انقلاب صنعتی چهارم در فولاد : جهش دیجیتال به سوی تعالی فرآیند
آنچه در این مطلب میخوانید:
انقلاب دیجیتال فولاد
چرا یکی از قدیمی‌ترین و اساسی‌ترین ارکان تمدن مدرن، یعنی صنعت فولاد ، ناگهان با اصطلاح صنعت ۴.۰ عجین شده است؟ پس چه چیزی پشت این حرکت ناگهانی به سمت تغییر دیجیتال است و چگونه این صنعت قدیمی با بهره‌گیری از ابزارهای جدید در تولید هوشمند، راه خود را به جلو پیدا می‌کند؟
در نگاه اول، به نظر نمی‌رسد صنعت فولاد، حاصل خیزترین قلمرو برای پرورش روندهای فناوری پیشرفته‌ای مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیا یا تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌ها باشد. اما با نگاهی عمیق‌تر، این یک داستان انقلابی است – وضعیتی که در آن انقلاب صنعتی چهارم در فولاد یک گزینه نیست؛ بلکه یک ضرورت است. فولادسازان به این درک رسیده‌اند که تحول دیجیتال به معنای جایگزینی ماشین‌آلات یا نیروی کار انسانی نیست. این تحول به تعریف جدیدی از ارزش، دقت و پایداری مربوط می‌شود.
آناتومی انقلاب صنعتی چهارم در فولاد
صنعت ۴.۰ از یک فناوری واحد تشکیل نشده است. این یک اکوسیستم دیجیتال است. این اکوسیستم که در انقلاب صنعتی فولاد به کار گرفته می‌شود، شامل اتوماسیون در کارخانه‌های فولاد، استفاده از هوش مصنوعی در تولید فولاد و استفاده از اینترنت اشیا در ساخت فولاد و تجزیه و تحلیل داده‌ها در صنعت فولاد خواهد بود. همه لایه‌ها به یکدیگر متصل و در تعامل هستند و تولید را به یک محیط هوشمند و خوداصلاح‌گر تبدیل می‌کنند.
هسته اصلی تولید هوشمند فولاد، داده‌ها هستند که می‌توانند داده‌های بلادرنگ، تاریخی، ساختاریافته و بدون ساختار باشند. وقتی این اطلاعات از طریق حسگرهای اینترنت اشیا در کوره‌های بلند، مبدل‌ها و نورد جمع‌آوری می‌شوند، به نیروی محرکه تصمیم‌گیری تبدیل می‌شوند. پتانسیل پیش‌بینی خرابی‌ها چند روز قبل از خرابی تجهیزات، تنظیم بلادرنگ ترکیبات آلیاژ به دلیل کیفیت سنگ معدن، مصرف سوخت بهینه برای به حداقل رساندن انتشار گازهای گلخانه‌ای را در نظر بگیرید که همگی به لطف تجزیه و تحلیل داده‌های فرآیندهای فولاد محقق می‌شوند.
اتوماسیون در کارخانه‌های فولاد
اگرچه کارخانه‌های فولاد خودکار، تسمه‌های نقاله، کنترل‌کننده‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی و ربات‌های ابتدایی از دهه ۱۹۶۰ وجود داشته‌اند، اما صنعت ۴.۰ اتوماسیون را یک یا دو گام جلوتر می‌برد. موج جدید نه تنها فرآیند مکانیزه کردن کار، بلکه ادغام هوش در ماشین‌آلات است. اتوماسیون به خودکارسازی تبدیل شده است که شامل برقراری ارتباط، یادگیری مبتنی بر عملکرد و پیشنهاد ماشین‌های بهبود عملیاتی می‌شود.
