文/董鵬

我國鋼鐵智能制造的目標是借助“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)以及智能制造技術(shù)，實(shí)現“兩化”深入融合。

2016年11月14日，工信部發(fā)布《鋼鐵工業(yè)調整升級規劃(2016-2020年)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規劃》）?！兑巹潯妨⒆阏{整先行、升級強化，助力鋼鐵行業(yè)涅槃重生。而世界強國的興衰史一再證明，沒(méi)有強大的制造業(yè)就沒(méi)有國家的強盛。而智能制造又是制造業(yè)皇冠上最閃亮的明珠，也是最能體現一個(gè)國家先進(jìn)工業(yè)制造水平的指標。在互聯(lián)網(wǎng)和數字化鋪就的“鐵路”上，奔跑著(zhù)智能化的“列車(chē)”，牽引著(zhù)智能制造、智能服務(wù)、智能研發(fā)、智能供應鏈的“貨物”，創(chuàng )造經(jīng)濟和社會(huì )價(jià)值。

我國制造業(yè)的勞動(dòng)力紅利時(shí)代即將結束，周邊的東南亞和印度等國憑借更具優(yōu)勢的勞動(dòng)力成本和土地資源的吸引力，對我國的制造業(yè)形成了挑戰。美國德國等工業(yè)發(fā)達國家引領(lǐng)的新一輪產(chǎn)業(yè)革命，將使其重獲制造業(yè)優(yōu)勢。面對“前有圍堵后有追兵”的境況，加快發(fā)展高端的智能制造成了我國突破重圍的必然選擇。

為鋼鐵現狀把脈

據《規劃》顯示， “十二五”期間，信息化技術(shù)在生產(chǎn)制造、企業(yè)管理、物流配送、產(chǎn)品銷(xiāo)售等方面應用不斷深化，關(guān)鍵工藝流程數控化率超過(guò)65%，企業(yè)資源計劃(ERP)使用率超過(guò)70%。截至2014年底，約80%鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)線(xiàn)MES覆蓋率達到70%以上，尤其是煉鋼和熱軋以及鋼管生產(chǎn)線(xiàn)的覆蓋率達到80%以上，但在高爐、焦化、燒結和冷軋生產(chǎn)線(xiàn)上的覆蓋率相對較低，在中小民企的覆蓋率也較低。

事實(shí)上，產(chǎn)業(yè)協(xié)同實(shí)現的途徑是以SCM(供應鏈管理)、ERP(企業(yè)資源計劃)、MES(制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執行系統)、APS（高級計劃排程）、PCS(過(guò)程控制系統) 、EC(企業(yè)即時(shí)通訊)等系統的有效集成，打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈的原料供給與產(chǎn)品需求，利用大數據技術(shù)深度挖掘客戶(hù)需求，形成以客戶(hù)為中心、以需求為導向的智能制造體系。鋼鐵企業(yè)可以通過(guò)系統集成化、管控一體化和企業(yè)智能化建設智慧鋼鐵，以信息技術(shù)創(chuàng )新支持管理創(chuàng )新和商業(yè)模式創(chuàng )新。工業(yè)4.0先進(jìn)的實(shí)踐往往發(fā)生在應用價(jià)值大而技術(shù)難度相對較低的地方。鋼鐵行業(yè)就具備這樣的特點(diǎn)：部分用戶(hù)對定制的需求強烈，而產(chǎn)品的物料跟蹤卻相對簡(jiǎn)單。

鋼鐵行業(yè)有非常先進(jìn)的一面，也有“相對落后”的一面。要用智能制造提升鋼鐵行業(yè)的技術(shù)水平，還是應該從痛點(diǎn)出發(fā)。在筆者看來(lái)，鋼鐵行業(yè)至少有如下幾個(gè)痛點(diǎn)：

第一，鋼鐵生產(chǎn)線(xiàn)并非理想的流水線(xiàn)。由于鋼鐵生產(chǎn)體系是“耗散系統”，這就決定了鋼鐵生產(chǎn)幾乎不可能是理想的流水線(xiàn)?！昂纳⑾到y”的本質(zhì)無(wú)法改變，但我們可以做得更好、可以用智能化帶動(dòng)綠色生產(chǎn)。與離散制造業(yè)相比，鋼鐵行業(yè)的轉型之路可能更加艱辛，主要難點(diǎn)在數字化。離散制造業(yè)有能力將次品率降至3.4%，但鋼鐵行業(yè)高級產(chǎn)品的成材率常在90%以下。這從側面反映出鋼鐵行業(yè)數字化的困難：影響因素眾多、檢測能力不足、知識積累不夠等。

