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虚拟孪生助力钢铁行业绿色智能发展(下)

12月前浏览2964
摘要      

钢铁在几乎所有行业中都发挥着至关重要的作用,也将成为未来循环经济的支柱材料。钢铁生产的碳排放大约占全球总排放量的5%。达索系统的3DEXPERIENCE平台通过数据驱动和基于模型的虚拟孪生体验技术,能够帮助钢铁企业实现提升生产和物流效率,实现绿色智能发展。

本文节选自作者应邀在《2022中国绿色钢铁国际峰会》上所做的演讲《数字技术助力钢铁行业绿色智能发展》,为演讲的下半部分。《2022中国绿色钢铁国际峰会》由ECV公司主办。

在《数字技术助力钢铁行业绿色智能发展》演讲的上半部分,谈到了在过去几年,钢铁企业采用数字化的步伐有所加快。分析、自动化、移动解决方案、工业物联网、机器人技术方面的创新正在推动显著的效率提升,并通过资源优化帮助实现业务连续性、供应链弹性和绝对可持续性。

3DEXPERIENCE 平台可以在钢铁企业自动化之旅中发挥重要作用,在平台上具有 DELMIA Operations Experience 的虚拟孪生体验、与 3DLean的精益协作、通过 Apriso 的任务执行和生产监控,当然还有具有调度功能的 Quintiq 供应链将有助于钢铁企业实现智能工厂。

3DEXPERIENCE平台提供的这些能力,最终形成了为钢铁行业量身定制的可持续转型的完整解决方案,使钢铁企业获得可持续转型的7大竞争力。

(1)虚拟孪生体验:实现供应链和运营的准确虚拟表示,允许您在现实世界中执行流程和资源之前对其进行测试和优化。

(2)销售和运营规划(S&OP):通过二氧化碳排放KPI 弥合业务战略和运营之间的差距,可以在优化策略中考虑这些KPI,并在规划和报告过程中进行权衡取舍。

(3)主生产计划(MPS):帮助微调供需数据和预测,以在整个生产供应链中提供准确及时的生产计划,包括提高客户订单的交付绩效,并实现更现实的交付预期。

(4)详细调度:帮助规划物料流、组合订单和创建批次以生成理想的序列,以便在最佳生产效率和最佳交付性能之间找到适当的平衡。

(5)协作运营:通过将人们聚集在一个指导发现、分析和更好协作的结构中,使钢铁员工能够找到新的创新方式。

(6)制造运营管理(MOM):为卓越制造提供核心平台,使您能够在全球范围内控制和同步运营。

(7)AI/ML 驱动的平台:通过供应链所有组件的闭环、智能决策自动化,帮助创建未来的价值网络。

     
     
     
   

接下来介绍如何打造钢铁企业的虚拟孪生工厂。虚拟孪生工厂可以在虚拟世界建立基于上下文的钢铁工厂模型和数据驱动的生产管理环境,通过实时可见性极大限度地减少运营中断,根据基于 KPI 的综合反馈做出明智的规划决策。

建立虚拟孪生工厂的第1步,需要去整合异构的几何模型。包括土木基建、工厂设备、管路线缆等等,由于可能采用不同的三维软件进行设计,数据来源不同将导致格式的不统一/不一致性。我们需要基于国际规范,将各种三维模型集成管理,整合在一个虚拟孪生工厂模型中。

如果没有现成的三维模型,我们也可以采用激光3D扫描设备,基于点云构建三维虚拟孪生工厂。

我们构建的虚拟孪生钢铁工厂,不仅仅只包含几何的信息,还可以用虚拟孪生来表达钢铁工厂的多学科,多专业知识。包括设备的结构强度和疲劳寿命,也包括向空气中排放二氧化碳时,空气的流通状况等等。

     
     
     
   

