鋼鐵行業是一種高能耗、資金密集型的產業,它為國民經濟各部門提供原材料,是我國重要的工業部門.隨著國民經濟的發展,鋼鐵材料逐步向高、精、輕、薄、耐用的方向發展,發展中國家的實力也不斷增強,鋼鐵產量逐年增加.2012年中國出口鋼材5.48億噸,穩居世界第一,比排在第二位的歐盟高出16.35%;2012年中國進口鋼材1.42億噸,位居世界第六.我國是名副其實的鋼鐵大國,進出口量都位居世界前列.我國鋼材的出口量雖然大,但大多數是附加值較少的普通鋼,對于一些高質量的鋼材仍需要從國外進口.面對日益激烈的國際競爭,我們坐擁豐富的資源卻生產不出高質量的產品,依靠低資源成本獲取利潤的現狀面臨挑戰,如何提高鋼管的質量變得越來越重要.
1.1.1無縫鋼管的基本情況
鋼管是一種重要的鋼鐵產品,大概占鋼材總量的10%左右.鋼管具有空心斷面,適合作為流體的輸送管道,且與相同質量的圖鋼比較,斷面系數大、抗彎抗鈕強度大,在機械和建筑結構上應用廣泛.鋼管按生產方式不同可以分為焊管和無縫管兩類,焊管是通過將平板材經折彎后焊接而成的,而無縫鋼管是將熔融狀態的鋼水通過環形狹縫積壓出來后再經拉伸等處理工藝成型的.相對于焊管,無縫鋼管成本高、制造工藝復雜,但無縫鋼管沒有焊縫,可靠性和品種適應性強.無縫鋼管在鋼管中的比例約為42%-45%,在航空航天、石油勘探、核電、鍋爐、造船、地址等領域有著廣泛應用,因其應用領域的特殊性,對無縫鋼管的質量要求要高于一般的焊管.
1.1.2鋼管每根跟蹤的必要性
無縫鋼管作為一種重要的鋼材,在國內的消費量保持較快的增長速度,出口量也逐年上升,但是我們看下面一組數字:
2012年1月到8月,我國出口無縫管340.22萬噸,其中出口量較大的的品種為石油天然氣道無縫管、石油天然氣鉆探無縫管、鍋爐管,平均單價為1047.51美元/噸、1368.87美元/噸和2545.89美元/噸.
2012年1月到8月,我國共進口無縫管15.08萬噸,其中進口量較大的的品種為石油天然氣鉆探無縫管.鍋爐管,分別占進口總量的36.54%和26.05%,平均單價為3361.43美元/噸和6815.86美元/噸.
從相同鋼管的貿易差額對比可以得知,我們生產的鋼管在質量上與進口的鋼管還有較大差異,正是因為質量上的差異,給我們帶來巨大的經濟損失,對于一些高質量特殊應用的無縫鋼管,我們仍需要從發達國家進口.為改變這種現狀,對國內企業進行規范化管理,不斷提高鋼管的質量,建立完善的質量保證體系是是企業不得不面對的問題.為了達到這個目標,很多鋼鐵企業紛紛采用一些先進的管理方法,如制造資源計劃、企業資源計劃、產品數據管理、計算機集成制造系統等等,而這些系統都是墓于數據采集和處理的信.息化管理系統.作為制造型企業,生產是企業的根本,生產數據才能真實地反映企業的生產狀況,對生產情況的實時追蹤是實現企業信息化管理的關鍵.
對于出口到國外的無縫鋼管,特別是出口到美國的石油套管,必須遵循美國石油協會發布的石油套管標準(API SPEC 5CT ),要求鋼管在生產過程中滿足可追溯性通則.詳細描述為:1、對于要求按爐號或批號進行試驗并證實其符合規范要求驗收時,制造廠應制定并遵循一套保持爐號或批號識別系統的程序;2.應按下列規定在產品上標記序號:在購方收到材料之前,保持其標識是制造廠的責任,每根管子的編號應該唯一,使實驗數據可與每根管對應起來.目前國內的鋼管生產線,墓本都是采用基于可編程邏輯控制器((Programmable LogicController,簡稱PLC)和人工干預的方式實現按爐或批追蹤.由于鋼管生產過程中的返工或下線等問題導致鋼管生產秩序混亂難以實現生產過程的每根跟蹤.
由以上分析可知,無論是出于經濟大形勢的要求還是美國石油協會出臺的硬性標準,建立一套完整的鋼管每根跟蹤系統是十分必要的.通過鋼管的每根跟蹤實現對每根鋼管生產過程的實時追蹤和質量監控,提高生產現場的管理效率,實現生產線與企業信.息化的集成,滿足日益加劇的市場竟爭需求.
1.1.3工業物聯網技術對鋼管每根跟蹤實現的意義
隨著物聯網技術的不斷發展,它已由實驗室階段走向了實際應用,在工業領域、社會領域及環境領域得到了廣泛的應用,例如機場安保、國家智能電網、智慧地球等平臺都有了比較完善的體系結構.工業物聯網是物聯網技術在工業領域的應用,它是自動化、計算機、通信、管理等多個領域知識的綜合應用.鋼管每根跟蹤系統是一個包含底層每根鋼管的識別、數據采集、設備的網絡連接、數據傳遞、數據處理等的復雜系統,需要多領域知識的集合.工業物聯網為這個復雜系統的搭建、實現車間單體設備與企業信息化管理平臺的信息交互提供了技術支持,進而滿足鋼管每根跟蹤的要求.