Stahl 22.08.2003, 18:26 Uhr

Neuronale Netze sorgen in Russland für Qualität

2004 wird Severstal neuronale Netze im Warmwalzwerk in Betrieb nehmen. Die boomten im Westen schon in den 90er Jahren.

Erhöhte Anforderungen der modernisierten russischen Automobilindustrie, lockende Exportchanchen: Russlands riesige und unausgelastete Stahlindustrie will sich Westniveau verschaffen durch Einkauf von Automatisierungstechnik im Ausland. Jetzt erhielt der Siemens-Bereich Industrial Solutions and Services (I&S) von der OAO Severstal in Tscherepowets südöstlich von St. Petersburg einen 3 Mio.-!-Auftrag für die Prozessautomatisierung der Fertigstraße im „Warmwalzwerk 2000“, das schon 1975 mit Siemens-Automation gebaut worden war. Die Inbetriebnahme der neuen Elektrik ist für September 2004 vorgesehen.
Severstal (Nordstahl) am Rybinsker Stausee, 450 km nördlich von Moskau beschäftigt 45 000 Mitarbeiter und hat eine Kapazität von rund 10 Mio. t Rohstahl jährlich. Davon werden 52 % im Inland verkauft. Severstal liefert rund 60 % des in der russischen Öl- und Gasindustrie benötigten Stahls. Auch die Automobilindustrie und der Maschinenbau sind wichtige Kunden geworden, weil sich Severstal finanziell an Abnehmerfirmen beteiligt hat. Exporte gehen hauptsächlich nach Europa sowie Nord- und Südamerika.
Solche Märkte erforderten eine Verbesserung der Warmbreitbandstraße, die Stahl in Dicken von 16 mm bis zu 1,2 mm und Breiten bis zu 1850 mm produziert. Sie erhält Prozessmodelle mit neuronalen Netzen. Damit wird die Qualität des Walzgutes kontinuierlich verbessert und eine hohe Verfügbarkeit der Anlage gewährleistet. Während analytische Modellkomponenten den Teil des Verhaltens im Prozess beschreiben, der mit Gleichungen aus der Physik ausgedrückt werden kann, modellieren neuronale Netze Effekte, für die kein wirksames analytisches Modell erstellt werden kann bei Walzwerken etwa das Materialverhalten (z.B. Modifizierung der Wärmekapazität und des Fließwiderstandes aufgrund der chemischen Zusammensetzung), Besonderheiten des Prozesses (z.B. Anpassen an Veränderungen bei der Wärmeübertragung und Reibung). Als Bedienungs- und Beobachtungssystem für die Prozess- und Basisautomatisierung wird WinCC eingesetzt.
Ein neuronales Netz ist ein Netzwerk von sehr einfachen Verarbeitungseinheiten, die Neuronen genannt werden. Die Neuronen arbeiten nur mit ihren lokalen Daten und denen, die sie über Konnektoren erhalten. Neuronale Netze fallen in den Bereich der künstlichen Intelligenz und sind lernfähig, so wie Menschen aus Beispielen, Abstraktion und Generalisierung lernen. Ein wesentlicher Unterschied zu anderen Computermodellen ist die Parallelität in der Verarbeitung: Alle Neuronen sind fast andauernd beschäftigt.
Siemens war Vorreiter bei der Anwendung neuronaler Netze in der westlichen Stahlindustrie in den frühen 90er Jahren. In einer Anwendung zur Modellierung der Walzkraft erhöhten neuronale Netze die Modelliergenauigkeit um 30 % im Vergleich zu herkömmlichen Erfahrungswertstabellen. Bisher konnten über 100 Anwendungen in weltweit über 45 Walzwerken realisiert werden.
Schon 1993 erteilte Severstal Siemens einen Auftrag zur Modernisierung der beiden Warmbandstraßen in Tscherepowets, dem sich 2001 der Auftrag über die Lieferung des von Siemens neu entwickelten Kühlstreckenmodells anschloss. Durch solche „metallurgischen“ Aufträge wird Siemens immer mehr zu einem Anlagenbauer. Der Siemensbereich I&S beschäftigte im Geschäftsjahr 2002 (bis 30. September) weltweit 28 400 Mitarbeiter und kam auf einen Umsatz von 4,5 Mrd. €.
Dass Severstal so sehr auf westliche Qualitätswerte setzt, ist vor allem dem erst 34 Jahre alten Präsidenten Mordaschow zu verdanken, der einige Jahre Wirtschaftswissenschaften in den USA studierte. Er besitzt selbst 16 % der Aktien des Stahlwerks. Als im vorigen Jahr die Stahlpreise weltweit anzogen, konnte Severstal davon stark profitieren. Das Unternehmen meldete im Frühjahr 2003 erstmals Zahlen (für 2002) und wies dabei 1,9 Mrd. $ Umsatz aus, was + 8 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Im Vergleich zu den zwei anderen großen Stahlkonzernen Russlands, MMK (entstanden aus dem Kombinat Magnitigorsk am Südural) und NLMK gibt sich Severstal besonders aktiv und ist am ehesten auf Weltmarktniveau aus. IS/KÄM

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