撫順新鋼鐵智能天車項目
馬亮 鄧春喆
（撫順新鋼鐵有限責任公司，遼寧 撫順 113001）
1 項目需求
目前公司鋼筋深加工廠區(qū)天車行吊，和庫區(qū)管理業(yè)務均采用人工作業(yè)的方式；本次改造是通過激光測距、編碼器定位，變頻調速等控制手段，實現自動化運行，通過倉儲管理系統(tǒng) WMS（智能倉儲管理）應用，來實現深加工庫區(qū)及物流信息智能分析，天車的智能無人作業(yè)；通過對車體、磁盤塊改造，來滿足無人天車實施的硬件需求；
2 項目內容
通過對天車實施智能化系統(tǒng)改造，使鋼廠對深加工C區(qū)物流情況具備實時、動態(tài)、精準跟蹤能力；具備及時掌握庫區(qū)內庫存及物料分布情況的能力；系統(tǒng)提升庫區(qū)物流管理的信息化、智能化水平。
同時通過對廠房區(qū)域進行合理改善以及天車吊運任務的合理分配，實現智能化裝、卸車作業(yè)，從而達到提高天車作業(yè)效率，降低庫區(qū)管理人員及天車操作人員勞動強度，延長天車機電設備使用壽命的目的。
2.1 主要功能
1.1 通過實施天車智能化系統(tǒng)改造，使鋼廠對深加工C區(qū)物流情況具備實時、動態(tài)、精準跟蹤能力；具備及時掌握庫區(qū)內庫存及物料分布情況的能力；系統(tǒng)提升庫區(qū)物流管理的信息化、智能化水平。
1.2 通過智能天車推進，實現無人智能化、標準化裝、卸車作業(yè)，從而降低人工成本，減少操作故障。
1.3 通過此次改造，為后續(xù)軋鋼產線天車無人化推進，積累實踐經驗，做好數據、技術儲備；
表1：作業(yè)區(qū)域現狀 2#電磁行車運行區(qū)間平面圖
2.2 設計理念
2.3 項目方案
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項目名稱 |
建設目標 |
設備范圍 |
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1、深加工2#行車車體改造； |
天車原有凸輪+接觸器控制機構，升級為PLC+變頻控制并增加無線網絡基站通訊、監(jiān)控等功能。 對現有天車進行機械、自動化、信息化系統(tǒng)改造，新建智能天車控制系統(tǒng)，最終實現智能卸車、入庫、上料的目的。 |
1、 起升機構變頻改造并安裝編碼器； 2、 大車、小車機構變頻改造并安裝激光測距儀； 3、 旋轉機構變頻改造及安裝絕對值編碼器； 4、 PLC及無線通訊監(jiān)控部分改造； 5、 大小車升降變頻電機改造； |
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2、行車增加上位機系統(tǒng)控制； |
實現庫區(qū)管理、車輛管控、作業(yè)管理、安全監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)控、報表、數據庫、通訊系統(tǒng)并增加電子防搖、大車防撞、行車各機構運行控制、電磁控制等功能。 |
1、 上位機管理系統(tǒng)軟件； 2、 自動化系統(tǒng)軟件； 3、 工控機（研華）； 4、 增加地面操作臺； 5、 配置PDA系統(tǒng)； |
2.4 項目特色
真正實現智能化、無人化
自動碼垛、自動分配存儲位置
多臺行車智能調度
現場安全程度高：與卡車等生產設備互鎖，電子或者物理圍欄
工作過程智能化：無需人工選擇取放位置，自動化程度高
多機協(xié)同：采用AI技術實現智能的調度算法，安全高效
定位系統(tǒng)設計：行業(yè)經驗豐富，對于多種環(huán)境有應對經驗
3 實用性分析
控制軟件效果圖：
經濟效益估算：
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現有人員 |
優(yōu)化 |
人員薪酬（包括稅費福利待遇等） |
經濟效益 |
注釋 |
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降低人工成本 |
4 |
4 |
7922元/人/月 |
380265元/年 |
原材入庫無人化 |
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（二）深加工2#天車2020年備件消耗（更換變頻后取代以下備件） |
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日期 |
名稱 |
型號 |
數量 |
單價 |
總價 |
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2020.7.13 |
交流接觸器 |
NC2-400/AC380V |
1 |
1178 |
1178 |
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2020.7.15 |
交流接觸器 |
CJX2-65/11 AC380V |
1 |
164 |
164 |
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2020.7.22 |
雙肢鏈條索具 |
LS2-30-00 |
8 |
2163 |
17304 |
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2020.7.26 |
接觸器 |
NC1-9511 380V |
1 |
474 |
474 |
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2020.8.10 |
聯(lián)動控制臺 |
QT18-4C/T13右箱 |
1 |
6350 |
6350 |