第二，定制化生產(chǎn)的負面作用嚴重。連鑄交接坯浪費、余材多、產(chǎn)品質(zhì)量不穩定、交貨期長(cháng)等現象，本質(zhì)上都是定制化生產(chǎn)帶來(lái)的負面問(wèn)題。在鋼鐵行業(yè)毛利很低的情況下，應該更加重視這方面的問(wèn)題。

第三，服務(wù)的問(wèn)題。在定制化生產(chǎn)時(shí)，用戶(hù)遇到的很多問(wèn)題與設計和服務(wù)有關(guān)。按照目前的觀(guān)點(diǎn)，造成這種現象的本質(zhì)是缺乏優(yōu)秀的專(zhuān)家。而且由于優(yōu)秀專(zhuān)家總是“稀缺資源”，鋼鐵廠(chǎng)的服務(wù)很難面對中小客戶(hù)。隨著(zhù)“供給側改革”的發(fā)展，下游中小企業(yè)的質(zhì)量意識和自動(dòng)化水平會(huì )逐步提高，對服務(wù)的要求肯定會(huì )大大加強。通過(guò)推進(jìn)“智能服務(wù)”，提高專(zhuān)家工作效率，是解決這個(gè)問(wèn)題的方法之一。

第四，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)面臨產(chǎn)能過(guò)剩、需求低迷、國家化戰略的迫切性，需要加強質(zhì)量管理、降本增效、節能減排。而我國鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理發(fā)展趨勢是個(gè)性化、定制化、多品種、小批量，關(guān)鍵要協(xié)調產(chǎn)銷(xiāo)矛盾，以降低生產(chǎn)、庫存、物流成本。加強質(zhì)量管理、降本增效、節能減排是鋼鐵企業(yè)發(fā)展生存的必然要求；產(chǎn)銷(xiāo)一體、管控銜接、“三流”同步是鋼鐵企業(yè)信息化的必然選擇。但是，化解產(chǎn)銷(xiāo)矛盾、實(shí)現產(chǎn)銷(xiāo)平衡是鋼鐵企業(yè)一直面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。

促進(jìn)“兩化”深度融

智能生產(chǎn)既包括生產(chǎn)模式的轉換變革，又包括信息的集成優(yōu)化。行業(yè)將在以下方面有所轉變：生產(chǎn)模式由大規模生產(chǎn)轉為大規模定制，管理理念由以產(chǎn)品為中心、以低成本贏(yíng)得市場(chǎng)轉變?yōu)橐灶櫩蜑橹行?、以快速響應贏(yíng)得市場(chǎng)，驅動(dòng)方式由根據市場(chǎng)預測安排生產(chǎn)的推動(dòng)式的生產(chǎn)方式轉變?yōu)楦鶕蛻?hù)訂單安排生產(chǎn)的拉動(dòng)式的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)戰略由成本領(lǐng)先戰略轉向差異化戰略和服務(wù)。

智能制造以滿(mǎn)足客戶(hù)要求的性能參數和特殊條件、優(yōu)化制造工藝流程、監控協(xié)調生產(chǎn)制造設備為核心，是服務(wù)用戶(hù)的一種新的制造模式。智能工廠(chǎng)通過(guò)可視化設備監控工廠(chǎng)內所有工藝生產(chǎn)流程的各道工序，通過(guò)大數據分析實(shí)現自動(dòng)控制和智能制造的新型工廠(chǎng)。建立這種生產(chǎn)體系的工廠(chǎng)以工業(yè)4.0為基礎，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數據實(shí)現廠(chǎng)內所有關(guān)鍵要素的實(shí)時(shí)監控，從而達到智能化。目前，我國諸多鋼鐵企業(yè)正在積極推進(jìn)“兩化”融合體系建設，涌現了一批工業(yè)機器人、智能制造和“兩化”融合貫標試點(diǎn)、智能在線(xiàn)監測和檢驗化驗設施以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據在企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合集成系統應用等先進(jìn)技術(shù)。