我们也可以在达索系统的3DEXPERIENCE平台上建立从微观到宏观的钢铁材料的虚拟孪生体验。这涉及到SIMULIA品牌和BIOVIA品牌。

铸造是一种制造过程,通过该过程将金属或塑料等熔融材料引入模具中,使其在模具内凝固,然后弹出或破裂以制成制造零件。SIMULIA可以预测铸钢件中的缩松缺陷。

锻造是一种制造过程,涉及通过锤击、压制或轧制使金属成形。锻造与铸造一起被视为实现更高效设计和减少浪费的过程。图中展示的是连杆锻造仿真。

焊接在工程结构中无处不在,应用范围从建筑设备、水下管道到压力容器。焊缝也恰好是这些结构的设计关键点。在SIMULIA中,热分析、冶金分析和结构分析无缝集成为一个统一的工作流程。SIMULIA还提供不同的焊接模拟过程,例如几何创建、路径生成、结构性能分析。

断裂建模使我们能够确定结构部件中的裂纹将成核或扩展的临界载荷,裂纹扩展的路径和速率,以及部件在裂纹扩展和开始时的结构响应覆灭。SIMULIA中的断裂建模采用基于物理的建模方法。通过求解代表基础物理的偏微分方程 (PDE) 获得的解。图中展示的是制造中的金属切割。

增材制造通过计算机控制材料顺序分层来实现3D形状创建。成熟的 SIMULIA求解器技术为增材制造提供了强大的通用仿真框架。该框架允许我们在工具内执行多级仿真,我们能够查看微观结构的详细工艺级模拟、变形和残余应力的零件级模拟,以及构建级模拟以捕获构建中不同零件之间的相互作用。该框架还可针对不同的增材制造工艺进行配置,例如直接能量沉积、聚合物挤出、粘合剂喷射等。

根据研究调查显示,2014年我国金属腐蚀的GDP占比已经在3%左右,大概是2万亿元,而这一年我国的自然灾害导致的经济损失是3378.8亿元,金属腐蚀的损失远比其多了6倍左右。

最常见的金属腐蚀形态为锈蚀,在这一过程中,金属界面发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%。每1.5分钟,全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈。金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更难以估算。金属的腐蚀现象非常普遍,其中用量最大的金属——铁制品的腐蚀最为常见。

BIOVIA Materials Studio可以从分子层面计算腐蚀机理,包括腐蚀分子吸附表征、腐蚀离子扩散表征等,并进行温度/压力影响评价、溶液环境影响评价等环境评价,支持界面腐蚀生长预测、导电/耐蚀性能预测等防腐设计。

通过热重分析、硫化特性测定、动态性能、拉伸撕裂性能、摩擦系数、动态压缩生热测试、应力弛豫分析,计算和优化玻璃化转变温度、粘度、浓度分布、应力应变曲线、接触角、力学性能/交联、回转半径等参数,帮助福特汽车和通用汽车通过聚合物涂层来解决金属表面腐蚀问题。

通过高通量虚拟筛选(材料基因工程),可以进行特种钢铁性能设计和仿真,解决炼铁和炼钢工艺过程的各种化学和物理问题。

       
       
       
     

通过建立钢铁工厂运营的虚拟孪生体验,实现远程监控钢铁工厂运营,实现人在家中坐,工厂运行状况一目了然,甚至实现人在家中坐,远程操控机器人,真正实现自动化的云端钢铁工厂。

对于钢铁工厂的绿色可持续发展,我们一般有两个视角。第1个视角维度是从排放的角度。我们采取的措施,可以分为减排、零排和负排

负排放就是碳捕获与碳存储技术,通常分为碳采集、碳运输、碳利用或者碳深埋存储三个步骤。Aker公司通过运用达索系统三维体验平台实现了碳采集设备的模块化,同时,达索系统提供的DigitalRock技术技术可提供在地下岩石中存储二氧化碳的原理设计和分析。Aker的模块化碳采集设备,一套设备每年可捕获10万吨二氧化碳。

第二个钢铁工厂的绿色可持续发展的视角是范围排放监测。钢铁企业必须减少对环境的影响,做到这一点的最重要方法之一是减少碳足迹,这就需要从监测碳排放开始。根据温室气体协议企业标准(the Greenhouse Gas (GHG) Protocol) ,这是世界上使用最广泛的温室气体核算标准,一家公司的温室气体排放量分为三个范围。

