深耕轧钢一线的数据尖兵
发布时间:2024-06-05 16:40:24
科学家心声
我很荣幸作为首钢信息化、自动化、数字化研发方面的典型代表,获评第二届首钢二级科学家,这是对我个人从业态度和业绩的认可,也是对一线技术人员的鼓励,非常感谢集团领导、股权公司领导、首自信公司领导和同事的大力支持。今后,我和团队将继续努力,逢山开路、遇水架桥,在深入推进数字化赋能轧钢生产上持续发力、反复冲锋,为推动技术创新成为首钢第一竞争力,加快发展新质生产力作出新的更大贡献。
作为一名科技工作者,郭立伟从一而终,专注轧钢领域的技术研发工作,主要包括轧制工艺过程的持续改进和优化,轧制过程数学模型的建模、优化和开发,以及智能化技术在轧制过程中的研究探索。他坚持理论与实践相结合,用十几年的时间通过数字技术加持,助力首钢在轧钢自动化技术领域从起步初创到业界的广泛认可。郭立伟在首钢高端汽车板和电工钢生产过程中发挥了重要作用,提升了生产过程的稳定性,促进了产品质量的稳步提高,极大提高了产品合格率和产品的市场竞争力,为推进首钢轧钢自动化作出卓越贡献。
郭立伟凭借专业领域的出色表现,被授予首都劳动奖章,获授权发明专利15项、软件著作权8项,发表科研论文9篇,主持参与的多项成果获首钢科学技术奖。
想干就有舞台 能干成就人生
“想干就有舞台、肯干不会吃亏、能干成就人生!”这是郭立伟的感言。2007年,郭立伟博士从北京科技大学机械电子工程专业毕业后来到首钢。“我选择来首钢工作是接受了学校一位老教授的建议并得到推荐,他建议我如果想学以致用,有更大的发展空间,首钢是个好选择。”在面试过程中,郭立伟了解到当时的首钢正在规划建设大型板材生产基地,对首钢未来的发展有了初步认识,最终选择到首钢这个充满机会和挑战的企业发挥自己优势实现梦想。
零起步既是挑战,又是机遇。随着首钢钢铁业的转型升级,以汽车板、硅钢为代表的高精尖产品在首钢开始萌芽。这对从事自动化研究领域的郭立伟来说是一个难得的机会。“正是有了首钢历任领导推动转型和首自信公司领导的充分信任,我们才有了用武之地。”郭立伟说。
最初,首钢也遵循了国内大多数企业发展的路径——引进。2007年,首钢顺义冷轧汽车板生产基地迎来德国进口冷连轧设备和控制系统,还有随行的调试专家。回想起当时自己参与首钢顺义冷轧汽车板生产线建设的情景,郭立伟感慨:“看到国外专家来到现场后熟练地调试设备,我很想近距离学习,但有些外国专家在工作时明确要求不让我们靠近,更有甚者将座椅围成一圈,将我们隔绝在外,想跟着学习调试几乎不可能。”面对困难,郭立伟没有想过退缩和放弃,而是凭着坚持不断攻坚克难。“想要掌握设备调试的秘诀就得了解控制代码,最初我想分析掌握全部代码功能,但经过初步尝试发现要掌握这一功能,需要分析大量的程序代码,需要太多的分析时间,对于我而言,工期紧不适合这种尝试。”郭立伟解释道。为了提高工作效率,白天他在调试现场观察记录调试过程和结果,晚上按照当日产线生产的关键时间点搜集整理有用信息,并对照查询成千上万条代码,分析执行过程和执行原理,再经过次日的调试验证,不断积累形成自己的经验总结。同时郭立伟还以首钢冷轧的员工“身份”参加与外方专家召开的总结会,从会上找到调试信息的关键点,就这样坚持了近两年,从一无所知到逐渐上手验证自己的数据信息,最后还给外方专家提出一些建议,逐渐得到了外方的认可。
轧钢是将钢坯通过轧辊压制成不同尺寸的钢板或带材。轧钢不怕连续作业,就怕“启车”。一次外方专家在这一环节“卡壳”了,外方专家说:“你们看看郭立伟行不行。”难得的上手机会从天而降,郭立伟凭着自己的经验积累立刻上手调试,很快便启动了生产线。
随着研究的不断深入,郭立伟带领团队实现了对生产线运行过程的深入理解和掌握,打破了国外公司对轧制系统的绝对垄断。郭立伟和他的团队用实际行动换来的是信任和尊重,现场发生问题,生产人员首先想到的都是他们;外方人员有问题,首先想到的也是他们;最常听到的一句话是“去问他们,他们都知道”,这里的“他们”,就是郭立伟和他的团队。
