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新華網:馬鋼以大數據求解高爐難題

2018年07月18日 來源:《瞭望》新聞周刊 作者:張明偉 打印 分享到:

  1000天,1200天,1500天……隨著時間的推移,馬鋼A號、B號高爐正不斷刷新馬鋼4000立方米高爐穩定運行的紀錄,在國內同類型高爐中名列前茅。

  大高爐如何確保長周期穩定運行是個難題,被視作高爐的“癌症”。馬鋼A爐、B爐的“表現”,與守護高爐的青年技術團隊密不可分。

  這支由馬鋼第三煉鐵總廠(下稱馬鋼三鐵總廠)青年爐長聶毅組織的青年技術突擊隊,4年來以廠爲家,24小時不間斷地將高爐當作孩子般呵護,並巧用、善用大數據,在煉鐵高爐管理等環節,實現從靠經驗“跟著感覺走”,到依靠數據分析進行檢測預警、把事故消除在萌芽期的轉變,創立了我國鋼鐵業第一個高爐大數據體檢運行模式。

  此舉基本攻克我國大高爐長周期穩定運行的難題,成爲行業新標杆。

用大數據破譯“黑匣子”

   2014年初,馬鋼三鐵總廠的A爐、B爐相繼失常停爐。由于判斷不出高爐失常的原因,整整兩個月的時間,高爐都不能恢複正常生産。

  而在此前的2007~2014年,馬鋼9座高爐平均每年失常4.5次,鐵産量損失210萬噸。每次高爐運行失常,動辄造成數以千萬元計的損失,鐵水質量直接影響後續工藝品質保障,其衍生損失更難以計算。顯然,高爐不能穩定運行,已經成爲馬鋼繼續發展的攔路虎。

  “高爐長周期穩定運行的難題一定要解決”。在廠長丁晖的組織下,以聶毅爲首的8名技術工人組成青年技術突擊隊,嘗試給高爐“體檢”,以逐步摸清其長周期穩定運行的規律。在此後4年的1400多個日子裏,青年技術突擊隊員們班前分析、班中觀測、班後總結,從不間斷。

  通常而言,運行狀態中的高爐就像一個“黑匣子”,裏面的運行情況,可能即便拆開也無法完全還原。聶毅等人想:能不能通過外部相關數據的監測,找到爐內狀況與數據變化的對應關系,進而讀取“黑匣子”裏面的秘密?

  他們的想法得到公司、廠領導和技術專家的支持。

  說幹就幹。青年技術突擊隊員們首先從高爐上千個參數中找出對高爐爐況影響較大的參數。而找到這些參數,需要對數十萬個曆史數據進行整理和歸因分析,並在實際操作中加以驗證。最終,他們初步確定了7個大項49個參數作爲指標體系。

  參數指標體系確定後,他們需要每日對高爐體檢表中的49項參數進行跟蹤,對有異常與偏差的參數及時預警糾偏。

   據本刊記者了解,青年技術突擊隊員們每天通過對高爐投産以來的曆史數據進行分析總結確定上限和下限,並對當日超限項目進行統計分析,找出超限原因。此外,他們還每周統計各項超限次數,找出主要超限項。爲做好相關記錄,聶毅等突擊隊員堅持每天召開體檢會,討論提出應對措施。

   經過兩年多努力,青年技術突擊隊終于利用大數據回歸分析方法確定出適合B爐的“健康範圍”,並從系統參數中進一步選取23項與高爐運行關系較大的參數構成評價體系,定量評價、分析高爐的運行狀況,得出高爐爐況運行指數。

  通過對系統大數據的長期跟蹤分析,他們找出了爐況波動的影響因素,分析出影響指標提升的關鍵因素及影響比重,並以此制定相關操作預案及操作規範,保證高爐生産穩定。

   這一高爐體檢預警機制,使高爐操作者能夠用數據說話,因而改變了以往高爐管理僅憑經驗判斷的傳統,也減少了個人經驗不足對高爐爐況的誤判。

  這也意味著,經過反複校驗和調整操作參數,技術團隊已初步摸清爐內狀況與數據變化的對應關系,建立起我國鋼鐵行業第一個高爐體檢運行模式。這一模式已保證馬鋼全部9座高爐穩定運行43個月,創造了我國鋼鐵行業的新標杆。

  2017年,這一模式在行業公開並贏得很高聲譽,吸引了許多同行前來學習交流,得到了同行的高度贊譽。但有的企業反映,同樣的方法其使用效果並不太好。對此,聶毅等人認爲,目前高爐體檢運行模式還只是把高爐長周期穩定運行中的問題從事後處置推向事中管理,要達到事前科學管理的水平,還有相當長的路要走。爲此,他們對高爐的24小時值守還會堅持下去,用新的數據觀測校驗他們對高爐趨勢管理的研究。“爲了新的目標,12名突擊隊員沒有一個打退堂鼓的。”聶毅說。

從“保姆”到“全科醫生”

  丁晖常說,高爐是一個生命體,“有爐喉、爐身、爐腰、爐腹等,下雨天它會腰疼,大冷天也會哮喘咳嗽。4000立方米的高爐看上去是龐然大物,實際上像嬰兒一樣柔弱,需要保姆般的呵護”。

   馬鋼青年技術團隊就是從高爐的全天候“保姆”起步的。“保姆”做得久了,通過爐前經驗與大數據的碰撞,特別是隨著高爐體檢運行模式的成熟,聶毅等青年技術團隊成員開始從“保姆”轉型爲“全科醫生”,對高爐進行更高水平的“調理”。