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2020.8.19 |
制動襯墊 |
YWZ9-400 卡式（帶槽） |
2 |
106 |
212 |
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2020.8.21 |
交流接觸器 |
NC2-400/AC380V |
1 |
1178 |
1178 |
|
2020.8.25 |
交流接觸器 |
NC2-185/AC380V |
4 |
571 |
2282 |
|
2020.8.25 |
交流接觸器 |
NC2-265/AC380V |
1 |
787 |
787 |
|
2020.10.27 |
制動襯墊 |
YWZ9-400 卡式（帶槽） |
2 |
106 |
212 |
|
2020.11.3 |
接觸器 |
CJX2-65/11 AC380V |
4 |
164 |
655 |
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2020.11.3 |
接觸器 |
CJX2-50/11 AC220V |
4 |
114 |
458 |
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2020.12.8 |
交流接觸器 |
NC2-400/AC380V |
1 |
1178 |
1178 |
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總計 |
32432元/年 |
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天車變頻改造 |
380Vx250Ax1.732x85%/1000*20hx360天x0.57元/度x30%=17.2萬/年 |
直接經濟效益預估為：
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改造前后效益對比 |
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序號 |
項 目 |
節(jié)約費用總額 |
備注 |
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1 |
折舊 |
-146,640.09 |
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2 |
修理費 |
32,432.00 |
2#天車2020年備件消耗 |
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3 |
人工成本 |
380,265.00 |
4人*7922元/人/月*12月 |
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4 |
電費 |
172,000.00 |
380Vx250Ax1.732x85%/1000*20hx360天x0.57元/度x30%=17.2萬/年 |
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合計 |
438,056.91 |
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經營效益 |
584,697.00 |
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4 社會效益：
1、深加工智能天車，作為撫順新鋼鐵推進數字工廠不可或缺的關鍵環(huán)節(jié)，可完成物料從入庫、存儲、上料（生產線）等全過程無人化管理，實現螺紋鋼流通、倉儲、生產等全流程數字化追蹤，提高管控精度以及庫區(qū)管理信息化水平，減少人為干預失誤，避免安全隱患，降低生產以及人工成本，提高現場自動化和智能制造水平，助力撫順新鋼鐵數字鋼鐵戰(zhàn)略。
2、深加工智能天車改造可作為試點，積累實踐數據及施工經驗，了解改造思路，為后續(xù)公司大量推廣無人智能天車奠定基礎；
5 市場分析
該案例 5G 應用具有四大成效：一是減員增效：無人天車+智能倉儲+計量升級后：現場天車監(jiān)控人員減半、減半，計量減半。 二是實現精益管控：整個生產過程精確可控，所有的作業(yè)過程可查詢，可追溯， 提升精益化管理水平。提高現場工作效率，減少工作失誤照成的損失。 三是提升企業(yè)技術水平和競爭力：由事后管理變?yōu)槭轮泄芾怼崟r管理，加速資金周轉，提升供應鏈響應速度，增強企業(yè)整體競爭能力。 四是提升現場作業(yè)生產安全：現場作業(yè)人員減少，作業(yè)區(qū)域合理化，引入AI技術提升現場作業(yè)生產安全管控能力，有助于推動全國鋼廠的智能化升級。
6 產業(yè)效應
通過引入5G工業(yè)互聯(lián)網技術，搭建高帶寬、低延時、多任務的工業(yè)網絡，并對天車進行智能控制改造，結合PLC自動化技術，將天車操控進行智能升級。人員在地面集控室遠程操控天車作業(yè)，一改以往天車工等車高空作業(yè)的缺點。降低人員作業(yè)安全隱患，提高吊車作業(yè)效率，公司深加工產線產能釋放，實現提產增效，以科技創(chuàng)新為企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤。
7 社會效益
撫順新鋼鐵5G智能天車項目是建龍集團撫順新鋼鐵年度重要項目之一，是建龍集團首個5G+智能天車項目，也是遼寧省首個5G智能天車在工業(yè)應用場景落地的示范工程。得到省市領導的高度重視，將產生較好的示范意義，對其他企業(yè)起到了社會引領作用。