作者簡(jiǎn)介

郭朝暉（1968-），男，山東濟南人，教授級高工，寶鋼研究院首席研究員。長(cháng)期從事過(guò)程控制、數據分析與建模、信息化系統的開(kāi)發(fā)與研究工作。曾先后擔任中國工業(yè)與應用學(xué)會(huì )副理事長(cháng)，中國現場(chǎng)統計學(xué)會(huì )理事，上海市人工智能學(xué)會(huì )理事，上海市工業(yè)與應用數學(xué)學(xué)會(huì )常務(wù)理事。著(zhù)有《管中窺道：技術(shù)創(chuàng )新的觀(guān)念與方法》?，F為上海交通大學(xué)、東北大學(xué)、浙江大學(xué)、寶鋼人才開(kāi)發(fā)員兼職教授、博導，上海市科協(xié)成人科技學(xué)院、上海市工會(huì )學(xué)院的特聘教師。

1　鋼鐵業(yè)過(guò)去與現在

改革開(kāi)放之初，中國鋼產(chǎn)量大約為3000萬(wàn)噸；2014年中國粗鋼產(chǎn)量8.23億噸，占世界總產(chǎn)量的50.26%；大中型鋼鐵企業(yè)的銷(xiāo)售收入3.6萬(wàn)億元，相當于我國去年GDP總額的5.6%。

中國鋼鐵業(yè)用難以想象的速度發(fā)展了30多年，背后的支撐是經(jīng)濟的發(fā)展。1978年，中國的GDP只有3650億元，2013年則達到了58.5萬(wàn)億。鋼鐵業(yè)的迅猛發(fā)展，也是中國經(jīng)濟騰飛的重要保證。從長(cháng)的時(shí)間尺度看，中國鋼鐵業(yè)的發(fā)展是需求驅動(dòng)的、產(chǎn)量與銷(xiāo)量大體匹配。鋼鐵需求量如此之大，與我國產(chǎn)業(yè)結構有關(guān)。有人認為，與建筑相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上，大約有兩億勞動(dòng)力。鋼鐵業(yè)作為產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)，被迅速帶動(dòng)起來(lái)。

產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展與我們的國情有關(guān)：改革之初是“十億人民、九億農民”、又面臨人口爆炸的嚴重形勢。要給“無(wú)限供給”的勞動(dòng)力提供出路就要保就業(yè)。這時(shí)，投資“鐵公基”、房地產(chǎn)等建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)，就成了政府的必然選擇。另外，土地公有制，大大降低了土地使用成本，也促進(jìn)了建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。

從大時(shí)間尺度上看，鋼鐵的產(chǎn)銷(xiāo)基本上是平衡的；但是，分解到具體的年份，卻總被產(chǎn)能過(guò)剩困擾著(zhù)。這是因為：對鋼鐵的需求是波動(dòng)中上升的，而產(chǎn)能卻是增加容易、降低難。受產(chǎn)能過(guò)剩的影響，最近鋼材價(jià)格一路下跌?，F在鋼材的價(jià)格指數比25年前還要低，鋼鐵價(jià)格低迷，到了“一斤鋼材換不來(lái)一斤白菜、一噸鋼材賺不到一根棒冰”的程度。有人估計：中國鋼鐵行業(yè)的實(shí)際產(chǎn)能在12億噸左右，大約三分之一閑置。這讓鋼鐵企業(yè)面臨巨大的生存壓力。

2　鋼鐵業(yè)未來(lái)的壓力

未來(lái)鋼鐵行業(yè)的壓力非常大，體現在市場(chǎng)需求飽和、勞動(dòng)力成本上升、環(huán)保壓力加大等幾個(gè)方面。

美國建國以來(lái)，大約使用了100億噸鋼。目前，中國建國以來(lái)產(chǎn)用鋼總量大約為85億噸，已建成了世界第一的高速公路和高速鐵路網(wǎng)絡(luò )，城鎮化率已經(jīng)超過(guò)了50%，房地產(chǎn)建筑總量也在降低。目前，中國的人均用鋼量大約是美國的3倍、與日本基本持平。由此推斷中國對鋼鐵需求的高速增長(cháng)期已經(jīng)結束。

