کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت فولاد؛ در آینده چه خبر است؟

همیشه ورود تکنولوژی‌های جدید به بازار صنایع به نوعی ترسیم‌کننده آینده اقتصاد و دنیای صنعت بوده است. هوش مصنوعی هم یکی از همین تکنولوژی‌های بسیار کارآمد و مفید است که در سال‌های اخیر همه‌گیر شده است. این فناوری می‌تواند در صنعت فولاد که نقش یکی از رگ‌های حیاتی سیستم اقتصادی را ایفا می‌کند، در بخش‌های مختلفی از جمله پیش‌تولید و تولید به کار گرفته شود؛ بنابراین آشنایی با مزایا و کارکرد هوش مصنوعی در فولادسازی برای فعالان این حوزه واجب است.

چرا صنعت فولاد به هوش مصنوعی نیاز دارد؟

هوش مصنوعی (AI) یکی از پرکاربردترین فناوری‌های قرن اخیر است که تحولات چشمگیری را در زمینه‌های مختلف رقم زده است. این تکنولوژی بخش قابل توجهی از کارهای یدی کارکنان صنایع مختلف را با دقت بالا انجام می‌دهد. قابلیت‌هایی نظیر یادگیری ماشینی و بهره‌گیری از الگوریتم‌های دقیق منجر به تحلیل کامل حجم بالای داده‌های مربوط به هر کارگاه و کارخانه‌ای شده و در نتیجه باعث افزایش راندمان فرآیند تولید محصولات فولادی می‌شود.
از مهمترین مزایای هوش مصنوعی باید به سازگاری آن با نیازهای هر تولیدکننده‌ای اشاره کرد. کارخانه‌ها و شرکت‌های فعال در حوزه فولاد می‌توانند هوش مصنوعی را با توجه به حجم تولید، نوع تولید، داده‌های اختصاصی و بودجه خود تنظیم و سفارشی‌سازی کنند. این قابلیت انعطاف‌پذیری به هر مجموعه اجازه می‌دهد تا راهکارهای هوش مصنوعی را متناسب با نیازهای منحصربه‌فرد خود پیاده‌سازی کرده و به حداکثر بهره‌وری دست یابد. معتبرترین کمپانی‌های تولیدکننده محصولات فولادی در سال‌های اخیر خود را به هوش مصنوعی مجهز کرده‌اند. افزایش سرعت تولید، افزایش فروش و کاهش هزینه‌ها نتیجه این به‌روزرسانی برای آن‌ها بوده است.

چالش‌های سنتی در تولید و طراحی ورق‌های فولادی

فعالیت‌های اقتصادی مهم برای ادامه حیات خود به پویایی نیاز دارند. ابزارهای جدید و مدرن بخش بزرگی از این پویایی را به وجود می‌آورند. وقتی فعالیت‌های اقتصادی در سطح کلان انجام شود، این نیاز به پویایی بیشتر حس می‌شود. صنایع فولادی که گستردگی آن‌ها روزبه‌روز در حال افزایش است، به جدیدترین ابزارها نیاز دارند. از طرفی خطای انسانی در بخش‌های مختلف ساخت ورق‌های فولادی هم می‌تواند باعث تولید محصولاتی بی‌کیفیت شود. این خطاها ممکن است مربوط به قسمت کنترل کیفی، بخش طراحی و حتی بسته‌بندی ورق‌ها رخ دهند. روش سنتی تولید این محصولات امکان وقوع چنین خطاهایی را بیشتر برای کارکنان فراهم می‌کرد. اما تولید با هوش مصنوعی هم احتمال وقوع این خطاها را کم می‌کند و هم زمان مورد نیاز برای انجام کار را تا حد چشمگیری کاهش می‌دهد. این امر بر کاهش قیمت فولاد ساختمانی در بازار هم تاثیر زیادی دارد.

نقش هوش مصنوعی در بهینه‌سازی فرآیند تولید ورق فولادی

هوش مصنوعی راهکارهای متعددی برای مقابله با چالش‌های فرآیند سنتی تولید کالای فولادی ارائه می‌دهد؛ رفع این چالش‌ها باعث بهینه‌سازی فرآیند تولید و در نهایت ساخت محصولات باکیفیت و افزایش درآمدزایی خواهد شد. همراهی اجتناب‌ناپذیر دنیای صنعت و دنیای تکنولوژی موجب هموار شدن مسیری برای آینده بشر می‌شود. در ادامه مزایای فناوری AI در تولید فولاد را شرح می‌دهیم.

کاربرد بینایی ماشین در تشخیص عیوب سطحی ورق‌ها

بینایی ماشین (Machine Vision) سیستمی است که با بهره‌گیری از سنسورهای سرعت بالا و استفاده از الگوریتم‌های پیچیده برای پردازش آن‌ها به راحتی عیوب سطحی در ورق‌های فولادی را تشخیص می‌دهد. بازرسی محصولات توسط بینایی ماشین بدون کاهش سرعت خط تولید و بدون خطا انجام می‌گردد. این فناوری موجب تشخیص زودهنگام خرابی‌ها و جلوگیری از ایجاد ضایعات شده که در نهایت به افزایش کیفیت و کاهش هزینه‌های تولید منجر می‌شود. با توجه به این که این ورق‌ها در تولید محصولات حساسی مانند عرشه فولادی گالوانیزه به کار می‌روند دقت در تشخیص این عیوب به استحکام بیشتر سازه‌ها نیز کمک می‌کند.

