«ДАТА-ЦЕНТР Автоматика» выполняет уникальный проект «Оптимизации, диспетчеризации и логистики в конвертерном производстве». НЛМК Липецк. Конвертерный цех №2.

Что получил заказчик?

Для данного проекта ценностное предложение – это получение клиентом прибыли за счет внедрения оптимального оперативного планирования в той части металлургического передела (диспетчеризация и логистика в конвертерном производстве), где общепринятые средства автоматизированного планирования не применяются или не эффективны.

Еще на первых стадиях проекта был показан подтвержденный экономический эффект 75 млн. рублей в год, за счет оптимального планирования движения кранов и сталевозов.

Почему проект уникален и актуален?

Начиная с 2013 года ООО «ДАТА-ЦЕНТР Автоматика» является участником проектов по внедрению MES (manufacturing execution system или систем управления производственными процессами) на Металлургических предприятиях. Внедрение MES сопровождается внедрением Advanced Planning & Scheduling (APS) или иначе «усовершенствованное планирование». Это программное обеспечение для производственного планирования, главной особенностью которого является возможность построения расписания работы оборудования в рамках всего предприятия. Полученные, таким образом, частные расписания производственных подразделений являются взаимосвязанными с точки зрения изделия и его операций.

На металлургических предприятиях для ряда участков и агрегатов APS даже не пытается строить расписание работы оборудования. Причины кроются в том, что часто невозможно традиционными методами получить срез текущего состояния оборудования, а также в высокой сложности построения алгоритмов и математических моделей для решения задачи оптимального планирования. Конвертерный цех – пример такого сложного объекта.

Мы решили данную проблему для конвертерного производства объединив контроль процесса и планирование в одну систему на основе технического зрения (нейросети) и применения продвинутых комбинаторных алгоритмов (планирование). Математическое обеспечение проекта разработано «ДАТА-ЦЕНТР Автоматика» под руководством президента фирмы и заведующего базовой кафедрой «Аналитика больших данных и методы видеоанализа» Уральского Федерального Университета, доктора ф-м наук Гайнанова Д.Н. Участие первого лица фирмы в числе исполнителей – тоже признак уникальности данного проекта.

Методы технического зрения для решения задачи мониторинга, построение математических методов оптимизации указывают не только на новизну проекта, но и делают проект значимым для IT отрасли построения MES систем, а значит актуальным.

Подробнее о проекте

В проекте имеются две основные подсистемы:

Первая подсистема постоянно (задержка <1 сек) мониторит текущие координаты кранов и сталевозов, а также положение стальковшей с плавкой, загруженность оборудования. В основе мониторинга лежит платформа DATA-TRACK, разработанная фирмой «ДАТА-ЦЕНТР Автоматика», которая опирается на техническое зрение.

Без широкого применения технического зрения решение проблемы тотального мониторинга движения ковшей и плавок в конвертерном цехе, а также определение в реальном времени положения ковшей и сталевозов для последующего расчета их оптимального перемещения, является задачей невыполнимой или во всяком случае очень затратной. Всего для решения задачи задействовано 38 камер, размещенных на кранах и в цехе, а для обработки данных применены нейросети и глубокое машинное обучение.

Вторая подсистема реализует оригинальные алгоритмы планирования, основанные на современных методах математического программирования, комбинаторной оптимизации и теории графов. Разработанные алгоритмы гарантируют точные решения поставленных задач, обеспечивая прогнозное планирование на сутки и более, и оперативное перепланирование движения плавок на основе данных, генерируемых подсистемой мониторинга. Оптимизация логистики происходит постоянно и в реальном времени. Экономический эффект достигается за счет экономии затрат на электроэнергию и алюминиевую катанку, связанной с оптимизацией логистики движения плавок в конвертерном цехе.

Подробнее о заказчике

Группа НЛМК – лидирующий международный производитель высококачественной стальной продукции с вертикально-интегрированной моделью бизнеса. Добыча сырья и производство стали сосредоточены в низкозатратных регионах, изготовление готовой продукции осуществляется в непосредственной близости от основных потребителей в России, Северной Америке и странах ЕС.

Благодаря самообеспеченности в основных сырьевых материалах, энергии и высокой технологической оснащенности НЛМК входит в число самых эффективных и прибыльных производителей стали в мире. Компания имеет диверсифицированный продуктовый портфель, обеспечивающий лидерство на локальных рынках и высокую эффективность продаж. Используя преимущества гибкой производственной цепочки, сбалансированного продуктового ряда, эффективной системы сбыта и обширной географии продаж, компания обладает возможностью своевременно реагировать на постоянно изменяющиеся рыночные условия, а также внедрять уникальные проекты.