中國產(chǎn)業(yè)結構面臨調整。這背后有一個(gè)深刻的因素：人口和勞動(dòng)力結構發(fā)生了重大變化。2008年左右，中國農村勞動(dòng)力向城市轉移的階段基本結束。此后，勞動(dòng)力供需關(guān)系發(fā)生本質(zhì)性變化、人工成本迅速上升。其實(shí)，未來(lái)的勞動(dòng)力危機將日趨嚴峻。2022年，1962年出生的大約2800萬(wàn)人到了60歲的退休年齡。然而，新補充進(jìn)來(lái)的勞動(dòng)力大約只有1600萬(wàn)左右。更可怕的是，這種情況將持續大約10年。隨著(zhù)勞動(dòng)力的減少和成本的上升，建筑業(yè)等用鋼大戶(hù)將會(huì )減少，并進(jìn)一步影響到相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)行業(yè)，包括鋼鐵業(yè)。所以，從目前來(lái)看，國家對未來(lái)鋼鐵的需求已經(jīng)走到了下行通道。

與此同時(shí)，勞動(dòng)力短缺的壓力也會(huì )影響到鋼鐵業(yè)。事實(shí)上，現在的鋼企開(kāi)始面臨勞動(dòng)力短缺的壓力：在工作環(huán)境差的崗位上，已經(jīng)很難找到合適的工人了。尤其許多又苦又累的崗位，是年輕人不愿意從事的行業(yè)?？梢栽O想在老一代工人退休之后，鋼鐵行業(yè)也可能會(huì )爆發(fā)勞動(dòng)力危機。

另外，如前所述，隨著(zhù)國家的經(jīng)濟發(fā)展、人均收入的不斷提升，人們對環(huán)境的要求也越來(lái)越高。鋼鐵行業(yè)是能耗大戶(hù)，耗煤的總量超過(guò)全國總量的10%。依照新環(huán)保法要求，鋼鐵企業(yè)的噸鋼環(huán)保成本可能要達到400元左右，遠遠超過(guò)了行業(yè)的噸鋼毛利。

3　智能制造是鋼鐵行業(yè)的未來(lái)

要應對挑戰，中國的鋼鐵行業(yè)必須將智能制造作為戰略發(fā)展方向。作為傳統產(chǎn)業(yè)，鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)已逐步進(jìn)入“紅?！?。冶金部原總工程師殷瑞鈺院士指出：智能化、綠色化是鋼鐵行業(yè)未來(lái)最重要的戰略發(fā)展方向。殷院士的觀(guān)點(diǎn)與“中國制造2025”、“工業(yè)4.0”要求推進(jìn)智能制造的要求是相通的。事實(shí)上，智能化還是綠色化的重要技術(shù)支撐。

筆者認為智能制造的根本宗旨應該是“以人為本”。只有從這個(gè)角度看問(wèn)題，才能洞悉智能制造的全貌、進(jìn)入創(chuàng )新的“藍?！?。通過(guò)推進(jìn)智能制造，不僅可以減少勞動(dòng)者數量、改善勞動(dòng)者的工作環(huán)境、讓勞動(dòng)者擁有更多的閑暇和自由，還可以為用戶(hù)提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)、減少能源的消耗與排放，更好地保護自然環(huán)境。

鋼鐵行業(yè)智能化的終極目標很可能會(huì )讓若干崗位（尤其是勞動(dòng)條件差的體力勞動(dòng)崗位）無(wú)人值守。這個(gè)過(guò)程的推進(jìn)無(wú)疑是漸近的、通過(guò)不斷提升勞動(dòng)效率來(lái)實(shí)現。從勞動(dòng)效率來(lái)看，韓國浦項的人均噸鋼產(chǎn)量是我們先進(jìn)鋼廠(chǎng)的2倍以上。從勞動(dòng)力總成本來(lái)看，兩國的勞動(dòng)力成本已經(jīng)接近。

“十三五”期間（2016~2020）是中國進(jìn)入老齡化社會(huì )之前難得的緩沖期。過(guò)了這個(gè)緩沖期，鋼鐵企業(yè)的生存會(huì )面臨更加嚴峻的挑戰。企業(yè)應該抓住這個(gè)時(shí)機，提高自己的勞動(dòng)效率。在國際上，無(wú)人行車(chē)、無(wú)人臺車(chē)、無(wú)人倉儲等技術(shù)都是相對成熟的，并且能夠顯著(zhù)提高勞動(dòng)效率。在“十三五”期間，應該大力發(fā)展相關(guān)技術(shù)。

