رباتیک و صنعت فولاد

به گزارش می‌متالز، صنعت فولاد همواره به‌عنوان یکی از ارکان حیاتی توسعه زیرساخت‌های جهانی مطرح بوده است؛ اما در سال‌های اخیر، تحولاتی بنیادین از طریق هوش مصنوعی، اتوماسیون و رباتیک در این صنعت به وقوع پیوسته که فراتر از بهبود روش‌های سنتی تولید، به بازتعریف مفهوم بهره‌وری و کارایی می‌پردازد. این تحول فناورانه نه‌ تنها به افزایش تولید و بهینه‌سازی فرآیند‌ها منجر شده، بلکه با رویکردی متکی بر ایمنی، پایداری و حفاظت از منابع طبیعی، گام‌هایی روبه‌جلو در جهت آینده‌ای هوشمندانه و سبز برداشته است. رباتیک و فناوری‌های نوین با ادغام در صنایع فولاد، سرآغاز عصری جدید هستند که در آن مرز‌های نوآوری، توسعه اقتصادی و تعهدات زیست‌محیطی به یکدیگر پیوند می‌خورند.

رشد روزافزون ربات‌های صنعتی در آینده روند صعودی خود را ادامه خواهد داد. همان‌طور که در شکل شماره ۱ مشاهده می‌کنید، اندازه بازار جهانی ربات‌های صنعتی در سال ۲۰۲۴ میلادی، در حدود ۲۳.۷۱ میلیارد دلار است و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۴ به حدود ۸۴.۳۶ میلیارد دلار برسد و با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) ۱۳.۸ درصد از سال ۲۰۲۴ تا ۲۰۳۴ توسعه پیدا کند.

ادغام رباتیک در صنعت فولاد، در حال تغییر فرآیند‌های تولید مدرن است و بهبود بهره‌وری، ایمنی، تولید و کنترل کیفیت را با خود به همراه دارد. این تحول توسط پیشرفت‌های هوش مصنوعی (AI)، فناوری‌های اتوماسیون و نیاز به شیوه‌های پایدار دوستدار محیط‌ زیست هدایت می‌شود. ربات‌ها در فولادسازی، جابه‌جایی مستقل مواد خام، جوشکاری و دستیار کمک‌مونتاژ، ریخته‌گری مداوم و عملیات کوره‌های خودکار را امکان‌پذیر می‌سازند. رباتیک همچنین به صاحبان و مدیران کارخانه‌های تولیدی اجازه می‌دهد تا با حذف نیاز به دخالت مستقیم انسان در انجام وظایف تکراری و خطرناک، مانند کار در نزدیکی کوره‌های با دمای بالا یا جابه‌جایی مواد سنگین، به‌طور قابل‌توجهی ایمنی محیط کار را برای کارگران انسانی بهبود بخشیده و ساده کنند.

کاربرد ربات‌ها در تولید هوشمند صنعت فولاد، باعث بهبود کارایی ذوب می‌شود. ربات‌ها می‌توانند بدون متوقف کردن فرآیند دمیدن، دما و محتوای کربن فولاد مذاب را اندازه‌گیری کنند و با دقت بالا، کنترل نقطه پایان و نرخ موفقیت فرآیند را افزایش دهند. این کار باعث کوتاه شدن چرخه ذوب، بهبود شرایط کاری و کاهش خطرات برای کارگران می‌شود.

هرچند ادغام رباتیک در صنعت فولاد مزایای زیادی دارد، با چالش‌هایی نیز همراه است. نگرانی‌هایی درباره از بین رفتن مشاغل وجود دارد، زیرا ربات‌ها وظایف تکراری و جسمی سنگین را به‌طورکلی بر عهده خواهند گرفت. بااین‌حال، این تغییر همچنین فرصت‌هایی برای بازآموزی نیروی کار فراهم می‌کند. کارگران باید با توسعه مهارت‌هایی در زمینه‌هایی مانند نگهداری ربات‌ها، تحلیل داده‌ها و سواد هوش مصنوعی، خود را با این تغییر سازگار کنند. در حال حاضر، کمپانی‌های مختلف فولادساز در دنیا، شروع به پذیرش و ادغام رباتیک در پروسه تولید خود کرده‌اند. از جمله این شرکت‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

شرکت POSCO کره جنوبی رباتیک را در فرآیند‌های حیاتی مانند ریخته‌گری فولاد، ادغام کرده است. همچنین پوسکو در کارخانه واقع در گوانگ یانگ، ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی را برای حذف تفاله‌ها (Dross) از فرآیند روکش روی (Zinc Plating) به کار می‌گیرد. این اتوماسیون وظایفی را انجام می‌دهد که قبلاً کارگران انسانی را ملزم به تعامل با روی مذاب در دما‌های بسیار بالا (بیش از ۴۱۹ درجه سانتی‌گراد) می‌کرد. علاوه بر این تأسیسات پوهانگ (Pohang) پوسکو از ربات‌هایی برای برش صفحات فولادی نورد سرد استفاده می‌کند. این فرآیند خطر حوادث مربوط به جابه‌جایی ورق‌های فولادی سنگین را در حین عملیات برش و اتصال به حداقل می‌رساند و به نرخ برش ۴۰۰ کویل در ساعت می‌رسد.