范围1和2是强制性报告,而范围3是自愿的,最难监测。但是,成功报告所有三个范围的公司将获得可持续的竞争优势 。

01      

范围1排放,包括公司直接产生的温室气体(GHG) 排放,它分为四类:固定燃烧(例如燃料、热源)、移动燃烧、意外或无组织排放,以及过程排放。其中,移动燃烧是指由公司拥有或控制的所有车辆燃烧燃料(例如汽车、货车、卡车)。当前“电动”汽车(EV) 的使用越来越多,这意味着公司/组织的一些车队可能属于范围2排放。意外或无组织排放是指化学品和制冷剂泄漏、溢出等难以预测的排放。过程排放是指在工业过程和现场制造过程中的排放。例如,在水泥制造过程中产生二氧化碳 、工厂烟雾、化学品等。

02      

范围2排放,企业间接产生的排放,比如企业为建筑供暖和制冷购买的电力或能源。

03      

范围3排放,包括并非由公司自身产生的排放,也不是由其拥有或控制的资产活动产生的结果,而是由其在价值链上下游间接负责的那些活动产生的。比如购买的商品和服务、商务旅行、员工通勤、废物处理、使用已售产品、运输和配送(上下游)、投资、租赁资产和特许经营权等等。

测量范围3排放有许多好处。对于有些公司来说,他们的大部分减少温室气体排放和降低成本的机会在他们自己的公司运营之外。通过测量范围3 排放,公司可以:

  • 评估排放热点在其供应链中的位置;

  • 识别供应链中的资源和能源风险;

  • 确定哪些供应商是领导者,哪些供应商在可持续发展绩效方面落后;

  • 确定其供应链中的能源效率和降低成本的机会;

  • 让供应商参与并协助他们实施可持续发展计划;

  • 提高其产品的能源效率;

  • 积极与员工互动,以减少因商务旅行和员工通勤而产生的排放。

正如麦肯锡在《钢铁企业的脱碳战略》白 皮 书中所提倡的策略,二氧化碳减排需要通过应用技术权衡的系统整体方法,对钢铁企业来说,范围1和范围2还不够,要深入到范围3,减排需要一个整体的、全局的方法。采用完全脱碳战略的钢铁企业才是我们的首选目标。

       
       
       
     

我们需要虚拟孪生技术来提供钢铁行业全产业链的排放视图,包括钢铁企业的上下游,探讨全产业链视角下的减排措施,最终实现钢铁行业全产业链全局的绿色可持续发展。

从上面的图中,我们可以看到钢铁企业全产业链的各个环节,重点关注的范围排放和相应的减排措施。

实际上,钢铁行业全产业链的企业也都在行动,比如铁矿石开采商 Rio Tinto、BHP集团和 Fortescue Metals Group 正在寻求降低运营和航运排放,并探索氢基炼铁的发展,这可能通过铁矿石加工得到优化。

我们先把视角放在钢铁企业的上游,铁矿石供应商,金属矿山企业。金山银山,不如绿水青山。绿色可持续矿山是金属矿业的明确未来。

全球前三大铁矿石供应商,必和必拓、力拓和淡水河谷均采用了达索系统的绿色矿山虚拟孪生解决方案GEOVIA。

GEOVIA致力于为星球进行建模和仿真、以提升整个自然资源行业和其它行业的可预测性、效率、安全性以及可持续性。

GEOVIA 产品线目前又分为多种类型的地质与采矿规划,矿山战略规划,露天和地下进度计划管理、安全远程协作、采矿生产管理与协调等一系列子产品。

 
GEOVIA通过建立铁矿山的虚拟孪生,可以让矿山业主在虚拟世界完成从地质勘探、测量、矿体建模、采矿设计、矿山建设、矿山运营、闭矿全生命周期端到端的探索,以保证采矿过程对地球环境破坏最小。  
 
 

