آهن سازی هوشمند : هوش مصنوعی و اتوماسیون

یکی از قدیمی‌ترین فعالیت‌های صنعتی، یعنی آهن سازی ، به شدت در حال تغییر است. تولید که قبلاً مبتنی بر دانش ثابت، غرایز و ابزارهای بسیار ابتدایی بود، اکنون بر فناوری، ماشین‌های هوشمند و احترام به محیط زیست متمرکز شده است. در آغاز عصر صنعتی جدید، هوش مصنوعی و اتوماسیون در آهن سازی هوشمند منجر به تغییرات عمده‌ای در تولید فولاد می‌شوند. با این حال، واقعاً چه چیزی متفاوت است؟ چگونه می‌توانیم تأثیر آنها را به طور قطعی اندازه‌گیری کنیم؟

در این بخش، قصد داریم بررسی کنیم که هوش مصنوعی چگونه فرآیند آهن سازی هوشمند را شکل می‌دهد ، چه تاثیری بر عملکرد کارخانه دارد و چگونه به سبزتر شدن فولاد کمک می‌کند.

اختراع آهن سازی هوشمند ، آغاز متالورژی هوشمند است.

انقلاب صنعتی چهارم که اکنون در صنعت آهن‌سازی در حال وقوع است، یک ایده نیست – بلکه پیشرفتی مداوم است که در حال دستیابی به آن هستیم. بخش اصلی این امر شامل استفاده از هوش مصنوعی، تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده و دوقلوهای دیجیتال در ساخت فولاد و حسگرهای هوشمند در طول متالورژی برای افزایش بهره‌وری است. در گذشته، اپراتورها بیشتر تصمیمات را تنها با تکیه بر تجربه خود می‌گرفتند، اما آن روزها گذشته است. در حال حاضر، کارخانه‌های آهن‌سازی برای دستیابی به بینش‌های بلادرنگ، کنترل خودکار و کاهش ضایعات، مصرف انرژی و خروجی‌های بی‌کیفیت به ابزارهای دیجیتال متکی هستند.

هوش مصنوعی در تولید آهن تأثیری فراتر از بهینه‌سازی صرف دارد. آن‌ها داده‌های مشکوک را تشخیص می‌دهند، تنظیمات کوره را خودشان تغییر می‌دهند و به جلوگیری از اشتباهات انسانی کمک می‌کنند. با استفاده از پلتفرم‌های آهن سازی هوشمند ، صنعت آهن و فولاد در حال گذار از واکنشی بودن به پیشگیرانه بودن است.

چگونه هوش مصنوعی فرآیند آهن سازی را متحول می‌کند : از کوره تا پرداخت نهایی

یک راه خوب برای دیدن اینکه چگونه هوش مصنوعی فرآیند تولید آهن را تغییر می‌دهد، بررسی کوره بلند قدیمی است. کوره بلند چندین عامل نادیده دارد و همه آنها باید در طول فرآیند متعادل نگه داشته شوند. متخصصان هوش مصنوعی را در بخش متالورژی معرفی کنید. آنها به سیستم‌های مبتنی بر یادگیری متکی هستند که الگوهایی را در پایگاه داده عملیاتی یک شرکت پیدا می‌کنند.

امروزه، پشتیبانی دیجیتال از کارخانه‌های آهن سازی هوشمند از مدل‌های هوش مصنوعی برای مطالعه‌ی چگونگی واکنش کوره، پیشنهاد بهترین ترکیب سوخت و هشدار در صورت نیاز به تعمیرات اساسی استفاده می‌کند.

بیایید این تحول را از دریچه‌ی کاربردهای دنیای واقعی به تفصیل بررسی کنیم:

این نه تنها یک میز ساده است، بلکه مزایای مهمی نیز دارد. خودکارسازی آهن‌سازی در یک کارخانه به معنای اشتباهات کمتر، بهبود کیفیت محصول و موقعیت قوی‌تر در بازار جهانی است.

مزایای تولید آهن با هوش مصنوعی : چیزی فراتر از بهره‌وری

هوش مصنوعی در تولید آهن به تولید کمک زیادی می‌کند، اما این تنها مزیت آن نیست. با افزایش فشار برای رعایت مقررات و نیازهای مشتریان برای پایداری، استفاده از هوش مصنوعی در فولادسازی چشم‌انداز روشنی را فراهم می‌کند.