機器人使用量是一個(gè)國家制造業(yè)發(fā)展水平的重要指標。中國的每萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人平均對應30個(gè)機器人，只是發(fā)達國家的十分之一。然而，我國鋼鐵行業(yè)的機器人使用量，低于國家的平均水平。機器人的發(fā)展空間也是很大的。通過(guò)采用機器人，不僅能減少勞動(dòng)力數量，還能降低勞動(dòng)強度和危險性，有利于安全生產(chǎn)、也有利于吸引年輕人加入。這樣就為應對未來(lái)的勞動(dòng)力危機準備了條件。

智能制造的核心特征是互聯(lián)網(wǎng)和數字化。鋼鐵行業(yè)應該抓住機會(huì )，發(fā)展相關(guān)的技術(shù)。

互聯(lián)網(wǎng)的作用是填平供應鏈上的信息鴻溝、破除部門(mén)之間的信息屏障，以便拉近企業(yè)與用戶(hù)之間的距離，通過(guò)提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

但是，互聯(lián)網(wǎng)能否充分發(fā)揮作用，依賴(lài)于數字化的基礎：基于數字化的智能設計和研發(fā)，能更好、更快地為用戶(hù)提供解決方案；基于數字化的智能生產(chǎn)，能最大可能地提高產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率，最大限度地降低成本、能耗和污染，還能讓生產(chǎn)組織和管理更加協(xié)調；基于數字化的智能供應鏈，可以顯著(zhù)降低生產(chǎn)組織的難度和庫存成本。當然，所有的智能化都可能降低勞動(dòng)強度、減少用工。

筆者認為，鋼鐵行業(yè)應該以推進(jìn)產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)（PLM）為抓手，推進(jìn)數字化的研發(fā)和服務(wù)。PLM的本質(zhì)作用，是將企業(yè)的知識和有用信息有效地積累起來(lái)，從而減少不必要的研發(fā)和嘗試，并實(shí)現企業(yè)內部各部門(mén)的協(xié)同。

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，還可以將現場(chǎng)操作室集中起來(lái)，用于減少用工的數量、同時(shí)改善勞動(dòng)者的工作環(huán)境。通過(guò)采用移動(dòng)通信，可以讓員工隨時(shí)隨地地解決企業(yè)遇到的各種問(wèn)題。這種做法，不僅可以減少現場(chǎng)值班的人員，還可以給職工更多的自由、從而更加有利于吸引優(yōu)秀職工。

事實(shí)上，推動(dòng)智能制造是全國性的工作。下游用戶(hù)推進(jìn)智能制造后，對原材料質(zhì)量和交貨期的要求將會(huì )進(jìn)一步提升。對鋼鐵行業(yè)來(lái)說(shuō)，這是挑戰更是機遇。

批量化生產(chǎn)和個(gè)性化需求的矛盾，長(cháng)期困擾著(zhù)鋼鐵行業(yè)。隨著(zhù)鋼鐵電商的興起，鋼鐵的生產(chǎn)資源有可能實(shí)現全國性的配置。從而推進(jìn)產(chǎn)線(xiàn)的專(zhuān)業(yè)化。除了電商模式，鋼企也需要產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)一起來(lái)推進(jìn)信息的橫向集成。這樣的網(wǎng)絡(luò )一旦形成，游離于之外的企業(yè)很可能面臨更大的生存危機。

目前，浦項已經(jīng)開(kāi)展了工業(yè)4.0的智能工廠(chǎng)探索。浦項明確提出以“無(wú)人值守”為終極目標。如果他們取得了成功，對我國的鋼鐵行業(yè)無(wú)疑將是雪上加霜、甚至導致新一輪的落后。筆者認為中國的鋼鐵企業(yè)應該密切關(guān)注這一動(dòng)向。如果以此為目標，工業(yè)大數據、設備自診斷等技術(shù)就會(huì )變得重要起來(lái)。

4　總結

“十三五”期間，中國鋼鐵業(yè)未來(lái)面對需求下降、產(chǎn)能過(guò)剩、勞動(dòng)力危機、節能減排等多重嚴峻的壓力。所有挑戰都將是空前的。為了應對這些挑戰，鋼鐵行業(yè)應該大力推進(jìn)智能制造。

推進(jìn)智能制造的目的，不僅是減少勞動(dòng)力數量、提高勞動(dòng)效率，還能減少人為因素的干擾、提高生產(chǎn)過(guò)程的穩定性，對節能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的價(jià)值也是巨大的。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2015年11月增刊