采矿业的领先公司正在朝着脱碳迈出真正的步伐。14家采矿和服务公司联手创建了电力矿山财团(Electric Mine Consortium ),旨在加快实现完全电气化的零二氧化碳和零颗粒矿的进程。

State of Play、Sandvik、Epiroc、OZ Minerals、South32、Gold Fields、Safescape、Dassault Systemes、Energy Vault、Hahn、Horizon Power、3ME、IGO 和Barminco作为创始会员,电动矿山移动公司VivoPower、黄金和铜矿开采巨头Evolution矿业、镍和金初级Blackstone Minerals、电动采矿轻型汽车开发商Zero Automotive 和混合发电公司Zenith Energy等五家公司也加入到联盟中。

达索系统GEOVIA首席执行官Michelle Ash 评论说:“为了充分实现零排放矿山的机会,我们还需要能够有效地测试和实施新技术。为了快速做到这一点,我们需要能够在虚拟世界中对它们进行建模和模拟,这样我们就可以在现实世界中消除风险。我们需要使我们的监管框架现代化,并考虑我们的行业在整个劳动力中需要哪些技能,从行业、技术人员和大学毕业生到我们的科学家和博士。” 

如果没有采矿,我们就没有构建可再生能源技术以过渡到零碳未来所需的矿物和材料。采矿业认识到,它们也必须自己过渡到零碳,才能为全球可持续发展目标做出贡献。Electric Mine Consortium 的成立是为了承担这项任务,并证明零碳、零颗粒矿确实是可能的。作为该联盟的创始成员,达索系统正积极引入来自其他行业的创新模拟和设计经验,并在虚拟世界中展示了在现实世界中实现电力矿山的可能性。

电气化为节省运营成本、创新矿山设计和抵御不确定性创造了巨大的机会。它将减少对致癌柴油颗粒的接触,并将范围1 和范围2 的碳排放量减少100%。

这样做的价值提升不仅提高了现有资产的生产力,而且提高了公司开采更深、更偏远矿体的能力。

在地下矿山,采矿公司主要使用柴油动力装载机和拖运卡车将矿石和废物从矿面运输到地表或吊装地点进行加工。每升柴油燃烧将产生2.7 公斤二氧化碳及其他各种污染物。而二氧化碳是导致全球气候变化的最主要温室气体。燃烧柴油还会产生微粒,如果持续吸入这些微粒会导致严重的健康问题。这些废气和颗粒物是使用大型排气扇和复杂的抽气管道网络从矿井中抽走的。

Electric Mine Consortium 的目标是消除矿井中的所有化石燃料动力设备,取而代之的是由可再生能源驱动的完全电气化车队。然而,对于任何给定的矿山,过渡都很复杂,需要平衡新电池、车辆、控制和监测技术、电网稳定性以及确保以符合矿山战略运营计划的方式进行过渡,并可以利用电气设备的新优势。

现实世界中的任何决定都会对采矿作业的可行性产生巨大而持续的影响。因此,矿业公司希望达索系统在做出这些决定之前在虚拟世界中进行模拟,并帮助快速进行设计更改,这些更改可以在实验设计中进行测试,以降低向全电动矿山过渡的风险。

建立全电矿山有两个关键用例,综合电力矿山系统仿真和电动汽车性能仿真。以综合电力矿山系统仿真为例,主要包括如下内容:

参数化矿山设计:快速运行设计几何变化以作为其他场景的输入进行测试;

通风网络模拟:执行快速1D 网络气流模拟以比较柴油矿与电力矿,跟进问题区域的完整3D CFD 模拟(例如主风扇流体流动性能)。

电网模拟:模拟电网、矿山电气化、地下和地面电力基础设施的性能和电网稳定性,模拟微电网的电压和频率稳定性。

实验设计:上述其他场景中所有离散模拟的全局场景分析。

       
       
       
     


在为铁矿山企业描绘的绿色可持续发展远景中,借助于达索系统的GEOVIA星球建模、3DEXPERIENCE City虚拟孪生城市解决方案以及冰山之梦等探索性项目的经验,勾画出未来铁矿业的虚拟孪生:从矿坑到港口,全绿色铁矿石、全电采矿、自动化运输的场景。

