هوش مصنوعی در صنعت فولاد چه نقشی دارد؟ کارخانههای هوشمند در حال حاضر در سراسر جهان فعالیت میکنند؛ در حالی که فولادسازان اوکراینی در حال حاضر تنها در مرحله اولیه معرفی هوش مصنوعی به تولید هستند. هوش مصنوعی (AI) تنها پس از توسعه ChatGPT ظاهر نشد و به سرعت نمونههای مشابه متعددی از آن پدیدار شدند.
فناوریهای مختلف هوش مصنوعی مدتهاست که با موفقیت در بسیاری از زمینههای تولید مورد استفاده قرار گرفتهاند و صنعت فولاد نیز از این قاعده مستثنی نیست. برای اطلاع از قیمت روز آهن میتوانید به سایت کارآهن مراجعه کنید یا با کارشناسان مجموعه به شماره ۶۷۱۴۵-۰۲۱ تماس بگیرید.
زمان خواندن: ۹ دقیقه
نقش هوش مصنوعی در صنعت فولاد
هوش مصنوعی میتواند در متالورژی هم به عنوان بخشی از یک پروژه جداگانه و هم به عنوان بخش مهمی از تحول دیجیتال یک شرکت مورد استفاده قرار گیرد. زمینههای اصلی کاربرد هوش مصنوعی در صنعت فولاد را میتوان شناسایی کرد:
۱- تجزیه و تحلیل پیشبینیکننده
تجزیه و تحلیل دادهها از حسگرهای تجهیزات، پیشبینی وضعیت آن را ممکن میسازد. تاتا استیل یک سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی را پیادهسازی کرده است که عمر مفید تجهیزات حیاتی را پیشبینی میکند. این امر شرکت را قادر ساخته است تا زمان از کارافتادگی را ۲۰ درصد و هزینههای نگهداری را ۱۵ درصد کاهش دهد.
۲- کنترل کیفیت محصولات
هوش مصنوعی در صنعت فولاد چه نقشی دارد؟ از بینایی کامپیوتر برای تشخیص خودکار نقصها و عیوب سطحی در محصولات نهایی یا نیمه تمام استفاده میشود. استفاده از این فناوری، شرکت وستآلپین را قادر ساخته است تا تعداد نقصها در محصولات نهایی را بیش از ۲۰ درصد کاهش دهد.
۳- تضمین ایمنی پرسنل
سیستمهای بینایی رایانهای، رعایت مقررات ایمنی (استفاده از تجهیزات حفاظتی، حرکت افراد و تجهیزات) را رصد میکنند. این امر به جلوگیری از حوادث و سوانح در محل کار و همچنین تجزیه و تحلیل رفتار کارکنان کمک مینماید.
۴- بهینهسازی فرآیند
از تجزیه و تحلیل کلان داده برای بهینهسازی عملیات، بهبود کیفیت و کاهش هزینهها استفاده میشود. شرکت فولادسازی پوسکو کره جنوبی از هوش مصنوعی برای افزایش ۵ درصدی راندمان تولید، کاهش ۱۰ درصدی مصرف انرژی و بهبود ۳ درصدی بازده تولید فولاد نورد گرم استفاده کرد.
رباتیک تحت کنترل هوش مصنوعی کنترل رباتها با استفاده از هوش مصنوعی، کاهش هزینهها و افزایش قابل توجه بهرهوری را ممکن میسازد. یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فولاد ژاپن، JFE Steel، یک سیستم رباتیک برای سنگزنی خودکار لولههای بدون درز کوچک در کارخانه Chita Works خود مستقر کرده است. این ربات به طور مستقل موقعیت قطعه را تعیین میکند، نقصها را تشخیص میدهد و حرکات را بهینه که سرعت پردازش را در مقایسه با روشهای سنتی ۶۰ درصد افزایش میدهد.
۵- دوقلوهای دیجیتال
مدل مجازی سیستم فیزیکی با دادههای بلادرنگ همگامسازی میشود و امکان مدلسازی رفتار، پیشبینی شکست و بهینهسازی فرآیند را بر اساس تجزیه و تحلیل فراهم میکند. این فناوری مدتهاست که توسط بسیاری از شرکتهای فولاد با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است.
