從高樓大廈的“骨骼”，到機械設備的“經絡”，鋼鐵工業擔當著國民經濟的重要“脊梁”。當前，我國雖已建成全球產業鏈最為完整的鋼鐵工業體係，但整個產業仍麵臨產能過剩、效率較低、節能降碳、chuangxinnenglibuzudengtiaozhan。zaicibeijingxia，yiangangjituanweidaibiaodezhongguogangtieqiye，zhengweiraojiangbentizhizengxiaomubiaobuduantishengzhinenghuashuiping，erwurenxingcheyukuqudezhinenghuajianshezhengchengweiqizhongjijudaibiaoxingdechangjing。
鞍鋼股份有限公司鮁魚圈鋼鐵分公司（簡稱“鮁魚圈分公司”）是鞍鋼集團對標具有國際競爭力的領先鋼鐵樣板工廠而建，從創立之初就堅持高端化、智能化、綠色化發展方向，連續三年躋身“中國卓越鋼鐵企業品牌”，獲評“首批雙碳最佳實踐能效標杆示範企業”等，穩居行業第一梯隊。
為了解決傳統行車作業存在操作人員需求量大、技能參差不齊、缺乏高效調度係統、設備運維複雜度高等難題，鮁魚圈分公司基於施耐德電氣行業領先的IACS智能庫區及無人行車係統（Integrated Autonomous Crane System），落地了“1580熱軋卷庫智能化庫區及無人行車改造項目”。該項目自2023年2月開始改造，2024年8月正式竣工，投運後實現了行車無人化和庫區智能化運行，減少吊車操作人員超過30名，車間運行的安全性、產品質量和生產效率均大幅提升，其中運行效率較改造之前提升23%，成為鞍鋼集團先進智能製造的示範項目。
傳統熱軋車間麵臨效率、質量、安全多重挑戰
鮁魚圈分公司1580熱連軋工程是一條具有完全自主知識產權的熱連軋生產線，可生產23個係列、107個品種、上萬個規格的產品。1580熱軋成品庫車間共有4跨14台行車，年產約400萬噸，具有作業類型多、作業負荷高、流程複雜等特點。
在鋼鐵生產的關鍵流程中，熱軋成品庫是物流銜接和生產節奏控製的重要樞紐。然而，庫區管理係統不完善和落後的裝備會帶來效率、質量與安全等一係列挑戰：
首(shou)先(xian)，傳(chuan)統(tong)的(de)行(xing)車(che)吊(diao)運(yun)操(cao)作(zuo)效(xiao)率(lv)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)。一(yi)台(tai)行(xing)車(che)如(ru)果(guo)要(yao)完(wan)成(cheng)一(yi)次(ci)鋼(gang)卷(juan)吊(diao)運(yun)，需(xu)要(yao)一(yi)位(wei)機(ji)組(zu)操(cao)作(zuo)員(yuan)通(tong)過(guo)對(dui)講(jiang)機(ji)和(he)吊(diao)運(yun)計(ji)劃(hua)單(dan)傳(chuan)遞(di)吊(diao)運(yun)信(xin)息(xi)，一(yi)名(ming)行(xing)車(che)工(gong)操(cao)控(kong)行(xing)車(che)，一(yi)名(ming)庫(ku)位(wei)工(gong)找(zhao)準(zhun)庫(ku)位(wei)，存(cun)在(zai)人(ren)員(yuan)需(xu)求(qiu)量(liang)大(da)、信息易丟失、危險係數高等難題。
qici，zairenyuangongzuoqiangdufangmian，rezhajuanzuoweifeibiaozhunhuachanpin，meiyijuandouyouweiyibiaoshidegangjuanbianhao。xianchanggongzuorenyuanxuyaoduimeiyigegangjuanjinxingweizhilurugenzong，gongzuoqiangduda，erqiezhazhaogangjuanweizhidexiaolvjiaodi。
與此同時，安全問題始終如影隨形。行車在距離地麵約15米的位置運行，人員在地麵操作，二者頻繁交叉作業，存在安全隱患。
zuihou，chanpinzhiliangwentiyejidaijiejue。rengongsijicaozuoxingcheshi，youyudiaoyunjingdubugao，jiaqianrongyiduirezhajuanbiaomianzaochenghuashanghuoyahen，zhijieyingxiangchanpinpinzhi。yidanfashengwenti，haixujianggangjuantuihuifanxiu，daozhiziyuanlangfeihekehumanyiduxiajiang。
鞍鋼集團鮁魚圈分公司鋼鐵熱軋部首席工程師孫偉表示：“麵對傳統庫區管理和行車作業存在的種種挑戰，施耐德電氣為我們提供了行業領先的IACS無人行車係統，它包含麵向鋼鐵行業定製的WMS庫區管理係統、行車自動化、地麵控製和行車運行監控係統四大核心。通過基於AI的調度算法和先進的自動化技術，實現跨間資源動態分配，有效幫助我們優化多台行車的協同性，減少衝突作業。”
打造複雜度高係統性能強大的無人行車解決方案