全电气化零碳、零微粒采矿,从矿坑到离岸港口的电气化自动化运输系统,从离岸港口至到岸港口的电气化无人驾驶货船运输系统。

钢铁厂的建造和运营是典型的资产设施项目。钢铁厂的规划设计和建造施工及生产运营应该在全生命周期践行绿色智能发展理念,这就要求钢铁厂的规划和设计采用基于系统工程的正向研发设计。

达索系统的三维体验平台支持钢铁厂的虚拟孪生正向研发设计。采用基于系统工程的方**,覆盖完整的RFLP(Requirement,Functional,Logical and Physical)和IVVQ(Integration,Verification,Validation and Qualification)阶段。

达索系统在规划和概念设计阶段,有很多基于模型的系统工程实践。达索系统的CATIA Reqtify,支持结构化的需求定义。绿色低碳、智能和自动化可以分解为详细的需求规格定义,以结构化的方式在系统中表达。

CATIA STIMULUS可以分析所有需求规格定义的准确性,消除需求定义的二义性和模糊性,解决需求条目之间的逻辑矛盾和冲突。ENOVIA则负责需求追踪和需求追溯。

接下来进入体系架构的设计阶段。CATIA NoMagic采用SysML语言来定义钢铁厂体系架构。在整个体系架构中,确认绿色智能的规格需求在体系架构中如何实现。

在接下来的逻辑设计L阶段中。可以用CATIA Dymola和ControlBuild建立炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧制各个子系统的系统逻辑模型并进行模拟仿真和调试。

在P阶段,则可通过CATIA建立整个钢铁工厂的各个车间的厂房BIM模型以及其中生产线的三维模型。

在集成、验证、确认和认证的IVVQ阶段中,采用SIMULIA和DELMIA对整个钢铁厂的建设施工及生产运营进行三维仿真验证、确认和认证。

钢铁行业 90% 以上的温室气体排放(包括上游采矿排放)以二氧化碳的形式存在,其中60%的二氧化碳排放量来自高炉。下面的视频从整个钢铁产品生命周期的范围进行排放评估。

 

视频从分配给高炉工艺的工艺/人类活动的视图开始,然后,我们深入研究钢铁产品生命周期中这些活动的选择:

  • 第一步是原材料,在我们的例子中,我们使用的是硬煤和铁矿石。

  • 第二步是包装和运输。铁矿石和硬煤已经通过火车和船从澳大利亚运到欧洲或亚洲。

  • 第三步是制造,对于高炉来说,这一步的排放物主要来自燃烧硬煤。

  • 第四步,产品即服务。

  • 第五步是寿命结束,我们估计了钢渣的影响。

接下来视频深入探讨了火车运输的各种影响。

再接下来视频显示了用氢气直接还原铁和电弧炉制成的钢的各种影响。

在这种情况下,我们不是使用煤而是水来电解氢,这是影响的主要区别。此外,没有烧煤,我们只是用电来生产钢铁。

接下来视频展示了如何选择一项新活动(在本例中为铁矿石),输入制造一吨钢所需的数量。

视频移动到显示环境影响的仪表板。我们可以证明,一吨钢对二氧化碳的影响约为3.3 吨二氧化碳。这来自运输(乘船和火车)和制造(燃烧的煤炭的排放)。

然后,我们展示了新工艺(325公斤/吨)的影响,这代表了仅有十分之一的排放量。然后我们看到排放源正在发生巨大变化,由于铁的来源不同,运输减少了,并且由于使用脱碳电力而制造的排放量接近于0。

最后一张图显示我们正在关注环境影响,并且还可以平衡其他影响(用水量、土地使用……)

       
       
       
     

各个行业不同产品对钢材的物理属性有不同的要求。在炼钢的过程中,需要进行大量的配方研究和配方设计。针对复杂的物理化学过程,达索系统BIOVIA提供一体化的虚拟实验室解决方案。