آرسلورمیتال (ArcelorMittal) نیز یک سیستم رباتیک مجهز به هوش مصنوعی را پیاده‌سازی کرده است که داده‌های حسگر‌های مختلف را در طول فرآیند فولادسازی تجزیه‌وتحلیل می‌کند. این سیستم باعث کاهش ۱۵ درصدی نقص در محصولات فولادی و صرفه‌جویی قابل‌توجهی در هزینه و بهبود کیفیت محصول شده است.

شرکت Nucor Steel یک سیستم رباتیک شش‌محوره برای برچسب‌گذاری شمش‌های فولادی پیاده‌سازی کرده است. این سیستم شامل یک اسکنر لیزری سه‌بعدی است و به‌گونه‌ای طراحی شده است که عمدتاً بدون نیاز به مراقبت کار می‌کند و دقت و ایمنی را در فرآیند برچسب‌گذاری افزایش می‌دهد. این سیستم مدیریت موجودی انبار را بهبود می‌بخشد و از ابتکارات اتوماسیون آینده در کارخانه پشتیبانی می‌کند.

فولادسازی Outokumpu با شرکت رباتیک ANYbotics همکاری کرده است تا ANYmal، یک ربات بازرسی را در تأسیسات خود در فنلاند، آلمان و سوئد مستقر کند. این کار با هدف بهبود ایمنی و پایداری با خودکارسازی بازرسی‌های معمول و در نتیجه کاهش مواجهه کارگران با محیط‌های خطرناک و بهینه‌سازی فرآیند‌های تعمیر و نگهداری انجام می‌شود.

تولید هوشمند، ابتکارات پایداری و توانایی‌های پیشرفته رباتیک، روندی است که آینده رباتیک را در صنعت فولاد شکل خواهد داد. آینده صنعت فولاد و فلزات ممکن است به سه صورت تغییر کند:

1. یادگیری ماشینی می‌تواند فرآیند‌های تولید را ساده کند و درعین‌حال عملیات تولید فولاد را ساده کند.
2. واقعیت مجازی (VR) می‌تواند عملیات مجازی را فعال کند که امکان ایجاد مدل‌های تجاری جدید را فراهم می‌کنند.
3. بلاک‌چین (Blockchain) می‌تواند ردیابی مواد تأییدشده را برای خرید‌هایی مانند فولاد بازیافتی فعال کند.

در آینده نزدیک، توسعه سیستم‌های رباتیک پیچیده‌تر که قادر به انجام وظایف پیچیده با دقت بیشتر هستند، ادامه خواهد یافت. این پیشرفت‌ها به ربات‌ها امکان می‌دهد تا نقش‌های بیشتری را در فرآیند تولید بر عهده بگیرند و بهره‌وری و کنترل کیفیت را بهبود ببخشند. به‌عنوان مثال، فولادساز سوئدی SSAB یک مطالعه موردی قانع‌کننده از تأثیر هوش مصنوعی بر کنترل کیفیت ارائه داده است. آنها یک سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی را پیاده‌سازی کردند که مقادیر زیادی از داده‌ها را از حسگر‌های مختلف در سراسر خط تولید فولاد تجزیه‌وتحلیل می‌کند. این سیستم حتی کوچک‌ترین انحرافات را در کیفیت محصول شناسایی می‌کند، امکان تنظیمات بی‌درنگ را فراهم کرده و کیفیت محصول را تضمین می‌کند. آینده صنعت فولاد به احتمال زیاد شاهد محیطی ترکیبی خواهد بود که در آن انسان‌ها و ربات‌ها با هم کار می‌کنند و از توانایی‌های هر دو برای بهبود فرآیند‌های تولید در عین حفظ استاندارد‌های ایمنی و کیفیت، استفاده می‌شود. با پذیرش این فناوری‌ها، صنعت فولاد می‌تواند آینده‌ای پایدار و موفق را تضمین کند و همچنان به‌عنوان عنصری بنیادی از زیرساخت‌ها و توسعه مدرن باقی بماند. بنابراین، صنعت فولاد کشور ما نیز با توجه به سیاست‌گذاری‌های اخیر خود در زمینه‌های پایداری و حفظ محیط‌ زیست، همچنین جهت پیشرفت و حرکت همگام با فولادسازان دیگر نقاط جهان، باید پذیرش هر چه بیشتر ربات‌های صنعتی خط تولید را (به‌ویژه در مکان‌های خطرناک برای کارگران) در دستور کار خود قرار دهند. همچنین بهتر است در زمینه آموزش و بازآموزی نیرو‌ها جهت هماهنگ شدن با این تغییرات سرمایه‌گذاری کنند.

منابع:

1. https://www.precedenceresearch.com/industrial-robotics-market
2. https://www.startus-insights.com/innovators-guide/steel-industry-trends/
3. https://www.linkedin.com/pulse/types-industrial-robots-vanessa-loiola--gspme?trk=public_post_feed-article-content
4. https://dbmsteel.com/what-is-the-use-of-robots-in-steel-industry/
5. https://www.fedsteel.com/insights/will-the-steel-industry-be-taken-over-by-robots/
6. https://steelindustry.news/how-ai-and-robotics-are-reshaping-steel-manufacturing-and-distribution/
7. https://www.kedglobal.com/steel/newsView/ked۲۰۲۳۱۲۱۳۰۰۱۱،
8. https://www.kedglobal.com/robotics/newsView/ked۲۰۲۳۰۶۱۵۰۰۲۹،
9. https://steelindustry.news/how-artificial-intelligence-ai-is-revolutionizing-the-steel-industry/

منبع: فولاد مبارکه اصفهان