CSP自动化系统运行情况调研报告new

2010基管班学员调研报告培训中心2010基管班学员培训结业专题调研涟钢CSP自动化系统运行情况调研报告单位：2010基管班学员： XXXXX二0一0 年 十一月9涟钢CSP自动化系统运行情况调研报告2010基管班 XXX涟钢CSP薄板坯连铸连轧生产线是引进德国SMSD公司第二代短流程薄板热连轧生产工艺设备与技术，并于2004年建成投产的湖南省第一条板材生产线。该生产线大量采用先进工艺、智能仪器仪表、主要生产过程均实现了自动化。它的建成投产对于提升涟钢的装备水平与调整产品结构起到了十分重要的推动作用。自动化系统是CSP生产线最重要的设备系统，也是实现CSP工艺的核心，它运行的好坏直接关系到整个生产的稳顺、产品质量的保障。经过七年的运行实践，为全面了解CSP自动化系统的运行现状，总结在吸收消化国外引进技术方面、设备管理方面所取得的经验，发现存在的问题和困难，为更好地发挥装备潜能，进一步搞好自动化系统优化与设备管理工作提供思路，2010年11月1日-18日，本人对涟钢一炼轧厂电气自动化车间、生产管理室、设备管理室、技术开发室、综合管理室及铸轧车间等车间与科室开展了调研活动。现形成报告如下：。一、 CSP自动化系统运行基本情况（一）自动化系统设备运行情况CSP自动化系统包括从LF精炼炉（含RH炉）到卷取平整机组的整条生产线上L1基础自动化系统、L2计算机过程控制系统与L3计算机信息管理系统。该系统具体由一炼轧厂电气自动化车间负责运行维护管理工作。CSP投产初期，由于设备安装存在较多的遗留隐患，加上SMSD与东芝首次合作设计薄板坯连铸与轧机自动化系统，系统设计存在一些漏洞与缺陷，自动化系统的设备事故频发，给生产稳顺造成了很大的影响。据统计，CSP投产的2004年，自动化系统月平均事故时间高达2425分钟，月平均导致中断CSP连铸机生产7.29次。经过电气自动化车间广大员工几年的实践模索，持续改善设备运行条件，不断完善系统软硬件设计，使设备事故时间得到有效控制，并逐年大幅度递减。到2007年以后设备月平均事故时间基本控制在600分钟以下，2010年110月CSP自动化系统设备月平均事故时间仅为326分钟,相比2004年减少幅度达86.5%；影响生产的次数（主要指非正常中断连续生产）减少到月平均2.8次，与投产初期相比减少幅度达61.6%，设备作业率得到显著提高，自运化系统步入稳定运行阶段。20042010年自动化系统月平均事故时间统计如下图1所示：图1 20042010年自动化系统月平均事故时间统计图（二）自动化系统故障分类状况CSP自动化系统是一个相当复杂的系统。事故原因多样，事故点分布很大，事故原因查找比较困难。在CSP自动化系统中，集成了多个不同厂家的PLC系统、传动系统，以及各种智能仪器仪表，将这些设备或系统所引发的故障进行分类统计，了解哪些设备或系统是主要故障源，以及它们故障率降低情况，以便为今后的设备管理与检修维护提供有益参考。根据CSP生产与自动化系统的特点，将自动化系统的故障类别按功能划分PLC系统、TCS系统、传动系统、网络故障、L2计算机系统、仪表系统、线路故障、软件、现场设备以及其它故障类型共十个子类进行考察。根据以上分类，统计自CSP投产以来自动化系统的各类故障，发现故障比较集中于PLC系统、TCS系统、软件（控制程序），现场设备故障等几个类别，其中PLC系统故障率为15.5%，TCS系统故障率为12.9%，软件或程序原因故障率为18.16%，现场设备故障率为19.20%,这几类设备事故合计占到全部事故的65.76%。各类事故分布如下图2所示。