差也逃不过AI的“法眼”。而语音智能播报则适时提供操作指引,如同一位经验丰富的安全员全程指导。

孙炳刚表示,系统运行以来,装车效率显著提升,操作失误率明显下降。更令人欣喜的是,系统多次成功识别出阀门状态异常、防护装备未规范佩戴等风险隐患,并在泄漏发生前发出预警,将安全隐患消灭在萌芽状态。

今年9月,基于鑫海化工大模型建设的智能装车系统,通过应急管理部验收,被评为危险化学品安全风险管控数字化智能化建设应用试点场景,并在全国进行推广。

鑫海化工还将在AI智能视觉平台上,增设烟火识别、泄露智能检测、智能巡检等模块,实现化工厂区全流程安全监测,为员工和环境安全提供有力保障。

“我们为鑫海化工大模型‘投喂’了300多条安全法规和8000多个行业内的安全知识,累计解答5万多个问题,准确率达98%。”鑫海化工副总工程师何晓光介绍,鑫海化工大模型规划了24个应用场景,已经在智能排产优化、智能安全装车、应急演练辅助等13个场景广泛应用,有效提升了企业的数字化生产水平。

一个个车间里的“智变”,不仅是效率的量变,更是生产与管理方式的“质变”。一个个场景落地、一项项技术突破,汇聚成智能制造的澎湃动能,正在重塑河北制造的核心竞争力。(河北日报记者 苑立立 解楚楚 米彦泽

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