3 - 2021

Компания HBIS. Применение Интернета вещей и решения MindSphere с целью повышения качества продукции и прозрачности производственных процессов

Металлургическая компания HBIS Group Co, Ltd (HBIS) — один из крупнейших мировых производителей стали, используемой в самых различных отраслях. Предприятие постоянно стремится повышать свою конкурентоспособность. HBIS — крупнейший китайский поставщик стали для изготовления бытовой техники, второй по величине производитель стали для автомобилестроения, а также ведущий поставщик стали, применяемой в судостроении, строительстве и при возведении мостов.

Компания HBIS использует самое передовое оборудование, энергоэффективные и экологичные технологии. Компания получила максимальный балл в комплексной оценке конкурентоспособности китайских металлургических предприятий.

Продукт

MindSphere.

Задачи

  • Обеспечение прозрачности производства.
  • Оптимизация технологических процессов в реальном времени.
  • Сокращение незапланированных простоев оборудования.
  • Достижение стабильно высокого качества металлопроката.
  • Внедрение эффективных мер сокращения энергопотребления.

Ключи к успеху

  • Внедрение платформы промышленного Интернета вещей MindSphere.
  • Удобное подключение технологического оборудования к Интернету вещей.
  • Применение собранных данных для оптимизации процессов и контроля состояния оборудования.

Результаты

  • Повышение прозрачности производства и поддержка быстрого принятия решений.
  • Сокращение простоев.
  • Внедрение профилактического обслуживания.
  • Рост качества продукции.
  • Постоянная оптимизация энергопотребления.

Основной вид деятельности заказчика

Группа компаний HBIS Group Co, Ltd изготавливает и поставляет чугун и сталь. Компания выпускает холоднокатаные листы, высокопрочные стальные полосы, трубы и специальные изделия из стали. Продукция HBIS поставляется по всему миру (http://www.hbisco.com).

Местонахождение заказчика

г.Шицзячжуан, провинция Хэбэй, Китай.

Дигитализация успешно решает важнейшие задачи

Как и на большинстве других металлургических заводов, применяющих традиционные технологические процессы, информация в компании HBIS хранилась разрозненно. Например, поступающие в реальном времени данные о работе прокатного стана никак не влияли на работу программируемых логических контроллеров (ПЛК). Сведения об отклонениях толщины прокатываемых листов оставались исключительно в системе управления качеством. Показания счетчиков энергопотребления не передавались в другие системы, а текущая технологическая информация собиралась только в автоматизированной системе управления производством (MES).

Прозрачность всего процесса изготовления стальных изделий была крайне низкой, что не позволяло оптимизировать производственные операции в реальном времени. Компания HBIS оценила огромный потенциал дигитализации и технологий Интернета вещей при решении важнейших задач.

Ранее диагностика состояния технологического оборудования выполнялась вручную. Это приводило к простоям и неэффективному использованию оборудования, а также излишним затратам времени и денег. Кроме того, компания HBIS столкнулась с большим объемом брака при прокате, а нестабильное качество продукции приводило к росту текущих расходов.

Сталелитейное производство исключительно энергозатратно, а расходы на электроэнергию составляют значительную часть себестоимости. Повышение энергоэффективности помогло бы снизить себестоимость продукции и повысить конкурентоспособность компании HBIS, но для этого требовалось организовать эффективное использование собираемой информации об энергопотреблении.

Партнерство с компанией Siemens

Для решения всех этих задач в 2019 году компании HBIS и Siemens подписали соглашение о стратегическом партнерстве, разработке модели цифрового предприятия и создании совместной лаборатории, предназначенной для демонстрации инновационных решений в области умного производства и технологий промышленного Интернета вещей. В соответствии с соглашением в качестве платформы промышленного Интернета вещей было выбрано решение MindSphere™ от Siemens, позволяющее внедрить цифровые технологии в металлургии. Компания HBIS стала первым металлургическим предприятием в Китае, внедрившим MindSphere.

Применяя имеющиеся в MindSphere эффективные инструменты сбора и анализа данных, компания HBIS планировала не только решить текущие задачи, но и создать пример цифровой трансформации для всей металлургической отрасли.