为进一步了解电气人员对自动化系统技术的消化吸收情况，我们对分类故障在投产初期与后期的分布情况进行调查。考虑到2006年后电气自动化车间着手对控制程序进行了全面优化，以此为分界线，分成2007年前后两个阶段来评价。分别统计这两个阶段的事故分布，结果显示：PLC与TCS系统的故障始终比较高，减少的幅度不多，网络故障不降反而上升，说明对控制器系统与网络的维护能力仍显不足；现场设备的故障比例显著上升，说明现场点检维护工作质量有下滑趋势。2007前后的故障分布情况如下图3所示。图2 20042010自动化系统事故分类分布图图3 2006年前后自动化系统事故分类对比图（三） 自动化系统对产品质量的影响（1）CSP热轧卷板形缺陷质量情况CSP自动化系统与热轧板卷的质量好坏有密切相关。事实上，由于生产的高度自动化，以及板卷轧制过程中对于自动化系统的严重依赖，自动控制系统的正常运行，以及过程模型的偏差，模型参数的精度，检测仪表的性能与状态对产品质量均有不同程度的影响。一般而言，自动化系统与板形尺寸偏差（如厚度偏差）、板形缺陷（包括板卷的平直度、凸度超限、浪形、卷形（如塔形卷）等质量缺陷有直接的关系。统计2007年以来四年生产实践过程中上述两类板卷缺陷情况如下图4与图5所示。总的来说，自动化系统运行水平的提高一定程度上提升了CSP热轧产品整体质量，但是仍然并不十分理想。图4 20072010年产品板形与尺寸缺陷比重图4 20072010年产品板形与尺寸缺陷点总产量比重（2）系统优化与改进对板卷质量的影响从投产以来，电气自动化车间非常重视对自动化系统的改进与完善工作。平均每年实施小改小革一百多项。这些工作的开展对于减少设备事故和提高产品质量均起到明显的作用。如层冷温度控制模型的优化，基本解决了轧制不同钢种卷曲温度波动大的问题，改进后80%以上的板卷卷取温度可控制到15范围，波动幅度减少近50%，对于改善板卷质量具有明显的效果，以下图6为改进前后对比图。 图6 层冷温度控制模型优化前后卷取温度对比图(a)改进前FDT（见红色线） (b)改进后FDT（见红色线）（四）CSP自动化系统员工的思想状况了解自动化从业人员的内心感受与思想动态关系到整个自动化系统的运行稳定性。在调研中，采取问卷调查方式对员工进行有关工资收入、工作满意度、是否想要换岗以及是否产生过离职的想法等问题进行调查，共发放问卷调查33份，收回有效答卷23份，问卷调查对象包括技术员、班组骨干，普通点检运行值班电工等对象。调查结果显示，52.2%的员工对工作不满意，且大部分员工表示有机会愿意选择跳槽，30.4%的人基本满意，但仍然希望换到新的岗位上工作；仅有17.4%的员工对工作表示满意，不考虑更换岗位。通过对比该车间往年所做的有关类似调查的情况来看，员工的思想波动较大，对企业的忠诚度下降比较明显。二、 CSP自动化系统运行管理的主要经验CSP自动化系统的运行维护管理对于项目投产后成立的电气自动化车间（原名为电气作业区）是一个全新的课题，也是一个巨大的挑战。电气自动化人凭着不服输的干劲，在不断学习与实践的过程中摸索总结经验，积极开展技术改进，深入系统研究，攻下一个个技术高地，基本掌握了生产线的设备运行维护技术，给公司交了一份基本满意的答卷。总结几年来的经验主要表现在以下几个方面：（一）初步完成了CSP自动化系统技术的消化吸收，为进一步发挥系统潜能打下了较好的基础。投产初期，一出现设备故障，大家心里没有底，只能依赖于车间少数几个技术人员，这些人成了“消队队员”，白天黑夜连轴转，事故处理时间长，对生产影响也很大。通过几年的模索，不断地对系统进行优化完善，事故显著下降，对一些关健的核心系统也能够发现其不足并加以改进和完善。