在虚拟实验室中,可以管理整个钢铁配方实验过程。对实验钢铁材料配方和催化剂进行大数据和人工智能筛选,并可以在虚拟孪生中预测特定配方的物理属性,分析各种失效问题。BIOVIA提供了从微观、介观到宏观的建模和分析手段。

对于钢铁厂生产线中所用到的各类设备,达索系统三维体验平台提供面向钢铁行业的工业装备全生命周期解决方案。从装备的设计、仿真、制造和维护提供基于单一数据源的解决方案。

神户制钢是日本第3大钢铁企业(全球第55位),神户制钢的产品是压缩机及其周边系统等主要设备。在特种钢市场有较高的占有率,在压缩机市场也有较高的市场占有率(螺杆压缩机的50%)。神户制钢全面采用达索系统三维体验平台建立其产品的虚拟孪生。

通过建立设备的虚拟孪生,还可以更深入地研究如何满足低碳能源转型对设备的新要求,如何通过减少设备停机时间来降低运营成本,如何通过提高组件性能来减少排放。

       
       
       
     

钢铁企业的下游,全球经济环境,也在重塑今天的钢铁行业。自从2019 年开始的新冠疫情到现在,甚至世界经济前景看起来不太乐观。钢铁需求增长放缓,美国征收的关税导致全球钢铁流动发生变化。

钢铁企业正在采取行动来缓解这种需求下降,同时也在寻找提供售后市场和增值服务的方法。例如,塔塔钢铁公司开发了一种移动罐头概念来减少食物损失。这一概念将允许世界各地的农民在现场加工和保存他们的产品,帮助从源头上大幅减少粮食损失,同时为农民创造额外收入。在建筑行业,钢材的寿命、多功能性和可持续性正在催生新的应用。

钢铁企业正变得越来越数字化。他们在跨价值链共享数据和利用信息方面做得越来越好,这在销售和运营计划中是有益的。通过使用所有相关的输入信息,公司可以做出更可靠的需求预测,这有助于在供应计划中做出更好的决策。在日常运营中,实时数据的可用性使公司能够有效地计划生产,在更短的时间内对变化做出反应,甚至预测能源消耗。

现在,越来越多的钢铁企业转向汽车行业以增加收入,汽车行业使用VMI(供应商管理库存,vendor-managed inventory)模型。管理客户的库存提高了钢铁生产商的运营标准。它需要可靠性和始终如一的高交付性能,以便可以将VMI 中的库存维持在适当的水平,而无需采取过多的库存或昂贵的加速行动。VMI 还可以要求将运输计划作为主生产调度的一个组成部分,以便在正确的时间提供正确的产品,不仅在工厂出厂,而且在客户现场。

由于新冠疫情带来的业务连续性挑战,导致供应链中断时有发生,钢铁企业在采取一系列的措施来应对。

近岸和离岸运输:PESTEL在升级运输规划和对工人进行重新安排。

垂直整合:铁矿山和钢铁厂之间的更紧密整合。

联盟并购:钢铁公司为获得竞争优势和扩大其地域而采用的另一个战略是联合风险投资和并购。值得注意的是,安赛乐米塔尔以20 亿美元收购了意大利钢铁厂公司Ilva,并以60 亿美元收购了印度钢铁生产商Essar Steel。

材料效率和产品创新:通过使用绿色钢材的智能设计,改进与汽车客户和建筑客户的合作,发展产品创新(具有成本效益的研发) ,钢铁产品制造商正在大力投资研发新的、具有成本效益的制造方法来满足客户对有效施工和制造的稳健性要求,同时缩短交货时间。

运营脱碳:氢气直接还原铁与碳捕获使用和储存(CCUS)。安赛乐米塔尔和西班牙政府最近签署的谅解备忘录促成了11.8 亿美元的脱碳投资。阿斯图里亚斯工厂新的直接还原铁和电弧炉装置将使安赛乐米塔尔塞斯托成为世界上第一家全面的零碳排放钢铁厂,该计划的核心是一个230 万吨的绿色氢直接还原铁(DRI) 装置,辅以一个110 万吨的混合电弧炉。

生命周期评估( LCA ) 量化端到端业务产品和服务的环境影响,从采购原材料到交付成品。依靠有关公司流程和来自数千个来源的数据,LCA 旨在回答以下问题:

  • 哪些产品设计和材料选择是最可持续的?