تولید آهن به روشی که معمولاً انجام می‌شود، باعث انتشار مقادیر زیادی CO2 می‌شود. علاوه بر این، هوش مصنوعی می‌تواند به استفاده هوشمندانه‌تر از سوخت‌های جایگزین، استفاده کارآمدتر از انرژی و کاهش ضایعات کمک کند – همه این اقدامات اصلی برای سبزتر کردن تولید آهن مورد نیاز است .

فناوری به ما کمک می‌کند تا محیط زیست را نجات دهیم.

• صرفه‌جویی در مصرف انرژی: با هوش مصنوعی می‌توانید در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنید، زیرا مدل‌های هوش مصنوعی افزایش ناگهانی دما را تعدیل می‌کنند.
• کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای: هوش مصنوعی با ترکیب متفاوت مواد اولیه و استفاده کمتر از کک، به پاک‌تر شدن فرآیند فروش خودکار کمک می‌کند.
• بهینه‌سازی مواد: حدس‌های دقیق در مورد شیمی سرباره، کاهش ضایعات در مواد اولیه را ممکن می‌سازد.

روی هم رفته، هوش مصنوعی در صنعت فولاد ۲۰۲۵ محدود به بهبود ماشین‌آلات نیست – بلکه بر بهبود محیط زیست نیز تمرکز دارد.

کربن‌زدایی از فرآیندهای آهن سازی : هوش مصنوعی به عنوان متحدی برای پایداری

از بین تمام گازهای گلخانه‌ای، فولاد مسئول تقریباً ۸٪ از انتشار CO2 در سطح جهان است. واضح است که ما باید تولید فولاد را افزایش دهیم و در عین حال انتشار کربن را پایین نگه داریم. راه حل این مشکل، اجرای فناوری‌های هوشمند برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنعت آهن است .

استفاده از هوش مصنوعی در تولید آهن به شناسایی، اندازه‌گیری و مقابله با انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند. این سناریو نشان می‌دهد که هوش مصنوعی یک کوره بلند پیش‌بینی می‌کند که به دلیل کاهش جزئی کیفیت کک، میزان انتشار CO2 _به  میزان ۱۰ درصد افزایش خواهد یافت. این هوش مصنوعی به اپراتور اطلاع می‌دهد، توصیه‌هایی برای گزینه‌های جایگزین خوراک ارائه می‌دهد و از انتشار مواد خطرناک توسط آنها – قبل از وقوع – جلوگیری می‌کند.

با کمک هوش مصنوعی، پلتفرم‌های تولید آهن و فولاد می‌توانند میزان کربن تولید شده توسط هر مسیر فرآوری را شبیه‌سازی کرده و صنایع را برای انتخاب کم‌ضررترین گزینه راهنمایی کنند.

بینش‌های بازار: موج هوشمند تولید آهن

بیایید لحظه‌ای مکث کنیم و وضعیت کلی را بررسی کنیم. اخیراً رشد باورنکردنی در بازار جهانی متالورژی هوشمند رخ داده است.

این اتفاقی است که در زمان نگارش این متن در حال رخ دادن است:

این پیش‌بینی‌ها فقط اعداد نیستند. این تغییرات نشان می‌دهند که دانشمندان به شیوه‌ای جدید فکر می‌کنند. تغییرات در صنعت فولاد اکنون به دلیل مشارکت بیشتر بین شرکت‌های پیشرو فولاد و متخصصان هوش مصنوعی در متالورژی، به علاوه ابتکارات دولت‌ها برای سبزتر کردن فولادسازی با استفاده از هوش مصنوعی، در حال وقوع است.

آشنایی با هوش مصنوعی و کاربرد آن در سناریوهای دنیای واقعی

بیایید این را به تجربیات شخصی شما ربط دهیم. به عنوان مثال، یک کارخانه فولاد یکپارچه در ژاپن، ابزارهای دیجیتال تولید آهن را در سال ۲۰۲۳ برای کارخانه‌ها به کار گرفت. اهداف باید پس از شش ماه محقق شوند.

• میزان خرابی‌ها ۳۵ درصد کاهش یافت.
• مصرف سوخت برای حمل و نقل ۱۲ درصد کاهش یافت.
• در آخرین نتیجه، بیست درصد مشکلات کیفیت محصول کمتر گزارش شد.

همه چیز به این دلیل اتفاق افتاد که دوقلوهای دیجیتال و حسگرهای هوشمند در تولید فولاد ادغام شدند. آنها نه تنها داده‌های مربوط به دما و گازها را جمع‌آوری می‌کردند، بلکه با مدل‌های هوش مصنوعی نیز همکاری می‌کردند تا در صورت نیاز، تغییراتی در فرآیند ایجاد کنند. نتیجه؟ پیش از این، تنها یک دهه پیش، ایده کوره بلند خودبهینه‌ساز فقط یک رویا بود.