کاربردهای مبتنی بر هوش مصنوعی در تولید فولاد، زمان از کارافتادگی را در تاتا استیل به میزان قابل توجهی کاهش داده‌اند، جایی که مدل‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده در کارخانه جمشدپور مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین ترتیب، وسایل نقلیه و پهپادهای خودران در آرسلورمیتال در انجام بررسی‌های سایت و فعالیت‌های زنجیره تأمین در صنایع فولاد در مقیاس بزرگ نقش دارند. این موارد به یک انقلاب جامع‌تر اشاره دارند که در صنعت فولاد در حال رخ دادن است – جایی که استدلال بلادرنگ سخت، جایگزین شهود مرسوم با سیستم‌های هوشمند می‌شود.
اینترنت اشیا در تولید فولاد
اتوماسیون عضله است و اینترنت اشیا در تولید فولاد باید به عنوان سیستم عصبی آن در نظر گرفته شود. حسگرهایی که در سراسر کارخانه فولاد – از کوره‌های کک‌سازی گرفته تا کارخانه نورد ورق گرم – نصب شده‌اند، هزاران نقطه داده را در هر ثانیه ارسال می‌کنند. این داده‌ها شامل تغییرات دما، ارتعاشات تجهیزات، فشار و انتشار گازها و موارد دیگر می‌شود.
با توجه به قابلیت اینترنت اشیا، انتقال داده‌ها به داشبوردهای متمرکز، چیزی است که به مدیران اجازه می‌دهد ناهنجاری‌ها را قبل از تبدیل شدن به مشکلات شناسایی کنند. پیش از این، دسته‌های معیوب پس از تولید، زمانی که مشکلاتی در تشکیل سرباره یا افت دما مشاهده می‌شد، شناسایی می‌شدند. اکنون، قابلیت مشاهده در لحظه، اطمینان حاصل می‌کند که اقدامات اصلاحی در محل انجام می‌شود و در نتیجه بازده افزایش و ضایعات کاهش می‌یابد.
ایده «دوقلوی دیجیتال» در یک کارخانه هوشمند حتی جذاب‌تر است. این یک کپی مجازی از کارخانه فولاد به طور کلی است که در نتیجه پیاده‌سازی اینترنت اشیا در صنعت فولاد ارائه شده است. این مدل به مهندسان فرصتی می‌دهد تا موقعیت‌ها را شبیه‌سازی کنند، تغییرات فرآیند را آزمایش کنند و گردش‌های کاری را بدون نیاز به دخالت در عملیات روی زمین، بهینه کنند.
مزایای کارخانه‌های فولاد دیجیتال
مزایای کارخانه‌های فولاد دیجیتال و سرمایه‌گذاری جهانی فولادسازان به مبلغ میلیون‌ها دلار برای ایجاد چنین تغییری، در حال وقوع است.
در اینجا یک مقایسه سریع برای روشن شدن موضوع آورده شده است:
| متریک | کارخانه فولاد سنتی | کارخانه فولاد دیجیتال |
| خرابی | نگهداری و تعمیرات واکنشی بالا | تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده و سطح پایین |
| مصرف انرژی | بهینه‌سازی دستی | بهینه‌سازی مبتنی بر هوش مصنوعی |
| کیفیت محصول | به دلیل خطاهای دستی متناقض است | سازگاری بالا با کنترل بلادرنگ |
| تأثیر زیست‌محیطی | انتشار بیشتر | کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از طریق فرآیندهای کنترل‌شده |
| ایمنی | ریسک خطای انسانی | امن‌تر، با هشدارها و سیستم‌های خودکار |
علاوه بر این مزایای عملیاتی، تحول دیجیتال شفافیت در زنجیره را افزایش می‌دهد، با قوانین نظارتی مطابقت دارد و استانداردهای پایداری را برآورده می‌کند. شاید مهم‌تر از همه، تولید هوشمند به صنعت فولاد اجازه می‌دهد تا در دوره عدم قطعیت، چه در مورد اختلالات زنجیره تأمین، کمبود نیروی کار یا تقاضای متغیر، قوی بماند.