آرسلورمیتال فناوری دوقلوی دیجیتال را در چندین کارخانه اروپایی پیادهسازی کرده و به کاهش ۱۲ درصدی مصرف انرژی، افزایش ۸ درصدی بهرهوری و کاهش ۳۰ درصدی در زمان توقف برنامهریزی نشده دست یافت.
۶- توسعه مواد جدید
استفاده از هوش مصنوعی به طور قابل توجهی زمان و هزینههای تحقیق و توسعه را کاهش میدهد. این امر آرسلورمیتال را قادر ساخته است تا زمان توسعه برخی از گریدهای فولاد خودرو را از ۳ تا ۵ سال به کمتر از ۱ سال کاهش دهد.
۷- بهینهسازی فرآیندهای کسبوکار
هوش مصنوعی میتواند به مدیریت بازاریابی، لجستیک، انبارداری و جریان اسناد کمک کند. این امر امکان خودکارسازی فرآیندها، کاهش خطای انسانی و کاهش هزینهها را فراهم مینماید. شرکت فولاد برزیلی Gerdau یک سیستم پیشبینی تقاضای مبتنی بر هوش مصنوعی را پیادهسازی کرد که دقت پیشبینی را ۱۰ درصد افزایش داده و هزینههای ذخیرهسازی موجودی را کاهش داده است.
افزایش بهرهوری نیروی کار و بهرهوری انرژی، کاهش هزینهها، زمان از کارافتادگی و نقصها از طریق استفاده گسترده از هوش مصنوعی، کلید کاهش هزینهها و افزایش رقابتپذیری است. این همان چیزی است که همه شرکتهای فولاد برای آن تلاش میکنند. تاتا استیل، آرسلورمیتال، پوسکو و بائواستیل را میتوان از نظر پیادهسازی هوش مصنوعی در تولید و عملیات، رهبران جهانی در بین تولیدکنندگان فولاد دانست.
تاریکی بائو استیل
هوش مصنوعی در صنعت فولاد چه نقشی دارد؟ از نظر پتانسیل و قابلیتهای جدیدترین فناوریها، راهحل ایدهآل برای اقتصاد یک شرکت فولاد، انتقال پروژهها و فرآیندهای منفرد به هوش مصنوعی نیست؛ بلکه، ساختن کل چرخه تولید بر اساس آن است. کارخانههای «تاریک» شرکتهایی هستند که میتوانند تقریبا بدون پرسنل کار کنند و در کارگاههای خود نیازی به روشنایی ندارند. این مفهوم تولید شامل اتوماسیون کامل یا تقریبا کامل تمام عملیات، عملیات شبانهروزی، حداقل دخالت کارکنان و استفاده گسترده از فناوریهای مختلف هوش مصنوعی است.
تصور چنین چیزی در متالورژی دشوار است. با این حال، نبوغ چینیها در اتوماسیون تولید به این حوزه نیز رسیده است و یک کارخانه «هوشمند» کاملا خودکار با حداقل دخالت انسانی ایجاد کردهاند.
تولید کاملا خودکار بائو استیل
بائواستیل، بخشی از گروه بائوو، تولید کاملا خودکار را در یک کارخانه فولاد در شانگهای در سال ۲۰۱۹ راهاندازی کرد. این تاسیسات یک خط تولید فولاد نورد سرد است. تولید بر اساس تجهیزات کاملا خودکار، فناوریهای هوش مصنوعی، رباتهای صنعتی و اینترنت اشیا انجام میشود. به عنوان مثال، جرثقیلهای پل کاملا خودکار هستند؛ آنها به طور مستقل کویلها را پیدا و حرکت میدهند.
کنترل انسانی شامل گروه کوچکی از اپراتورها است که صفحات نمایش را با دادههای بلادرنگ رصد میکنند اما تقریبا هیچ پرسنلی برای خدمات مستقیم به تولید مورد نیاز نیست. هوش مصنوعی نیاز به مداخله انسان را از هر سه دقیقه به هر نیم ساعت یک بار کاهش داده است.