大数据应用让轧制过程智慧化
在企业和行业所作的贡献,让郭立伟成为这一领域国内知名的专家。随之而来,便是他对企业和行业未来轧钢自主系统研发的思考。
“最初我们也尝试进行自主系统研发,后来我们发现相比系统研发的投入,冶金过程的数据积累和应用更为关键。”郭立伟说。
国内研发和国外成熟的系统并无太大差别,反而是在大数据应用端能否有自己的“绝活儿”,才是未来引领行业的关键所在。郭立伟所说的“绝活儿”便是大数据。大数据不仅是数据信息庞大,更在于数据准确应用和产生的效果。
从2015年开始,郭立伟将工作重心向大数据分析与应用领域倾斜。首先,他利用现有系统建立了轧制工艺动态分析系统,对现场数据进行最快20毫秒/次的采集,研究生产流程中的数据关键点;随后,他带领团队先后开展了生产过程监控系统和质量一键式分析系统的研究。“如果说动态分析系统很多软件公司都可以做的话,那么后者就必须要深入研究冶金工艺,这便是我们的优势。大数据与轧制工艺相结合,促进生产过程稳定性、产品质量可靠性得到提升,为后续工作打下了坚实的基础。”郭立伟说。
针对轧制过程的机理复杂性,郭立伟积极研究和探索智能制造技术在轧制过程中的应用。将智能制造技术与材料理论、工艺理论和生产经验相结合,依托工业互联网技术,在大数据平台基础上,开发了包含基于机器学习的产品生产过程监控、质量综合评价、智能模型优化、协同驱动数字化建模等功能的轧钢系统动态分析系统。成功应用于酸连轧产线、热连轧产线、冷轧单机架产线等多条产线,为轧制过程CPS系统和数字钢卷的构建进行了有益的探索和尝试。研究成果在“迁钢硅钢冷轧智能工厂建设”和“顺义冷轧灯塔工厂建设”等重大课题和重大项目中得以成功应用,为产线智能化、数字化改造,提高产品质量和劳动生产率作出了贡献。在智能工厂建设过程中,以顺义冷轧灯塔工厂建设为着力点,有效提高了顺义冷轧各产线模型的自组织、自适应和自我优化能力,随着研发成果持续迭代和现场应用,生产稳定性和产品质量持续提高,经济效益和社会效益逐渐显现。
2018年,郭立伟的团队承担迁钢和顺义冷轧产销系统轧制过程控制系统改造,工作涉及多条产线。想要完成项目就得熟悉全部产线系统,当时郭立伟只熟悉其中一条产线系统。工期紧、设计难度大,迫使他必须全身心投入到项目中,既要尽快了解掌握全部产线系统现状,还要在此基础上分析、讨论提出改造方案。郭立伟说:“每天的工作不仅要跑现场,还要分析讨论改造方案,从早到晚几乎没有闲着的时候,但我感觉很充实,但凡项目有所推进就会给我很大动力”。2019年,他带领团队顺利完成首钢迁顺地区10余条产线的产销系统过程控制系统改造,并顺利上线。
想要在工作中提高工作效率,就要不断总结提升,梳理思路,归纳出最优秀或最具扩展性的解决方案。“我非常喜欢将工作中总结的经验和技术进行归纳整理,并记录下来方便日后查询。当遇到与之前工作中出现的故障属于同源或接近的情况,就可以用记录中的方法快速解决问题。这给我的工作提供了很大便利,也方便同事快速掌握相关内容并上手工作。”郭立伟说。从工作之初到现在,他一直坚持了17年,形成了25万字的工作记录和4万字的故障问题记录。他积累的工作经验,为同事和新职工在工作中提供了指引,也形成了可传承的经验借鉴。
在首钢“引进—消化—吸收—自主创新”大战略框架内,伴随着首钢板材事业的发展,郭立伟将工艺、自动化和计算机技术紧密结合,深度消化吸收国际上以Siemens和Hitachi为代表的主流轧钢过程控制系统,掌握轧钢过程控制系统的系统架构、数据流程、核心数学模型、板形设定系统,以及自适应学习模型等关键技术。在此基础上,完成了迁钢环形炉二级系统研究和应用、迁钢准备机组和剪切线二级系统研究和开发、多条重卷产线二级系统研究和开发。