طراحی هوشمند مقاطع فولادی با استفاده از AI

طراحی هوشمند شاید پراستفاده‌ترین کاربرد هوش مصنوعی در صنعت فولاد باشد. فرآیند طراحی یکی از سخت‌ترین و زمان‌برترین مراحل تولید این مقاطع است که هزینه قابل توجهی هم به همراه دارد. هوش مصنوعی با در نظر گرفتن بودجه، مشخصات فیزیکی مواد اولیه و میزان استقامت آن‌ها بهترین گزینه‌ها را برای طراحی محصول پیشنهاد می‌دهد. به‌کارگیری قابلیت‌های شبیه‌سازی و استفاده از الگوریتم‌ها و واکنش مواد اولیه نیز باعث شناخت متریال‌ مختلف توسط AI می‌شود.
در نتیجه باید گفت که این تکنولوژی با بررسی دما، فشار و متریال‌ مختلف قادر است بهینه‌ترین طراحی را بر اساس نیازهای تولیدکننده انجام دهد. دقت به چنین جزئیاتی است که محصولات باکیفیت مانند ورق گالوانیزه کاشان را از محصولات بی‌کیفیت متمایز می‌کند. ضمنا بخش قابل توجهی از ضایعات هم به لطف طراحی‌های هوشمند و تولید با هوش مصنوعی کاسته می‌شود. تمامی این موارد باعث کاهش هزینه‌های اولیه و ساخت ورق‌های با کیفیت بسیار مطلوب خواهند شد.

تحلیل داده‌ها در حجم بسیار بالا

هوش مصنوعی عملیات تحلیل داده‌ها را با مدل‌های پیچیده ریاضی، فناوری یادگیری ماشینی و الگوریتم‌های خاص انجام می‌دهد. تحلیل داده‌های یک کارخانه در بخش‌های مختلفی به کار می‌آید. به طور مثال بررسی داده‌های سایر تولیدکنندگان و تحلیل رفتار بازار به امری رایج برای افزایش رقابت در بخش فروش تبدیل شده و توسط اکثر شرکت‌های معتبر انجام می‌شود. این قابلیت به شرکت‌ها و کارخانجات کمک می‌کند تا استراتژی‌های فروش خود را با درک بهتر شرایط بازار و رقبا بهینه‌سازی کنند.

برنامه‌ریزی در بخش‌های مختلف پیش‌تولید، تولید و پس از تولید

برنامه‌ریزی یک فرآیند بسیار سخت است و به هماهنگی بالایی در سطوح مختلف یک کارخانه نیاز دارد. برنامه‌ریزی با هوش مصنوعی در بخش‌های مختلف آسان‌تر می‌شود:
• پیش‌تولید: هوش مصنوعی برای کنترل میزان موجودی در انبارها ابزاری بسیار مناسب محسوب می‌شود. به طور مثال شرکت‌های معتبری نظیر آرسلور میتال (ArcelorMittal) با استفاده از قابلیت‌های تحلیل داده و پیش‌بینی AI توانسته‌اند برای مدیریت موجودی مواد اولیه یک سیستم کارآمد تهیه کنند. این سیستم‌ها بهینه‌ترین زمان و میزان خرید مواد اولیه را با بررسی اطلاعات مربوط به پیش‌بینی تقاضا و شرایط بازار پیشنهاد می‌دهند. چنین سیستمی منجر به کاهش هزینه‌های انبارداری و جلوگیری از کمبود یا مازاد موجودی انبارها می‌شود.
• تولید: برای هماهنگی بین مواد اولیه و میزان تولید باید برنامه‌ریزی دقیقی در یک کارخانه حکم‌فرما باشد. در همین راستا بررسی شرایط بازار (میزان تقاضا و شرایط نوسانات قیمت‌ها) و تطبیق میزان تولید با داده‌های به‌دست آمده امری ضروری برای کارخانه‌ها و شرکت‌ها است که AI آن را بر عهده می‌گیرد. هوش مصنوعی با تحلیل داده‌های بازار می‌تواند الگوهای مربوطه را پیش‌بینی کرده و به کارخانه‌ها کمک کند تا تولید خود را به طور بهینه تنظیم کنند.
• پس از تولید: فناوری AI هنگام پخش و توزیع محصولات نیز می‌تواند بهترین زمان، کوتاه‌ترین مسیر و حتی مناسب‌ترین وسایل نقلیه را بر اساس کالای مورد نظر مشخص کند. این فناوری با ارائه اطلاعات دقیق از شرایط محیطی انبار و مشخصات ورق‌های فولادی قادر است سلامت آن‌ها را هنگام انبارداری نیز تضمین کند.

چشم‌انداز آینده کارخانه‌های فولاد هوشمند

هوش مصنوعی بخش قابل توجهی از مسیر هوشمند (Smart) شدن کارخانه‌های فولاد را رقم خواهدزد. صنایع فولاد یکی از مهمترین حوزه‌های اقتصادی بوده و اهمیت آن‌ها، با توجه به داده‌ها و میزان افزایش تقاضا بیشتر هم خواهد شد. تکنولوژی AI میزان اتوماسیون را در تولیدی‌های محصولات فولادی بالاتر می‌برد. این مزیت به مدیریت بهتر، درآمدزایی بیشتر و تسریع فرآیندهای متعدد کمک می‌کند. بر اساس موارد فوق می‌توان گفت که کاربرد AI در کارخانه‌های فولاد طی روندی منطقی و آهسته گسترش خواهد یافت.
کارخانه‌هایی مانند فولاد شهرکرد، فولاد تبریز، فولاد تاراز و غیره از جدیدترین تکنولوژی‎‌ها برای ساخت کالاهای خود بهره می‌برند. با این حال بهره‌گیری از فناوری AI در کشورهای مختلفی مانند ایران هنوز به اندازه کافی توسعه نیافته و نیاز به توجه بیشتری دارد. سرمایه‌گذاری در هوش مصنوعی می‌تواند به افزایش تولید محصولات با کیفیت بالاتر در این حوزه حیاتی منجر شود.