日(ri)常(chang)運(yun)營(ying)中(zhong)，庫(ku)區(qu)需(xu)要(yao)全(quan)流(liu)程(cheng)處(chu)理(li)每(mei)一(yi)個(ge)鋼(gang)卷(juan)，作(zuo)業(ye)量(liang)巨(ju)大(da)，生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)要(yao)求(qiu)高(gao)。施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)通(tong)過(guo)先(xian)進(jin)的(de)調(tiao)度(du)算(suan)法(fa)和(he)領(ling)先(xian)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)，攜(xie)手(shou)鮁(ba)魚(yu)圈(quan)分(fen)公(gong)司(si)打(da)造(zao)了(le)目(mu)前(qian)市(shi)麵(mian)上(shang)複(fu)雜(za)度(du)高(gao)，係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)強(qiang)大(da)的(de)無(wu)人(ren)行(xing)車(che)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。
施耐德電氣工業自動化鋼鐵行業經理宋躍輝表示：“無人行車解決方案基於施耐德電氣EcoStruxure一體化架構，采用AI技術製定庫區管理策略，在動態堆場資源分配技術，閉環防搖控製技術、實時掃描與3D識別技術、動態三軸聯動技術、行車路徑優化技術、運行中禁吊區避讓技術等方麵做出諸多突出創新，讓鋼鐵企業的庫區運行更加安全、可靠、高效。”
動態資源分配算法擔當著整個係統的“核心大腦”。通常而言，庫區中每增加一台行車，調度算法的複雜程度都會呈現指數級增長，而該項目涉及4跨14taixingche，duotaixingchedaotongyiquyujiaochazuoyeshicunzaibirangwenti。tongshi，yaoqiujigaodedanweishijianxiaofengnengli。zhenduiyuci，xianjindedongtaiziyuanfenpeisuanfanenggouzonghekaolvshengchanjihua、設備狀態、碼垛原則、行(xing)駛(shi)路(lu)線(xian)等(deng)因(yin)素(su)，結(jie)合(he)庫(ku)區(qu)作(zuo)業(ye)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)及(ji)裝(zhuang)卸(xie)過(guo)程(cheng)，建(jian)立(li)庫(ku)區(qu)資(zi)源(yuan)優(you)化(hua)分(fen)配(pei)的(de)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)，減(jian)少(shao)庫(ku)區(qu)內(nei)倒(dao)庫(ku)作(zuo)業(ye)，降(jiang)低(di)庫(ku)區(qu)的(de)裝(zhuang)卸(xie)作(zuo)業(ye)時(shi)間(jian)，實(shi)現(xian)整(zheng)個(ge)作(zuo)業(ye)流(liu)程(cheng)的(de)效(xiao)率(lv)最(zui)優(you)。
實時掃描與3D識別技術則為庫區裝上一雙“智慧眼睛”。庫區的鋼卷間距小，且鞍座不規整，要求極高的定位、消擺和識別能力。實時掃描與3D識別技術基於安裝在行車上的掃描儀來判斷鋼卷的尺寸、抓取的位置，從而實現更精確的自動抓取、全自動卡車鞍座識別、全流程無人裝卸，同時實時3D掃描技術能檢測鋼卷的外形缺陷，如斷帶，塔形卷等，提高安全係數。
此外，高精度的閉環防搖控製技術能有效減少物料搖擺，實現行車和物料的精準定位，提高行車作業效率；動態三軸聯動技術能同時控製縱向、橫向、gaodufangxiangliandong，youhuaxingchezuoyeshijian，tishengwuliuxiaolv。shinaidedianqiyongchuangxindejishuhejiejuefangan，yinlinggangtiexingyemaixiangkuquguanlideshuzihuaxinzhengcheng。
實現從入庫到出庫的全流程無人化作業
如今，經過改造的1580熱軋卷庫區實現了從熱卷入庫到打包、平整、倒運、取樣以及鋼卷出庫的全流程無人化作業，滿足單天1.3萬噸全流程產能需求。工作人員隻需要編製好生產計劃、轉庫駁運計劃，係統就能自動分配任務並設定行車行駛路線完成吊運作業，並可24小時不間斷運行，提高吊運作業的標準化和連續運行作業效率，降低因人為因素造成的停機時間、往返路程、搜尋時間和倒庫次數。
入庫環節，係統能夠依據各跨的實際庫容、存儲能力以及行車作業情況，在兼顧工序的前提下，進行普通鋼卷和特殊鋼卷的智能分流：分卷原料智能進平整跨區，緩冷鋼卷智能入坑，缺陷鋼卷智能標記化。單跨小時下卷能力平均在16卷，下卷能力完全滿足軋線生產需求。
包裝環節，為了充分發揮無人行車連續運行的優勢，對包裝鋼卷包裝時間進行柔性調配，並通過提前倒垛、行車協同等功能實現包裝鋼卷的及時繳庫；通過圍欄、安全門鎖、安全限位等設備的安裝並配合安全作業流程、行車自動繞行、安全係統監控等措施，保證打包作業人員的安全。
當作業空閑時，係統還能控製無人行車開啟預倒垛功能，按照後續工藝自動對鋼卷堆垛進行整理，例如：當分卷步進梁滿，行車會自動將原料備到上料區；發貨沒有發貨任務時，按照合同號進行鋼卷整理，同時將鋼卷吊運至離裝車最近的位置，大大提高了分卷備料效率和發貨效率。
隨著項目正式投運，自動運行率達到99%以上。而無人行車的規範化標準化作業，也使得人工操作行車造成的質量問題和安全事故均降為0。
除了效率的優化、人員的減少以及產品質量的提升，鮁魚圈分公司的管理模式也由此實現了升級——現在，坐在中控室，管理人員即可通過數字孿生模型查看行車運行情況，以數字化替代傳統人工傳遞和管理信息的模式。
鞍鋼集團鮁魚圈分公司鋼鐵熱軋部生產主任楊玉青表示：“鞍鋼1580卷庫是目前業內作業量最高、流程最複雜的鋼卷庫之一，我們攜手施耐德電氣在該鋼卷庫取得的智能化實踐成果，將為鋼鐵行業的更多複雜庫區提供可借鑒、可複製的藍本。未來，鞍鋼集團還將與施耐德電氣一起，全方位推進企業數‘智’化轉型和綠色發展，打造鋼鐵行業智能製造新標杆！”