حسگرهای هوشمند و دوقلوهای دیجیتال : ستون فقرات انقلاب

آهن سازی هوشمند در واقع به دو قهرمان کمتر شناخته‌شده متکی است – حسگرهای هوشمند در فرآیند متالورژی و دوقلوهای دیجیتال در فولادسازی.

اکنون هر کوره، کنورتور و ریخته‌گری دارای حسگرهای هوشمندی است که داده‌های دقیقی در مورد جریان گرما، حرکت سرباره و انتشار گازهای گلخانه‌ای را با سرعت بسیار بالایی ارسال می‌کنند. داده‌های بلادرنگ از این حسگرها به سیستم‌های دیجیتال منتقل می‌شود تا هر جنبه‌ای از تولید بررسی شود.

در همین حال، دوقلوهای دیجیتال، ماکتی از کارخانه فیزیکی هستند که با گذشت زمان تغییر می‌کنند. اپراتورها می‌توانند با استفاده از شبیه‌سازی‌ها، نه تجهیزات واقعی، موقعیت‌های مختلف را امتحان کنند. اگر قراضه‌ای که استفاده کردیم ۱۵٪ افزایش یابد چه می‌شود؟ اگر ۱۰ دقیقه بیشتر قبل از سرباره‌زدایی تجهیزات زمان صرف کنیم چه اتفاقی می‌افتد؟ بازخورد فوری که ابزارهای دیجیتال برای آهن‌سازی ارائه می‌دهند بسیار مفید است.

این ابزارها با همکاری یکدیگر، به هر کارخانه‌ی آهن‌سازی اجازه می‌دهند تا با گذشت زمان تغییر کند و بهبود یابد.

صنعت ۴.۰ در آهن سازی: مسیر پیش رو

استفاده از صنعت ۴.۰ در آهن سازی هوشمند فراتر از فناوری است؛ این فناوری فرهنگ شرکت‌ها را نیز تغییر می‌دهد.

کارخانه‌های فولاد دیگر به تنهایی کار نمی‌کنند؛ آن‌ها اکنون افراد، ماشین‌آلات و داده‌ها را برای ایجاد ارزش بیشتر متحد می‌کنند.

سال‌های آینده احتمالاً به موارد زیر نیاز خواهد داشت:

• نرم‌افزار مبتنی بر هوش مصنوعی برای کمک به کارگران جدید در درک رویه‌های عملیاتی.
• ابزارهای هوش مصنوعی که قادر به تصمیم‌گیری بدون تکیه بر فضای ابری هستند.
• اعمال فناوری بلاکچین در دفاتر ثبت وقایع، به تضمین عملیات شفاف در تولید آهن و فولاد کمک خواهد کرد.
• اکنون فعالیت‌های اخراج تقریباً به طور کامل توسط سیستمی انجام می‌شود که مستلزم مشارکت کارکنان در کمتر از یک پنجم مواقع است.

این اتفاق می‌تواند به زودی رخ دهد. این همان مسیری است که صنعت به عنوان بخشی از آهن‌سازی هوشمند در پیش گرفته است.

نتیجه گیری

از آنجایی که با جهانی روبرو هستیم که در آن عملکرد، پایداری و نوآوری به هم مرتبط هستند، ایفای نقش در آهن‌سازی هوشمند ضروری است. بهبود آهن‌سازی، بهره‌برداری حداکثری از منابع و حفظ کیفیت عالی در تولید، همگی به داده‌ها و هوش مصنوعی اشاره دارند.

وقتی به سال ۲۰۲۵ و پس از آن در صنعت فولاد نگاه کنیم، همکاری‌های نزدیک‌تری بین متخصصان هوش مصنوعی، کسانی که در زمینه فلزات مطالعه می‌کنند و متخصصان پایداری در زمینه آهن‌سازی وجود خواهد داشت. در حال حاضر حرکتی از مهارت‌های انسانی به یادگیری ماشینی وجود دارد و کسانی که ابزارهای آهن‌سازی دیجیتال را پذیرفته و با شرکت‌های هوش مصنوعی در زمینه متالورژی همکاری می‌کنند، در این رقابت پیشتاز خواهند بود.

منبع : Steel Technology

برای مشاهده دانشنامه‌های بیشتر در زمینه فولاد و آهن آلات کلیک کنید