   江南的梅雨季節雨量大、雨期長,B爐沒有脫濕輔助設備,外部濕度的變化,給高爐理論燃燒溫度、風量、氧量等重要參數的匹配帶來極大困難。聶毅等人參照運行參數,使匹配高爐參數控制在合適範圍,保證了梅雨季節爐況運行及爐缸工作狀況活躍。此外,針對高爐生産最怕面對“冬考”,高爐往年不得不以降産來保證順利過冬的情況,2017年冬天,聶毅等人精心部署、多舉措迎戰,使B爐在今年1~3月實現滿負荷生産,日均産鐵8920噸,比上年日均産量高出3%,打破了馬鋼高爐“過冬難,腰疼病”的魔咒。

   聶毅等人發現,高爐出鐵不暢會直接導致高爐爐缸工作狀況不夠活躍。他們嘗試不斷縮小鑽杆直徑,延長出鐵時間,降低出鐵爐次,日爐次由原來14次降至10次左右,不僅降低了爐前生産成本,更大大降低爐前工作強度。穩定的高爐出鐵制度,進一步促進爐缸的活躍,形成良性循環,使爐缸保持著“生龍活虎”的狀況。

  創新的成功,讓聶毅等青年技術突擊隊員們越幹越想幹、越幹越會幹。2017年下半年,他們利用大數據分析技術,提出對高爐進行“大礦批、高煤比、低燃料消耗”的綜合技術攻關,一方面通過大礦批冶煉提高焦炭負荷穩定煤氣流,保證高爐運行;另一方面通過高煤比、定燃料比的操作,不斷挖掘、開發高爐的生産潛力,持續突破,最終確定最佳值。比如,過去一直在每噸145公斤徘徊的煤比,去年達到每噸160公斤,今年又穩步提升到每噸170公斤,階段甚至達到每噸180公斤。通過不斷優化調整,在實現煤比上升的同時,操作燃料比下降到500kg/tFe以下,大大提高了煤焦置換比。這一指標達到國內先進水平,僅此一項,就可爲公司全年節約成本2000多萬元。

激發一線工人的創造力

  創新在基層,創新在一線。

  馬鋼集團黨委副書記陳冬生認爲,聶毅青年突擊隊的突出業績表明,在國企改革和企業升級中要重視激發工人的創造力,這在企業的創新活動中難以替代。

  目前,一線技術工人被邊緣化的問題並不少見。有企業基層工作人員反映,現在有一種傾向,就是一提起大數據就說專家水平如何如何、算法如何如何,但往往不提一線工人在實踐中的經驗知識,而這種傾向很可能讓創新成爲一句空話。比如,大數據在分析高爐長周期運行中起到關鍵作用,但數據監測、解讀等都離不開一線工人,這就需要想方設法持續發揮工人的能動性和創造性。

  發揮工人的能動性和創造性,首先需要一線工人團隊具備一定的專業能力,特別是多個工藝環節的管理模式改變,也要求一線工人的科學素養需要隨之而變。以煉鐵高爐爲例,以前高爐管理,沿襲的是傳統的師父帶徒弟的經驗教傳方式,現在則要求工人懂得用數據說話,用精確的數據思維代替過去的經驗性的推斷。聶毅說,A、B爐核心團隊成員都是清一色的本科以上學曆,且基本都是鋼鐵冶煉專業,特別是近年引進的多名碩士,爲技術攻關提供了強大的理論支持。整個團隊的專業知識素養,加上多年一線實踐經驗積累,爲研發、優化大數據應用提供了有力支撐。

  與此同時,愛廠如家的精神傳承不能斷。據本刊記者了解,丁晖本人愛廠敬業,總是教育年輕人高爐有自己的“脾氣秉性”,要把高爐當孩子、當愛人,丁晖甚至能從高爐偶爾的“咳嗽”中判斷其是否有故障、哪裏有故障,然後對症下藥。受到這種精神感染,聶毅等新一代高爐人對高爐也有著天然的熱愛。有人向本刊記者評價說:“如果沒有熱愛,讓青年技術突擊隊的隊員們在長達4年的時間裏不計報酬,將業余時間撲在工作上,這根本就是不可能的。”

  與此同時,在馬鋼這樣的大型國企,一線班組的創新活動也會受到各種現實問題的困擾。

  比如,由于市場競爭激烈,人才爭奪戰幾乎白熱化。隨著新産品開發力度加強,技術人才極其短缺,馬鋼自己培養了一批,市場引進了一批,但人才流失的形勢依然嚴峻,有的企業甚至直接找到馬鋼核心技術人才,以2到3倍的待遇挖人。從這個角度講,由于當前國企用工使用的是標准合同,對企業知識産權的界定和保護,都難以適應當前形勢的需要,需要有關部門調研出台有針對性的措施,切實保護企業、個人雙方的權益。

  國企人才利用的問題也有待解決。具有紮實專業知識和實踐經驗豐富的人才隊伍,是馬鋼轉型升級的寶貴資源。但據記者了解,這些人才的價值在技術創新評價中往往很難得到體現,其經驗知識更難在技術成果和知識産權中得到承認。尤其是現有國企工人退休制度,一些經驗豐富的技術工人退休,實際是國企的資産損失。

  此外,国企工人代代传承的价值观是爱厂如家、为国奉献,但现在则是项目用工制,即项目完结、结账走人。企业高管认为,项目用工制对技术骨干很有吸引力,但对企业耗费多年培养出来的技术人才队伍,则形成了比较大的冲击。(《瞭望》新闻周刊记者汪延 程士华 汪奥娜)

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