行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
钢铁行业 数字钢卷 技术规范
建议项目名称
(英文)
Iron and steel industry - technical specification for Digital Steel/Digital Coil - technical specification
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.010
中国标准分类号
H04
牵头单位
宝山钢铁股份有限公司
体系编号
CA
参与单位
冶金工业信息标准研究院
完成周期(月)
12
目的、意义
或必要性

随着“数字经济”的迅猛发展,钢铁业也需要积极进行“数字化转型”。“数字化转型”一个重要实现途径是通过收集、整合,供应者、生产、运营、研发、用户服务等各方面的数据,构造“数字孪生”系统。促进数据在企业内部工序、上下游企业之间的合理流动。通过“数据赋能”,推动全产业链上各个企业的成本改善、效率提升、用户服务优化等工作,以构建“钢铁生态圈”。

“数字钢卷”是一个与实物钢卷同时生产出来的数据集。它实现了钢卷生产中质量、工艺、设备、能源等数据,按“时间”和“带钢长度(纵向和横向)位置”二个维度的高频汇聚,是实物钢卷的“数字孪生”体。它是“钢铁生态圈”中,实现“数据合理流动”和“数据赋能”的载体之一。

对“数字钢卷”的数据采集、数据处理、数据交换接口等方面进行标准化,对于数据实现“无障碍流动”,提高数据流动效率,具有十分重要的意义。

范围和主要
技术内容

“数字钢卷”标准包括:数据采集标准、数据处理标准和数据交换接口标准。

1. 数据采集标准

1.1 数据采集系统架构的规范

为了适应更高的数据采集频率、避免同一数据被不同采集程序重复采集,影响被采集系统运行稳定性的问题。应该采取“设备”到“缘层”的系统架构(如图1所示)。

1:数据采集系统架构示意图

1.2 数据采集协议的规范

   数据采集系统应该支持以下主要数据采集协议:1)数据库数据采集;2TCP/IP编程采集;3)通过OPCOPC-UA采集;4)特殊仪表图像、声音、视频、文本文件采集(ftp文件方式);5Restful6Kafka通讯;7MQTT通讯8profinet9modbus10Ethernet/IP11TC-Net12EtherCAT13SNMP

 

2. 数字钢卷数据对齐的规范

2.1 数字钢卷的一部分数据需要进行时序对齐。

不同系统来的数据入库前需要进行数据对位,即按照时刻点或材料位置点对数据按照时间对齐,例如同一时刻的轧机轧制力与振动信号、11点的带钢厚度与温度。对位前必须要有系统对时功能,以及精确的材料跟踪功能。

为了做到时序对齐,数字钢卷所涉及的数据源,其所在系统必须进行时间同步。

 

2.2 数字钢卷的数据要在长度方向对齐。

数据分析时需要按照材料长度方向来进行数据的对位分析,例如,热轧带钢距离头部300m有一表面缺陷,分析该缺陷产生的原因,就需要该点分别在粗轧、精轧等各设备的信息和工艺参数,需要将这些点按照长度方向进行采集和对齐。实现长度方向数据对位,需要采集所有位置检测、材料跟踪、长度计算或检测的信息,建立产线模型,对切头尾、分卷、材料延伸等需要做特别的处理,形成不同检测位置所采集数据的对应关系。

按照不同的工序,制定数字钢卷数据的颗粒度。以冷轧工序为例,其最小的数据颗粒度是1米,即每米带钢,有一组数据。

按照不同的工序,制定数字钢卷数据在材料纵向位置的对齐偏差。以冷轧钢卷为例,企业间“数字钢卷”数据的长度方向对齐偏差≤ ±5m。例如,下游企业没有进行钢卷长度变化有关作业的前提下,在“数字钢卷”长度位置的前后5米内,可以找到“标注”的缺陷。

 

3. 数字钢卷数据交换接口标准

按照数据应用场合划分,数字钢卷可以分为企业内部使用和下游企业外部使用。“企业内部使用”,通过数据库调用、API服务(应用程序接口)、平台数据服务等方式实现。“下游企业外部使用”,更需要对接口进行规范,以提高数据交换的效率。

企业间“数字钢卷”交付的接口方式主要包括:

Ø  每卷“数字钢卷”以常见数据文件格式,例如:.csv / .xls / .txt等存储在某个数据发布区域内。用户按照钢卷号查询(包括二维码扫描),来下载或者读取数据。

Ø  上游企业制定标准的API(数据程序接口)。下游企业通过调用API获取数据。

 

4. 数字钢卷的交付标准

4.1交付的内容

数字钢卷的交付,以满足下游企业的用户需求为原则,在下述的六大类信息中,除了第一类的基础信息外,在2-6项中需提供不少于3项的内容。

序号

数据类别

数据内容

数据要求

1

基础信息

钢卷号、成分等基本信息(质保书)

2

尺寸信息

钢卷厚度、宽度

至少一项为高频采样值

3

表面缺陷

表面缺陷的特征、定位

根据用户需求提供

4

内部缺陷

内部夹杂物的特征、定位

根据用户需求提供

5

机械性能

抗拉、屈服强度等特性

至少一项为高频采样值

6

表面特性

粗糙度、涂油、膜厚等

至少一项为高频采样值

高频采样值指以米为单位进行连续的表征钢卷全长的检测结果。

4.2交付的数据定义规范

根据钢卷特性的中文名称、英文名称、单位、数据最小刻度等,制定规范,以便数据在不同企业流动时,保证数据定义的通用性。冷轧工序的数据规范如下表所示。

“数字钢卷”主要数据项清单

序号

数据项

数据单位(中文)

数据单位(国标)

数据最小刻度

可否提供高频值

1

订货合同号

/

/

/

/

2

钢卷标示(钢卷号)

/

/

/

/

3

钢卷成分

/

/

/

/

4

长度位置(距离带钢头部距离)

m

1

/

5

带钢厚度

毫米

mm

0.001

6

带钢宽度

毫米

mm

0.1

7

锌层重量(若有,横向分布,上表面和下表面)

/平方米

g/m2

0.1

8

涂油量(横向分布,上表面和下表面)

毫克/平方米

mg/m2

1

9

板型(平直度,横向)

I单位

I

0.1

 

10

表面缺陷名称

/

/

/

 

11

表面缺陷等级

/

/

/

 

12

表面缺陷所在表面

上、下

/

/

 

13

表面缺陷纵向位置(距离带钢头部)

毫米

mm

1

 

14

表面缺陷横向位置(距离带钢中心),正方向:面朝带钢展开方向 朝左侧

毫米

mm

1

 

15

表面缺陷面积

毫米平方

mm2

1

 

16

表面缺陷照片(链接)

/

/

/

 

17

粗糙度(Ra,若有,上表面和下表面)

微米

μm

0.1

18

粗糙度(Rpc,若有上表面和下表面,)

/

/

0.1

19

抗拉强度(TS,若有)

兆帕

Mpa

1

20

屈服强度(YS,若有)

兆帕

Mpa

1

21

膜厚(钝化膜、有机膜等)

微米

μm

0.1

22

内部缺陷(夹杂物,若有)

 

/

/


国内外情况
简要说明

1、查询国内外有关文献,未发现有类似的“数字钢卷”的内容;

2、此标准不涉及专利和企业秘密等受知识产权保护的内容。

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
5-行业标准项目建议书-CA 钢铁行业 数字钢卷 技术规范 (宝钢股份).docx (178.69KB)任务书(建议书)