我國鋼鐵智能制造的目標是借助“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)以及智能制造技術(shù)，實(shí)現“兩化”深入融合，研發(fā)具有需求分析、產(chǎn)品設計、生產(chǎn)組織、過(guò)程優(yōu)化、質(zhì)量全程管控、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)反饋等多重功能的鋼鐵全流程智能制造系統，提升鋼鐵制造過(guò)程中新鋼種高效研發(fā)能力、產(chǎn)品質(zhì)量穩定生產(chǎn)能力、柔性化生產(chǎn)組織能力、能效成本綜合控制能力，實(shí)現產(chǎn)品規?；a(chǎn)與定制式制造相融合的鋼鐵智能化制造?！皟苫比诤夏Ｊ綖殇撹F行業(yè)帶來(lái)的改變主要體現在以下方面：

首先，降低成本，提高銷(xiāo)售，這是鋼鐵企業(yè)擁抱互聯(lián)網(wǎng)的主要目的。隨著(zhù)勞動(dòng)力成本提升，中國鋼企也會(huì )采用機器人、無(wú)人行車(chē)、無(wú)人臺車(chē)、無(wú)人倉庫等技術(shù)來(lái)提高勞動(dòng)效率、降低生產(chǎn)成本。在技術(shù)上，這些都是沒(méi)有本質(zhì)困難的。

其次，提升鋼鐵行業(yè)效率?；ヂ?lián)網(wǎng)信息透明化的特點(diǎn)使供需關(guān)系明確，有利于鋼企提高資源的配置效率；而互聯(lián)網(wǎng)工具可連接鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節，從而提升鋼企商業(yè)模式效率。

再次，智能制造是互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)的技術(shù)革命，其特征之一是打破部門(mén)和組織的圍墻。為此，相關(guān)企業(yè)必須重視頂層設計。而鋼鐵行業(yè)可將CPS（信息物理系統）嵌入橫向集成和端到端集成的信息平臺，實(shí)現智能化的研發(fā)、服務(wù)、采購、銷(xiāo)售。這樣，通過(guò)知識和信息的共享，突破部門(mén)之間的邊界、實(shí)現快速有效的協(xié)同，拉近企業(yè)與客戶(hù)間的距離，就可以為用戶(hù)提供量身定做的個(gè)性化服務(wù)。在鋼鐵企業(yè)中，服務(wù)于用戶(hù)需求的不僅是銷(xiāo)售和研發(fā)部門(mén)，而是整個(gè)公司。

最后，推動(dòng)服務(wù)型制造。目前我國大部分鋼鐵企業(yè)還停留在按照用戶(hù)需求單純的賣(mài)產(chǎn)品階段。隨著(zhù)制造業(yè)強國、創(chuàng )新型國家的建設，對鋼材品種、質(zhì)量和服務(wù)需求將不斷升級，將由單純“產(chǎn)品”需求向“產(chǎn)品+服務(wù)”需求轉變。在鋼鐵領(lǐng)域大力發(fā)展服務(wù)型制造，對企業(yè)提質(zhì)增效、形成競爭新優(yōu)勢、更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求具有重要意義?！笆濉逼陂g鋼鐵企業(yè)要通過(guò)早期介入用戶(hù)超前需求、后期跟蹤改進(jìn)等模式，主動(dòng)由制造商向服務(wù)商轉變，由單純的提供“產(chǎn)品”向“產(chǎn)品+一攬子解決方案”轉變，不僅滿(mǎn)足用戶(hù)當前需求，還要創(chuàng )造和引領(lǐng)未來(lái)需求，實(shí)現上下游共贏(yíng)。特別是要在高技術(shù)船舶、海洋工程裝備、先進(jìn)軌道交通、電力、航空航天、機械等領(lǐng)域重大技術(shù)裝備所需高端鋼材品種方面取得突破。

數字化是推進(jìn)智能制造的“心臟”

數字化并非僅僅是數據的獲取和轉化，而是要用DIKW體系（數據、信息、知識、智慧）去認識其全貌。也就是說(shuō)，數字化要以智能化的預測和決策為導向，完成數據的結構化、知識的提煉與管理。PLM（產(chǎn)品生命周期管理）技術(shù)恰恰體現了DIKW的思想。通過(guò)推動(dòng)PLM，重點(diǎn)是將研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)過(guò)程的碎片化的信息和知識有效地組織起來(lái)、將模糊的經(jīng)驗提煉出來(lái)并用計算機軟件實(shí)現。依靠這樣的載體，將個(gè)人知識轉化成企業(yè)的知識、將隱性知識轉化成顯性知識，實(shí)現知識的有效積累，這樣才能促進(jìn)企業(yè)向研發(fā)和服務(wù)轉型。研制PLM也應該是鋼鐵行業(yè)數字化的有效抓手。