（二）长期坚持开展内部员工技术技能培训工作，促进了员工的快速成长。自动化系统对人员素质提出了很高的要求，如果不重视员工技术技能培训工作，复杂的系统的熟悉对于新入厂大学生是一个巨大的困难。自动化车间每年在内部进行不下十次的专题讲座，普通员工人均接受培训时间在40课时以上，对系统的功能规格书、典型事故处理方法均进行系统详细的讲解，编写案例教材、专题放灯片，自主组装PLC、控制网络、传动系统培训试验台架，并组织技能竞赛活动。这些培训工作与活动的开展极大地提高员工学技术的兴趣与实际动手能力，加快了青年员工的成长，有力保障了自动化系统运行维护的人员需求，并为公司“十一五”输送了大量青年骨干人才。三、 CSP自动化系统存在的主要问题（一） 高技术人才缺乏，制约了系统装备潜力的充分发挥经过几年的生产实践，自动化系统的运行稳定性、可靠性有了明显进步， 电气自动车间对系统的保障能力、故障处理能力、局部功能完善与改进能力都有了显著提高。与此同时，高技术、高技能、自动化与工艺专业相结合的复合型人才的缺乏严重制约了对系统的全局掌控与装备潜能的有效发挥，制约了产品质量的提高。主要表现在三个方面：（1）网络与控制器系统性故障率难以大幅度减少，一旦出现网络与控制器系统故障，处理故障时间少则34小时，多则1020小时，对稳顺生产构成很大的危害，2007年以来的分类故障统计提供了有力证明。（2）目前还不具备控制系统软硬件独立升级的能力，技术开发仍然处在局部参数调整，小范围功能优化这一初级层面，很难从全局的高度来提升控制系统性能，这一方面国内很多钢厂远远地走在我们的前面。（3）控制与轧制模型的研究不够、理解不深。控制与轧制模型基本上都是工艺思想与轧制理念的数学反映与控制实现，理解和优化L1、L2的相关模型，首先要对冶炼、轧制工艺机理熟悉。目前控制与工艺相结合的人才基本上没有，自动化与计算机专业技术人员在遇到问题时临时抱佛脚，尝试自学工艺理论；工艺技术人员目前还很少有主动去学计算机与控制知识的，甚至对轧制模型进行深入研究的也不多，这无疑将会制约产品质量的提高以及新产品开发效率，使自动化系统的潜能难以充分发挥。（二） 缺乏持续提高自动化系统运行维护人员自主学习和工作积极性的有效管理措施随着生产线的稳顺，自动化系统故障率的减少。以前为应对事故处理的紧迫感逐渐消失，消极懒散的工作作风也慢慢地涌现出来，点检设备的责任心、事故处理的“抢修”意识呈现逐年减弱的态势。这次调查中有不少人反映维护人员的心态变差了，缺少积极上进思想，解决故障的速度慢，对技术也表现出不愿学不想学的惰性。自动化车间为了调动员工工作积极性，采取了一系列管理办法：如加强思想政治工作、班组长实行内部公开竞聘制度，员工绩效评价与岗效工资挂钩办法，内部技能竞赛等，这些新的管理措施实施对于稳定人心、提高工作效率起到了一定的作用，但没有从根本上扭转员工心态下滑的趋势。分析原因主要有几个方面：（1）运行维护人员学历结构不尽合理，最近几年，每年从大专院校引进新的大学生补充到CSP电气自动化车间。目前电气自动化车间员工大专以上学历占95%，且平均年龄不到30岁。员工的职业竞升比较慢，与大学生职业期望差距较大，挫伤了新进厂员工的工作积极性。（2）国企体制下的工资分配制度很难充分体现按劳分配与能者多得的公平性。（3）组织缺乏对员工职业生涯的规划。员工往往对自已在今后个人的发展方面无所适从，缺乏具体的奋斗目标，从而很难把自已的精力集中用在工作上，并容易受到外部因素的影响。（4）自动化系统的管理是一个全新的课题，需要加强与外面交流，不断了解行业发展动态与先进企业的管理经验，坐井观天、看不差距和问题所在，助长了人的消极惰性思想的产生。