نتایج کارخانه «تاریک» بائواستیل چشمگیر است:
- کاهش ۳۰ درصدی انتشار گازهای گلخانهای به ازای هر تن فولاد
- افزایش ۳۰ درصدی بهرهوری
- افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت تولید
- کاهش ۱۵ درصدی مصرف انرژی به ازای هر تن فولاد
- کاهش ۱۰ درصدی هزینههای فرآوری
کارخانه دیجیتال تاتا استیل و کالینگاناگار (هند)
هوش مصنوعی در صنعت فولاد چه نقشی دارد؟ مثالهای دیگری نیز وجود دارد:
کارخانه دیجیتال تاتا استیل. کارخانه کالینگاناگار (هند) از ابتدا ساخته شده است. این کارخانه یک پلتفرم مدیریت داده واحد را اداره میکند که اطلاعات را از استخراج سنگ معدن تا حمل و نقل ادغام میکند. هوش مصنوعی (بیش از ۲۶۰ الگوریتم برای تصمیمگیری در زمان واقعی) در این کارخانه برای برنامهریزی ترکیب بار و حالتهای کوره، تجزیه و تحلیل پارامترهای گرمایش و مصرف انرژی، کنترل کیفیت با استفاده از بینایی کامپیوتر و انجام تعمیرات پیشبینیکننده استفاده میشود.
کوره بلند «هوشمند» پوسکو. هوش مصنوعی ویدئوی دوربینها، قرائت دما و ترکیب بار را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل و به طور خودکار میزان انفجار و سوخت را تنظیم میکند. بهرهوری روزانه کوره ۲۴۰ تن چدن افزایش یافته است؛ در حالی که مصرف سوخت کاهش یافت.
کارخانه هوشمند در شرکت فولاد بیگ ریور
کارخانه هوشمند در شرکت فولاد بیگ ریور (بخشی از فولاد ایالات متحده)، یکی از اولین مجتمعهای فولادسازی «هوشمند» جهان، که در آن هوش مصنوعی مستقیما در فرآیند فناوری ادغام شده است؛ در کارخانهای در اوسیول (آرکانزاس، ایالات متحده) راهاندازی شد. نقش اصلی را یک پلتفرم هوش مصنوعی ایفا که دادههای بلادرنگ را از ۵۰۰۰۰ حسگر دریافت که اطلاعات مربوط به پارامترهای تجهیزات، فرآیند ذوب فولاد، دما، فشار، ترکیب و مصرف انرژی را جمعآوری میکنند.
این سیستم پارامترهای بهینه تولید را تعیین، مصرف انرژی و مواد اولیه را بهینه و خرابی تجهیزات را پیشبینی مینماید. مفهوم کارخانه یادگیری در اینجا پیادهسازی شده است – هوش مصنوعی به طور مداوم از دادههای تولید یاد میگیرد و دانش به دست آمده را برای بهبود کارایی و کیفیت محصول به کار میگیرد.
واقعیتهای هوش مصنوعی اوکراین
اگرچه متالورژی اوکراین در مراحل اولیه پیادهسازی هوش مصنوعی در فرآیندهای تولید است، اما این یک سیگنال مهم است؛ شرکتهای اوکراینی به دنبال راههایی برای جذب جدیدترین فناوریها هستند، علیرغم ادامه داشتن جنگ طی چهار سال، کمبود فاجعهبار سرمایهگذاری وجود دارد.
از جمله پروژههایی که شامل استفاده از هوش مصنوعی در شرکتهای گروه Metinvest میشوند، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
کنترل کیفیت هوش مصنوعی در Zaporizhstal. گروه Metinvest سیستم هوش مصنوعی ForgeCheck را در این شرکت پیادهسازی کرده است. بینایی کامپیوتر تصاویر را تجزیه و تحلیل کرده و نقصهای موجود در صفحات را تشخیص میدهد. اثر اقتصادی آن سالانه تا ۲۵۰،۰۰۰ دلار میرسد.