کاربردهای هوش مصنوعی در تولید فولاد
انقلاب عملی صنعت ۴.۰ در صنعت فولاد، استفاده از هوش مصنوعی در تولید فولاد است. هوش مصنوعی جایگزین متالورژیست‌ها نمی‌شود، بلکه آنها را تکمیل می‌کند. هزاران چرخه تولید، مدل‌های هوش مصنوعی را آموزش می‌دهند تا بفهمند که چگونه کیفیت مواد اولیه، پروفیل‌های دما و فشار در کوره بر خواص محصول نهایی تأثیر می‌گذارد.
کره جنوبی تولیدکننده پیشرو فولاد است و پوسکو (POSCO) این کشور محل استقرار غول فولادی است که از سیستم‌های هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی تولید نرخ‌های خنک‌کننده در فرآیند نورد گرم استفاده می‌کند. یک الگوریتم هوش مصنوعی توسط تیسن‌کروپ (Thyssenkrupp) در آلمان برای پیش‌بینی عیوب سطح کویل و فشار واگرای غلتک‌ها به صورت بلادرنگ استفاده می‌شود.
این کاربردهای هوش مصنوعی در تولید فولاد، انتقال بهترین شیوه‌ها به شیوه‌های بعدی را تسریع می‌کند، که به کارخانه‌های فولاد اجازه می‌دهد تا بر معیارهای سنتی غلبه کرده و به تعالی روزافزون دست یابند.
تجزیه و تحلیل داده‌ها برای فرآیندهای فولاد
برای ساخت فولاد به چیزی بیش از فلز مذاب نیاز است. این یک سمفونی از متغیرهایی مانند زمان، ترکیب و دما/فشار است که همگی قابل اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل هستند و می‌توانند بهینه شوند. تجزیه و تحلیل داده‌های فرآیند فولاد از اطلاعات خام برای عملی کردن آنها استفاده می‌کند.
از طریق ارتباط داده‌های تولید و بازخورد مشتری، تجزیه و تحلیل داده‌های فرآیند فولاد، تیم‌های کیفیت را قادر می‌سازد تا نقطه خاصی را که مشکلات از آن ناشی می‌شوند، شناسایی کنند. چه کربن بیش از حد در یک بچ مشخص باشد و چه انحراف ابعادی برنامه‌ریزی نشده، داده‌ها در خط مقدم حل ریشه‌ای مشکل هستند.
علاوه بر این، تجزیه و تحلیل صرفاً شامل تولید نمی‌شود. کاربرد آن در صنعت فولاد برای رسیدگی به تدارکات، پیش‌بینی موجودی و لجستیک حتی در مدیریت منابع انسانی است. نتیجه؟ فولادسازان باریک‌تر، سریع‌تر و هوشمندتر.
پذیرش انقلاب صنعتی چهارم در صنعت فولاد
طبق گزارش اخیر MarketsandMarkets، تخمین زده می‌شود که سهم بازار جهانی انقلاب صنعتی چهارم در صنعت فولاد تا سال ۲۰۳۰ با نرخ رشد مرکب سالانه بیش از ۱۸ درصد افزایش یابد.
آسیا و اقیانوسیه در این زمینه پیشتاز بوده و چین و هند سرمایه‌گذاری‌های عظیمی در زیرساخت‌های تولید هوشمند انجام داده‌اند.
در اینجا تصویری از جایی که این شتاب نهفته است، آورده شده است:
| منطقه | حوزه‌های تمرکز | بازیکنان اصلی |
| اروپا | فولاد سبز، ادغام هوش مصنوعی | تیسن‌کروپ، آرسلورمیتال |
| آسیا و اقیانوسیه | زیرساخت اینترنت اشیا، دوقلوهای دیجیتال | تاتا استیل، پوسکو |
| آمریکای شمالی | رباتیک، امنیت سایبری | فولاد آمریکا، نوکور |
جالب اینجاست که حتی شرکت‌های کوچک و متوسط در صنعت فولاد نیز از طریق استفاده از ابزارهای ابری و سیستم‌های اتوماسیون ماژولار، تحول دیجیتال را به ارمغان آورده‌اند و این نشان می‌دهد که انقلاب صنعتی چهارم در فولاد فقط برای شرکت‌های بزرگ بین‌المللی نیست.