Применение технологии Интернета вещей для контроля функционирования основного оборудования и технологических процессов

Внедрив решение MindSphere, компания HBIS устранила барьеры между разрозненными технологическими системами. Для подключения оборудования к MindSphere использовались аппаратные модули MindConnect®. Это обеспечило сбор важнейшей информации о работе такого оборудования, как электродвигатели, ПЛК, счетчики энергопотребления, а также всей системы управления производством. Собранные данные загружаются в MindSphere для дальнейшего анализа.

Контроль состояния основного оборудования при помощи MindSphere

Основным оборудованием компании являются прокатные станы. Их надежная работа жизненно важна для эффективного функционирования всего предприятия в целом. Непрерывное измерение температуры обмоток электродвигателей привода валков прокатного стана в реальном времени предоставляет и операторам, и руководителям производства полную картину функционирования оборудования, включая контроль возможных отказов.

В компании HBIS используется Fleet Manager — модуль системы MindSphere, предоставляющий пользователям доступ к основным функциям мониторинга промышленного оборудования, подключенного к MindSphere. Модуль Fleet Manager ведет учет оборудования и комплектаций, контролирует его функционирование и позволяет задавать правила для выявления и устранения проблем.

Например, если температура электродвигателя превышает заданное пороговое значение, модуль Fleet Manager создает событие и отправляет уведомление руководству ремонтной службы. Кроме того, благодаря функции удаленного доступа изготовители оборудования анализируют причины отказов и проводят удаленное техническое обслуживание. Инструменты мониторинга и анализа гарантируют, что обслуживание будет проводиться вовремя. Это устраняет простои, повышая общую эффективность производства.

Рост качества продукции

На основе углубленного анализа собранных данных удалось стабилизировать качество продукции и снизить энергопотребление.

MindSphere сравнивает расчетные и фактические показатели технологических процессов, что обеспечивает контроль данных о качестве готовой продукции в реальном времени. Например, состояние валков для холодной прокатки оказывает огромное влияние на качество холоднокатаных листов. Благодаря углубленному анализу данных в MindSphere компания HBIS быстро выявляет любые отклонения в работе прокатных станов. В результате количество дефектов и отказов значительно сократилось.

Благодаря сбору данных компания HBIS непрерывно повышает качество стальных изделий. При помощи MindSphere фиксируются ситуации, когда размеры стальной полосы выходят за допуски (±5 мкм). При этом сразу устанавливается, в какой момент это произошло, и где в это время находилась изготавливаемая полоса. Компания провела сравнительный анализ частоты дефектов, условий их возникновения и собранной ранее информации. В результате были разработаны эффективные меры повышения качества.

Оптимизация энергопотребления

Система MindSphere на заводах компании HBIS в реальном времени собирает данные по энергопотреблению технологического оборудования. Контроль и анализ энергопотребления позволяет выявлять места неэффективного использования электроэнергии.

«В MindSphere нам очень удобно контролировать работу основного оборудования и систем, тем самым исключая внеплановые простои, — рассказывает Миао Живэй (Miao Zhiwei), руководитель ремонтной службы компании HBIS. — Дистанционная диагностика быстро устраняет возникающие проблемы. Мы уже перешли от традиционного технического обслуживания к интеллектуальному — гораздо более эффективному».

Приложения на платформе MindSphere

Экспериментальное внедрение MindSphere в компании HBIS обеспечило контроль состояния оборудования в реальном времени, повышение качества продукции и снижение энергопотребления. Кроме того, компания HBIS внедрила целый ряд приложений для MindSphere.

Одно из приложений отображает 3D­модель прокатного стана и основные показатели его функционирования. Другое контролирует и отображает температуру основных электродвигателей прокатного стана. Приложение для контроля качества собирает данные об отклонениях на каждой технологической операции, помогая повышать качество до заданного уровня. Еще одно приложение контролирует шлифование валков прокатного стана. Есть и приложение для контроля характеристик эмульсии, применяемой при холодном прокате, и выявления их взаимосвязи с усилием прокатки с целью повышения производительности. Используя MindSphere, компания HBIS уверенно идет по пути полной дигитализации и своих заводов, и всей металлургической отрасли в целом.

«Мы уверены в необходимости продолжать сотрудничество с Siemens в области промышленной дигитализации интеллектуального производства, — заявляет Ли Юрен (Li Yiren), директор компании HBIS. — Система MindSphere полностью преобразовала нашу работу, обеспечила стабильно высокое качество продукции и сократила издержки. Вместе с Siemens мы продвигаем концепцию цифровой трансформации, модернизации и долгосрочного развития всей металлургической промышленности».