高精度数学模型技术获得专家点赞
对郭立伟而言,为企业解决发展难题义不容辞,如何用自己的实力获得行业的认可,更是他背后“首钢集团”四个字的责任。
“还不知道,你们有这样的人才。”这句话是一次行业交流会上,国内冶金自动化领域顶级专家对郭立伟的评价。这句话的背后则是郭立伟带领团队研发的高精度数学模型系列技术。
模型设定精度偏差降低4%;汽车板平坦度命中率超过了99%;厚度命中率提升1.12个百分点;首钢汽车板实现了800兆帕级别钢种的全覆盖;取向硅钢机组模型系统轧制力偏差超过国内外同行企业……这些看似生涩难懂的数据,离不开郭立伟团队研发的这套模型技术。一块钢板好不好,最直观的便是观感的平坦性与厚度的一致性,虽然自动化控制系统能够让钢板实现这些标准,但是其控制特性受到轧制设备的磨损、材料特性的波动、环境状况的变化等因素的影响,将直接影响到最终钢板的品质。
郭立伟带领团队攻克了自动化系统的高精度稳定控制,其中最大的亮点便是自适应和自学习。“我们这个成果便是让系统能够根据不同工况条件进行自我调节,一旦生产中出现质量波动,可以实现系统自我优化,让整套系统处于最优状态,确保产品的质量始终如一。”郭立伟说。
在这套系统的支持下,郭立伟团队完成了工业和信息化部智能制造专题科研项目——《首钢迁钢硅钢冷轧智能工厂项目》的课题。同时借助这一专业成果,郭立伟团队获得了多项发明专利、软件著作权,发表了多篇科研论文,为钢铁行业的发展积极贡献力量。
言传身教打造专业化核心技术队伍
2019年,在首自信公司领导的大力支持下,郭立伟建立起一支队伍稳定、技术精湛、全力服务于轧制生产过程控制的专业化核心技术队伍,形成工艺——自动化紧密结合工作模式,实现持续、高效的过程优化控制。作为技术负责人,郭立伟带领团队充分发挥工艺、模型和自动化技术人员在技术攻关、科技成果转化等方面的技术优势,为提升首钢股份在轧制领域的生产效率、技术水平和产品质量作出了积极的贡献,取得了优异的成绩。
在不断提高自身技术水平、科研能力和业务能力的同时,郭立伟还积极承担团队建设,发挥项目团队传、帮、带的作用,先后培养出多名在轧钢数学模型开发、数理模型算法分析和项目管理方面具有较高水平、能够独立完成相关工作任务的优秀科研骨干和业务骨干,获得先进集体、技术专家、技术带头人、创新之星、奉献之星和首钢优秀青年等称号。
“我们团队有10个人,涉及冷轧、热轧、中厚板等专业,再加上自动化、算法及计算机设备等专业技术人员,如果平均分配到首钢各基地就会出现人手不足的问题。我们将每个团队成员都朝着一专多能或者复合型人才方向培养。”郭立伟自豪地说。团队成员们在郭立伟的言传身教下形成了浓厚的学习氛围,不仅在自己专业领域不断成长,也相互学习相互交流,多个专业水平得到提升,满足工作互补密切合作需要,团队形成强大的凝聚力,逐渐成为一支合力攻坚的高效团队,在首钢轧钢领域持续贡献智慧和力量。
溯源穷流 钩玄提要
一个由外国专家用座椅围成的“圈”,圈得住核心技术,却圈不住他对智能研发的热忱与探索;一个沉淀于梦想中誓要练成的“绝活儿”,虽道行险阻、举步维艰,他却乘风破浪、逆流而上,最终获得冶金自动化领域顶级专家的交口称赞。从“平稳驾驶”到“弯道超车”,郭立伟在引领行业发展的赛道上,贡献了令我们骄傲的“首钢智慧”。
“想干就有舞台、肯干不会吃亏、能干成就人生”,郭立伟的感言真挚朴实,仔细品读又回味无穷。历经磨难、勇往直前,这是一条点着微弱的灯奋进前行的路、是一条尝尽“百草”不言放弃的路、更是一条众志成城持续创新的路。在实现首钢高质量发展的征途上,像郭立伟一样的首钢科技工作者们勇攀高峰、敢为人先,在细碎的时光中汇聚起磅礴的科技力量,不断推动着技术创新成为首钢第一竞争力。
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