（三） 自动化系统的重要性没有得充分理解与认识随着公司装备的大型化、智能化、自动化、网络化的发展。生产作业基本从手工作业向自动化作业跨越，生产操作日益简单方便、劳动强度大幅下降。企业核心技术不仅仅掌握在生产操作、工艺技术人员手中、自动化系统及其从业人员也成为企业核心技术的掌握者之一。实事上，国内外先进钢铁企业，均非常重视自动化人员的培养，并给予很高的待遇保障。目前，公司正全力实施精品+差异化战略，谋求提高企业的市场竞争力。该战略的实施要求产品开发具有满足市场差异化需求的能力。而每一种新产品的开发都离不开自动化系统参数的调整、控制策略的改进，生产的稳顺与产品质量的保障也离不自动化系统的良好运行。如何定位公司的自动化系统的地位，关系到充分调动自动化系统从业人员的工作热情。（四）自动化系统的核心设备逐步面临大修与升级改造问题，系统稳定运行压力增大CSP自动化系统从2003年安装调试开始一直投入运行以来，已进入第八个年头，其中多个关健系统如L2计算机系统的服务器、连铸TCS控制器面临备件采购困难的难题，控制模块工作老化日益严重，这也是PLC、TCS等系统性故障难以有效控制的重要原因之一。这些系统急需进行软硬件升级改造。做为轧制控制“眼睛”的多功能仪等特殊仪表自投产以来一直未进行过大修检查（由于自身不具备这个能力，只能请制造厂家来做），导致多次集中出现大批量板形与厚度超差的质量事故，对公司效益造成大的直接损失，因此特殊仪表系统的大修改造也显得相当迫切。但由于这些系统升级、大修费用较高，在目前公司经营困难的背景下，多次申请均未能得到批复，这无疑给系统安全稳定运行增加了较大的压力，一旦发生核心系统的崩溃事故，整条生产线都面临停产的风险。四、 思考与建议（一）搞好员工梯队建设，稳定人才队伍，提升自动化系统人才素质生产力的发展，人是最积极的因素。自动化系统是CSP生产线最重要的设备基础，是实现CSP先进工艺的核心。自动化员工作为保障系统安全可靠运行的执行者，其队伍的稳定与否，人才素质的高低是提升系统保障能力的内在基础。调研发现电气自动车间员工无论是年龄结构还是学历水平过于扁平化，人员缺乏层次。过于年轻化的人员队伍不利于技术的积累与沉甸，并且阻碍青年员工的成长。对于系统的日常维护需要一大批肯扎根基层现场的技术工人，相比大专以上文凭大学生，职业技工可能更有优势且更安心服务于现场。同样，高技术、高技能型、既懂工艺又通控制的复合型人才却十分紧缺，使系统缺少技术带头人，制约自动化系统的完善与性能提升。 员工思想波动大、士气低落，需要持续不断加强思想政治工作、积极引导员工正视困难、增进与员工的思想沟通，积极探索构建科学的薪酬考核体系和人才使用的激励机制，打破身份壁垒，体现责任与报酬相适应的原则，破解员工心态浮燥的难题，激发员工建功立业的热情，稳定人才队伍。建议实施“走出去”培养人才的途径。多开展同国内高校以及先进企业的交流活动，鼓励员工跟踪学习行业先进技术与管理经验，为员工对外交流经验与技术尽可能创造条件，提升自动化人才的整体素质。（二）建全CSP自动化系统核心设备的检维修技术规范自动化系统是设备系统，也有其工作生命周期。再精密可靠的电子元器件随着运行时间的增加也会出现性能变差、精度下降、老化，损坏。核心设备的大小修保养周期如何确定，大型控制器、服务器的升级改造等问题既是技术问题，也是管理问题，它涉及到系统的维护、备件的准备、资金的预算等等。如果只顾眼前利益，片面的追求低成本，拼设备，抓产量,使设备带病运行，故障增加，形成不良的运行状态，进一步影响到产品质量，同时也危及设备的安全运行。建议公司相关部门进行