Номинанты 2023

Цифровизация контроля качества стальной полосы проката с применением искусственного интеллекта и машинного зрения (Vmx – видеоаналитика)

Эффективные цифровые проекты на крупных промышленных предприятиях
Предприятие
ООО «ВИЗ-Сталь» (входит в состав Группы НЛМК)

Сфера деятельности (основной продукт)
Производитель транфсорматорной (анизотропной) стали

Компания-поставщик решений для проекта
ООО «ВидеоМатрикс»

Период реализации проекта
2021-2022

Предпосылки и цели проекта
ВИЗ-Сталь – предприятие, входящее в Группу НЛМК, производит уникальную электротехническую сталь и стремится постоянно повышать ее качество.

Цифровой сервис по контролю качества полосы работает на входе в технологический процесс обработки стали и на выходе готовой продукции: начиная со стана проката металла 1300 - толщина полосы уменьшается с 2,5 мм до 0,5-0,8 мм. Далее полоса отправляется на агрегаты подготовки рулонов (АПР), где обрезают кромку и дефектные участки полосы.

До внедрения проекта существовала проблема отсутствия точной информации о ширине металла, поступающего на агрегаты подготовки рулонов, глубине залегания кромочных дефектов, наличии сквозных и несквозных дефекты на поверхности полосы. Расчет обрезки рулона происходил на основе обобщенных данных с предыдущих переделов и выведенного опытным путем коэффициента. Такой метод обладал погрешностью, что приводило к издержкам при обрезке металла.

Пропущенные дефекты могли стать причиной обрыва полосы или появления непрокатанных участков на следующих этапах, что требовало дополнительного внимания и времени на устранение заминки в технологическом процессе.

Цель внедрения проекта: сокращение издержек при обрезке металла на агрегате подготовки рулонов, повышение качества стальной полосы.

Задача автоматизации: создание цифрового инструмента для обнаружения в реальном времени, идентификации и классификации дефектов по всей ширине полосы, измерения глубины кромочных дефектов и ширины полосы в процессе прокатки на стане 1300 с использованием самых современных доступных технологий.

Решения
· Vmx Dequs, Videomatrix (ООО «ВидеоМатрикс»)

· СККП 1300, камеры, лазерные сканеры

Что изменилось в результате
Контроль качества полосы был автоматизирован при помощи видеоаналитики с применением искусственного интеллекта и машинного зрения. Система, установленная на стане, анализирует поверхность металлической полосы в движении, измеряя ее ширину, глубину сквозных кромочных дефектов и определяя сквозные дефекты. Обработанные видеоаналитическим ПО Vmx Dequs данные ложатся в основу паспортов рулонов - автоматически создаваемых схем с точно нанесенными дефектами и координатами их местоположения на полосе. Далее паспорт со стана 1300 передается на АПР. Информация из паспортов дает возможность резчику выбрать оптимальную ширину обрезки кромки, а также предоставляет подсказки, где необходимо остановиться при вырезке дефектов. Паспорт содержит и данные о стендовой партии, дате прокатки и всех параметрах обработки, входящей и итоговой толщине металла и длине полосы.

В основе решения лежит отечественное программное обеспечение собственной разработки компании ООО «ВидеоМатрикс» Vmx Dequs. ПО отличается высокой точностью работы за счет синергетического сочетания нейронных сетей и математических алгоритмов. Искусственный интеллект справляется с помехами и анализирует дефекты и геометрические характеристики полосы прямо в движении продукции, не прерывая технологический процесс и справляясь с помехами в промышленных условиях. Vmx Dequs лежит в основе также других уникальных решений для промышленности (таких как АРМИЛ для ГК «Ростех»), внесен в реестр отечественного ПО.

В качестве сенсоров использовались камеры и лазерные сканеры. Генеральным подрядчиком выступило ООО «Дата-Центр Автоматика».

Ключевые итоги
- снижение расхода металла на 2 кг с каждой тонны (более 200 тонн в год) за счет определение количества и глубины залегания кромочных дефектов, что позволяет задать оптимальную ширину обрезки рулона.
- сокращение обрывности металла при дальнейшей обработке на ~20%.
- сокращение времени простоев в технологических процессах на ~7% из-за ранее случавшихся обрывов.
- повышение качества детекции дефектов машинным зрением по сравнению с человеческим.
- все сотрудники на этапе обработки полосы на АПР отметили повышение удобства в работе с рекомендательной помощью цифрового сервиса - удобство заключается в использовании паспорта рулона с топограммой дефектов при дальнейшей обработке рулона.

Проект решает задачи импортозамещения и подлежит тиражируемости.