同時(shí)，要通過(guò)產(chǎn)業(yè)協(xié)調去重塑價(jià)值鏈。產(chǎn)業(yè)協(xié)同的目標是充分把握新工業(yè)時(shí)代下信息資源帶來(lái)的機遇，以數據洞察為核心驅動(dòng)力，貫穿參與者、產(chǎn)品與生產(chǎn)，實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)互通的協(xié)同，形成集制造和服務(wù)為一體的價(jià)值網(wǎng)絡(luò )。與此同時(shí)，智能生產(chǎn)將制造過(guò)程的資源管理、生產(chǎn)組織、過(guò)程控制等不同層級的信息集成，實(shí)現動(dòng)態(tài)調整和全工序的優(yōu)化。從表面來(lái)看，鋼鐵最終要通過(guò)線(xiàn)上與線(xiàn)下的互動(dòng)，而鋼鐵電商平臺將設備、生產(chǎn)線(xiàn)、鋼廠(chǎng)、鋼貿、鋼材和客戶(hù)聯(lián)系在了一起。從內層來(lái)看，實(shí)質(zhì)是要連接工業(yè)鏈、產(chǎn)品、運營(yíng)、管理、銷(xiāo)售和消費者的數據。

放眼未來(lái)，下游用戶(hù)對個(gè)性化服務(wù)的要求會(huì )逐步加強?；緞?dòng)力將來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：一是隨著(zhù)用戶(hù)自動(dòng)化、智能化水平的提升和對最終產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，對材料質(zhì)量的要求肯定會(huì )提高；二是隨著(zhù)電商的不斷發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)品需要越來(lái)越多地來(lái)自中小客戶(hù)，傳統的服務(wù)模式也將越來(lái)越難以為繼。因此，推動(dòng)“智能服務(wù)”顯然是鋼鐵行業(yè)實(shí)現智能制造的重要方向。

在智能制造的終極狀態(tài)，現在許多工作崗位將變成無(wú)人值守。未來(lái)，鋼鐵工業(yè)的常規性的生產(chǎn)操作、設計服務(wù)、采購銷(xiāo)售將實(shí)現無(wú)人化；設備維修維護、產(chǎn)品與技術(shù)創(chuàng )新、商務(wù)策略制定需要人的主導，但數字化、智能化的程度將大大提升。這也是智能制造的衡量標準。如果以無(wú)人值守為目的，鋼鐵業(yè)必須重視大數據保存和積累。從CPS開(kāi)發(fā)到質(zhì)量保證，都需要將生產(chǎn)過(guò)程的痕跡盡量完整地記錄下來(lái)。這樣，大數據基礎建設就是需求驅動(dòng)的，而不是為大數據而大數據。在鋼鐵工業(yè)的終極狀態(tài)，若干崗位將無(wú)人值守。以此為目標，邏輯上要完成3件事情：一是人的體力勞動(dòng)必須由機器代替；二是人在生產(chǎn)過(guò)程中接收和發(fā)送的信息，都要實(shí)現數字化檢測和傳遞；三是人的控制、操作思想必須由軟件來(lái)實(shí)現。

總之，鋼鐵工業(yè)智能制造意味著(zhù)鋼鐵電商、互聯(lián)網(wǎng)思維、大數據以及云計算的使用等方面。其中，鋼鐵電商是互聯(lián)網(wǎng)+鋼鐵和企業(yè)內部物流與外部物流的智能化為主要表現形式。預計未來(lái)五年，我國鋼鐵工業(yè)已不再是大規模發(fā)展時(shí)期，將進(jìn)入結構調整、轉型升級為主的發(fā)展階段，是鋼鐵工業(yè)結構性改革的關(guān)鍵階段。鋼鐵行業(yè)要積極適應、把握、引領(lǐng)經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，落實(shí)供給側結構性改革，以全面提高鋼鐵工業(yè)綜合競爭力為目標，以化解過(guò)剩產(chǎn)能為主攻方向，堅持結構調整、堅持創(chuàng )新驅動(dòng)、堅持綠色發(fā)展、堅持質(zhì)量為先、堅持開(kāi)放發(fā)展，加快實(shí)現調整升級，提高我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益。

來(lái)源：《中國機械·裝備制造》