چالش‌هایی برای پذیرش، نه ترس
اما هر چیزی که به نظر درخشان می‌رسد، در واقع فولاد مذاب نیست. تغییر به سمت تحول دیجیتال بدون پیچیدگی نیست. رایج‌ترین تأخیر در اجرا به دلیل سیستم‌های قدیمی است، پیاده‌سازی آن می‌تواند زمان زیادی ببرد و برخی ممکن است به سرمایه‌گذاری اولیه زیادی، آموزش مجدد نیروی کار و نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی در مورد داده‌ها نیاز داشته باشند. به دلیل معماری پراکنده فناوری اطلاعات، بسیاری از کارخانه‌های فولاد همچنان با چالش‌های پیاده‌سازی اینترنت اشیا در فرآیند فولادسازی یا به‌کارگیری تجزیه و تحلیل داده‌ها با بالاترین کیفیت از نظر فرآیند فولاد مواجه هستند.
با این حال، این موانع به دلیل ظهور بومیان دیجیتال در محیط کار و همچنین ارائه راه‌حل‌های خاص برای فولاد توسط ارائه‌دهندگان تجهیزات فناوری، به سرعت در حال از بین رفتن هستند.
فولاد آینده نگر از طریق تحول دیجیتال
دست روی دیوار واضح است. صنعت فولاد ممکن است داغ باشد، اما هوشمند نیز هست. فولادسازان نمی‌توانند این سوال را بپرسند که آیا باید به سطحی برسند که از صنعت ۴.۰ پشتیبانی کند یا خیر. چقدر سریع می‌توانیم آن را مقیاس‌بندی کنیم، به جای اینکه چقدر می‌توانیم آن را بزرگ کنیم؟
در سال‌های آینده، ربات‌ها در کارخانه‌های فولاد با کاربردهای هوش مصنوعی در صنایع تولید فولاد که توسط شبکه‌های کنترل تولید فولاد مبتنی بر اینترنت اشیا بررسی و با تجزیه و تحلیل مداوم داده‌های فعالیت‌های فولادی تنظیم می‌شوند، همسو خواهند شد. ما قبلاً شاهد مزایای داشتن کارخانه‌های فولاد دیجیتال بوده‌ایم، اما تازه شروع به کشف موارد بیشتر کرده‌ایم.
کلام آخر
با افزایش تقاضا در سراسر جهان و اهمیت روزافزون مقررات زیست‌محیطی، ناکارآمدی دیگر مجاز نیست. پتانسیل صنعت ۴.۰، بهبود مهارت فرآیند، کاهش هزینه‌ها و رسیدگی به استانداردهای کیفیت با تجزیه و تحلیل‌های بلادرنگ، هوش پیش‌بینی‌کننده و عملیات وابسته به یکدیگر است.
شرکت آرمان گستر اقتدار ضمانت یک خرید مطمئن را به شما می دهد و مرجع تخصصی خرید و فروش آهن آلات و کلیه مقاطع فولادی است که شما در جهت ثبت درخواست میتوانید با واحد مشاوره و فروش شرکت آرمان گستر اقتدار (آهن آرمان) در ارتباط باشید.
هم‌اکنون با بهترین مقاطع فولادی آشنا شوید!
آیا به دنبال تأمین مقاطع فولادی با کیفیت و قیمت روز آهن آلات مناسب هستید؟
ما در آرمان گستر اقتدار ، با ارائه انواع مقاطع فولادی شامل تیرآهن، نبشی، ناودانی و پروفیل و … آماده‌ایم تا نیازهای شما را برآورده کنیم.
همین حالا با ما تماس بگیرید و از مشاوره رایگان بهره‌مند شوید!
شما میتوانید برای مشاوره خرید آهن آلات و مقاطع فولادی ، برای پروژه های خود و دریافت قیمت روز با شماره 02158336،شرکت آرمان گستر اقتدار( آهن آرمان) تماس بگیرید تا کارشناسان ما، پاسخگوی سوالات شما باشند.