اتوماسیون و فرآیندهای هوشمند Metinvest
هوش مصنوعی در صنعت فولاد چه نقشی دارد؟ اتوماسیون و فرآیندهای هوشمند. Metinvest به طور فعال از هوش مصنوعی در زمینههای زیر استفاده میکند:
پیادهسازی بیش از ۵۰۰ راهکار مبتنی بر فناوریهای مختلف اتوماسیون هوشمند، که امکان خودکارسازی تقریبا ۲۰۰،۰۰۰ ساعت کاری را فراهم کرده است.
سیستم پردازش اسناد هوشمند myOCR (تقریبا ۲۰،۰۰۰ ساعت کاری در سال صرفهجویی میکند.) . همچنین سیستم بینایی کامپیوتر SPAIS (ادغام شده در نظارت تصویری صنعتی) برای تشخیص تخلفات ایمنی و نظارت بر تجهیزات. کارمندان را در مناطق خطرناک یا بدون تجهیزات حفاظت فردی تشخیص میدهد و با تجزیه و تحلیل ویدئو از پهپادها به یافتن آسیب در مکانهای صعبالعبور در تاسیسات تولیدی کمک میکند.
اینترپایپ در فرآیندهای تولید و مدیریت تولید خود از نگهداری پیشبینیکننده تجهیزات، کنترل خودکار کیفیت محصول، الگوریتمهای هوش مصنوعی برای مدیریت موجودی، دوقلوهای دیجیتال، مدلهای پیشبینی هزینه مواد و یادگیری ماشین در مدیریت اسناد استفاده مینماید.
فرکسپو به طور فعال بر اتوماسیون تولید و برقیسازی حمل و نقل معادن تمرکز دارد. این شرکت از دکلهای حفاری نیمه خودکار استفاده میکند و حتی قبل از شروع جنگ، بهرهبرداری صنعتی از کامیونهای کمپرسی بدون سرنشین را آغاز کرد. این فناوریها شامل عناصر بهینهسازی مسیرها و رفتار تجهیزات با هوش مصنوعی هستند. فرکسپو اولین شرکتی در اروپا شد که کامیونهای کمپرسی خودران را در معادن روباز معرفی کرد.
شرکتهای فولاد اوکراینی؛ پیشران استفاده از هوش مصنوعی
شرکتهای فولاد اوکراینی بیشتر بر بینایی کامپیوتر، یادگیری ماشین، اینترنت صنعتی، اتوماسیون و دیجیتالی کردن تولید تمرکز دارند تا فناوریهای کلاسیک هوش مصنوعی مانند شبکههای عصبی یا هوش مصنوعی مولد.
اجرای کامل هوش مصنوعی بخشی از استراتژی بلندمدت شرکتهای معدن و فولاد اوکراینی است. واضح است که هوش مصنوعی عنصر کلیدی متالورژی سبز آینده خواهد بود.
«متالورژی در صدر دستور کار سبز قرار دارد.» یوری ریژنکوف، مدیرعامل شرکت متینوست، گفت: «این فناوریها مدتهاست که در صنعت فولاد توسعه یافتهاند و اکنون دستیابی به یک پیشرفت بزرگ غیرممکن است. این سیستم فقط میتواند به تدریج بهبود یابد و اینجاست که دیجیتالی شدن و هوش مصنوعی وارد عمل میشوند. این همان چیزی است که میتواند این صنعت را نه تنها سازگارتر با محیط زیست، بلکه کارآمدتر و رقابتیتر نیز بکند.»
کلام آخر
در این مقاله به نقش هوش مصنوعی در صنعت فولاد به ویژه در شرکتها و کارخانهها فولادی مهم جهان پرداختیم. به نظر میرسد شرکتهای فولادی به سرعت در حال به روز کردن دادهها خود برای بهرهگیری از هوش مصنوعی پیشرفته هستند تا علاوه بر اتوماسیون کردن تولید، بهرهوری و در نتیجه سودآوری خود را در کمترین زمان ممکن، افزایش دهند.