在传统管加工生产线中，由于部分生产工序的特殊性，比如螺纹检查、接箍取放、螺纹保护器拧接等，需要人工辅助生产，没有达到全线自动化。传统管加工生产线也缺乏数字化平台整合，各类基础数据主要通过人工干涉录入计算机，产品质量追溯困难，尤其不能实现钢管逐支跟踪，客户无法了解每支钢管的真实品质。
智能制造技术是世界制造业发展的客观趋势，管加工生产线智能化发展是钢铁企业实现转型升级的必然选择。近年来工业协作机器人、物联网、机器视觉等新技术迅速兴起并且日趋成熟，为钢铁企业发展智能化工厂提供了有力的技术支撑。中冶京诚旗下北京京诚瑞信长材工程技术有限公司创新开发了智能化石油油套管加工生产系统，通过钢管智能化识别跟踪系统、接箍取放和螺纹保护器拧接智能装备、智能化立体中转库等关键技术解决了传统管加工生产的一系列难题。
【关键技术1】智能跟踪，稳产提质
钢管智能化识别跟踪系统，通过标识识别装置将识别出的钢管身份码信息传送给油套管加工检验单元，油套管加工检验单元从二级服务器接收加工检验参数并对钢管进行加工检验，同时将钢管的身份码信息与实际加工检验生产数据相对应地上传给二级服务器。二级服务器将钢管的实际加工检验生产数据和原料信息编辑成与钢管身份码信息对应的数据库，上传给大数据云服务器。该系统解决了产品质量追溯问题，让客户了解每支钢管的真实品质，实现了钢管质量信息逐支跟踪，与传统管加工生产线相比，具备以下优点：
钢管生产过程更加科学化和精细化；
使每支钢管都能追溯到其在生产过程中的加工及检测数据；
将钢管生产中各个单体设备连成一个整体，形成一个车间级的信息管理系统，将数据收集到一个统一的平台上，便于长期保存和查询；
通过对生产过程各工序的统计分析，保证生产的稳定性，提高产品质量和合格率；
根据用户要求生成相应的统计报表，有效减少管理者的统计工作量；
生产完一批钢管后附上每支钢管在产线上的过程信息，有效提高钢管的品质管理，消除客户对生产和制造过程的疑虑。
图1 钢管智能化识别跟踪系统UI界面示意
【关键技术2】智能装备，减员增效
接箍取放和螺纹保护器拧接智能装备，取代传统的人工方式，采用工业协作机器人集成及控制技术，配以机器视觉和特殊研发夹具，来料钢管经过对齐后由步进移钢机移送到螺纹保护器拧接工位，机器人取料进给系统在指定工位上取料后处于待机位，当检测到拧接工位有管后，螺纹保护器自动拧接系统开始拧接，直至拧接达到预设的扭矩值和距离为止，然后等待下一循环开始。拧接的同时，扭矩检测系统根据设定扭矩进行监测，并根据扭矩值判定接箍是否合格。该智能装备与传统管加工生产方式相比，具备以下优点：
操作效率高，生产节奏快；
提高了拧紧质量，实现了螺纹保护器拧接操控的准确性；
减轻了员工劳动强度并杜绝了工伤事故的出现，降低了用人成本。
图2 工业协作机器人拧接螺纹保护器
【关键技术3】智能库管，黑灯工厂
智能化立体中转库，是一套全自动化的多巷道、多格层、多储列、大排宽的密集型立体高架式存储系统，是钢管或其他长材现代化生产过程中储存成品或半成品的周转场所，不仅极大减少平面储存所占的面积，而且可以采用高度机械化、自动化、智能化的程序管理方法，自动存取、堆垛、运送、装卸、入库和出库，周转效率高。该智能化立体中转库与传统钢管堆垛仓库相比，具备以下优点：
确保钢管质量：管层相互间不产生摩擦和碰撞，从而避免了钢管表面的损伤；
占地面积小：采用高架式仓库来储存管层，大大减少了占地面积，与传统钢管堆垛仓库相比，减少60%的占地面积；
劳动人员少：自动化操作管理，降低劳动强度，黑灯工厂；
实现仓库的科学管理：料位的分配和选择、运送路径和动作均通过库管程序优化完成。
图3 智能化立体中转库结构图
结语
智能制造技术已经成为世界制造业发展的客观趋势，各大中型钢铁企业都已开启智能工厂的建设征程。钢铁企业用工劳动力成本迅速攀升、产能过剩、竞争激烈、客户个性化需求日益增长等因素，迫使各企业从低成本竞争策略转向建立差异化竞争优势。管加工生产线作为钢管生产的最后一道工序，其产品品控和成品信息质量追溯尤为重要。因此，管加工生产线智能化升级改造，是钢铁企业良性发展的必然选择。
中冶京诚智能化石油油套管加工生产系统，已在河北沧州达力普、江苏常宝普莱森、中石油（天津）渤海装备、以及江苏靖江特钢等多个项目成功应用。传统管加工生产线智能化转型升级后，可减少现场操作人员40%以上，提高生产效率5%以上，提高产品合格率2%以上，节能40%以上，并通过钢管逐支跟踪系统实现成品钢管全流程信息和质量追溯，切实解决了客户需求，降本增效，推动整个钢管生产行业进步。