  • 哪些流程对土地和水资源的消耗最少?

  • 哪种制造和供应商策略的碳足迹最少?

将生命周期评估数据与虚拟孪生技术相结合,达索系统提供“可持续创新智能”解决方案,助力钢铁行业生命周期评估专家、工业设计师、产品工程师以及制造工程师建立循环生命周期,即在早期设定可持续性要求,并在整个设计、产品开发和制造工程阶段协作推动这一目标。

“可持续创新智能”解决方案依托于非盈利性的ecoinvent协会的生命周期清单数据库。该数据库测量并提供的信息包括:自然资源、水和土壤污染、空气污染物和其他流程所需的产品,以及在全球和区域范围内各产业生产的产品,以及生成的副产物和废弃物。

“可持续创新智能”解决方案集成了材料供应、设计、制造、运营、物流、销售、营销和报废管理,提供实时洞察力,使团队能够在采取行动之前虚拟识别问题或改进,并确保可追溯性和可靠性。

基于云的解决方案完全嵌入3DEXPERIENCE平台并覆盖整个价值链,独特地将ecoinvent 数据库对超过18,000 个工业和农业流程的影响集成到虚拟设计、产品开发、制造工程、运营和物流。使钢铁公司能够极大限度地减少产品、材料,帮助他们创建并推动循环经济的流程,实现可持续创新。

总结:钢铁在几乎所有行业中都发挥着至关重要的作用,钢是一种用途非常广泛的材料,因为它的成分和内部结构可以调整以适应其特性。它可以具有许多不同的特性,例如,不同的化学成分以增加强度、耐用性等。

钢铁是世界上回收率最高的材料之一。废钢可以通过回收过程进行混合,以生产不同类型的钢材,以满足不断变化的客户需求。例如,工业环境中使用的旧钢可以回收到家用电器、汽车等消费品中。因此,钢铁将成为未来循环经济的支柱。

尽管钢铁可以延长产品的生命周期并且是循环经济的关键推动力,但钢铁生产行业本身在可持续实践和运营方面却落后。钢铁的生产是一个能源密集型的制造过程,其所需的数量通常是通过燃烧化石燃料产生的,而化石燃料的碳排放进一步加剧了全球气候危机。实现“净零”排放的目标需要数字化转型。

达索系统的三维体验平台,通过数据驱动和基于模型的虚拟孪生体验技术,能够高效帮助钢铁企业实现提升生产和物流效率,实现绿色智能及可持续发展。

图:演讲现场照片墙

       
本文作者        

       

   
       
         
冯升华 博士          

达索系统大中华区

基础设施与能源电池行业技术总监

       

     

清华大学精密仪器系博士,美国佛罗里达国际大学工业工程系博士后,现任达索系统大中华区基础设施与能源电池行业技术总监。丰富的企业数字化转型经验,覆盖企业数字化战略咨询、项目管理、实施、开发、研究、培训经验,涉足航空航天及国防、交通运输、造船、高科技电子、工业装备、消费品、能源电力、建筑市政、矿业、生命科学、金融及商业服务等行业。担任的社会职务有:中国智能制造系统解决方案供应商联盟智能制造专家、金融街企业家俱乐部智能制造专委会委员、广东省机械工程学会制造业信息化分会理事、中国水利水电BIM设计联盟咨询委员会专家、中国数字化企业研习社专家、哈尔滨理工大学机械学院创业创新导师、阿里研究院《新商业攻守道》客座专家、E-works数字孪生客座讲师、科技独角兽百人团产业智库导师等。

-END-

         
来源:达索系统
ForteSystem疲劳断裂燃烧化学光学通用航空航天冶金汽车CATIA裂纹BIMElectric材料数字孪生人工智能ENOVIA
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-05-04
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