摘要：鋼鐵企業(yè)中信息系統與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)之間的協(xié)同融合是推進(jìn)智能制造的重要工作。本文通過(guò)日照鋼鐵精品基地智能制造過(guò)程中的具體實(shí)踐，介紹了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)與信息技術(shù)的協(xié)同融合，在鋼鐵生產(chǎn)內部協(xié)同融合的具體實(shí)踐，以及外部產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同融合的發(fā)展方向。文章還簡(jiǎn)要介紹了推進(jìn)協(xié)同融合工作的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：智能制造；系統融合；產(chǎn)業(yè)協(xié)同；集約生產(chǎn)

Abstract: The coordination and fusion between IT system and business management is one of the key factors of intelligent manufacture of iron and steel enterprise .From the Rizhao iron and steel boutique base, it describe the practice of the inner coordination and fusion of the factory and also point the direction of industry chain coordination and fusion. Some experience needing attention is also mentioned.

Key words: Intelligent manufacture; System fusion; Industrial synergy; Intensive production

1　引言

在以工業(yè)4.0、“互聯(lián)網(wǎng)+”等為代表的信息技術(shù)新浪潮下，信息化、自動(dòng)化正從單純提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、控制精度向智能化邁進(jìn)。所謂智能化有兩方面的含義：一是采用人工智能的方法、理論和技術(shù)，二是具有“擬人智能”的特性或功能，例如自適應、自學(xué)習、自校正、自協(xié)調、自組織、自診斷、自修復等。

日照鋼鐵精品基地項目是我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)結構調整試點(diǎn)工作的重要組成部分，是山東省鋼鐵產(chǎn)業(yè)結構調整的重要內容。產(chǎn)品定位高端，突出高質(zhì)量、高性能、輕量化、綠色化，其工藝保障能力達到國際先進(jìn)水平，運行管理突出“智能、高效、綠色、高端”。建設的信息化、自動(dòng)化系統是實(shí)現智能生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重要技術(shù)平臺。該項目在建設之初，即確定了智能制造的總體目標，2018年該項目的一期一步工程基本建成投產(chǎn)。

2　協(xié)同融合是智能制造的關(guān)鍵

鋼鐵企業(yè)中物質(zhì)流是制造過(guò)程中被加工的主體，能量流是制造過(guò)程中的驅動(dòng)力，信息流則是物質(zhì)流、能量流行為和外界環(huán)境信息的反映以及人為調控信息的總和^[1]。智能鋼鐵廠(chǎng)是在數字化工廠(chǎng)的基礎上，構建合理的物質(zhì)流、能量流為標志的物理系統，同時(shí)導入信息流，以促進(jìn)物理系統的運行效率。通過(guò)作為硬件的“物理系統”與作為軟件的“信息化”相互嵌入并融合。利用物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)清楚掌握產(chǎn)銷(xiāo)流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少人工干預，構建一個(gè)高效節能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠(chǎng)。

鋼鐵企業(yè)是傳統的制造業(yè)，內部需要大量的資源協(xié)同，外部也需要與供應鏈及上下游客戶(hù)緊密耦合。工業(yè)4.0時(shí)代，這種耦合與互聯(lián)網(wǎng)思維發(fā)生了相逢、融合之后，已產(chǎn)生共振，是智能制造的重要體現。山鋼集團提出了在日照鋼鐵精品基地建設“智能制造夢(mèng)工廠(chǎng)”的宏偉目標。它是以過(guò)程控制智能化、生產(chǎn)管控敏捷化、企業(yè)運營(yíng)規范化、日常管理精益化、組織機構扁平化為重點(diǎn)，充分利用最新的智能檢測、智能控制、專(zhuān)家模型、大數據等信息化技術(shù)，實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境下的前后工序、上下游企業(yè)及內部業(yè)務(wù)流、信息流的協(xié)同、融合。

3　鋼鐵生產(chǎn)內部的協(xié)同融合

傳統的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的諸要素融合度不高，條塊化的專(zhuān)業(yè)界限明顯。譬如：生產(chǎn)、能源、物流、設備、安防等專(zhuān)業(yè)往往以部門(mén)為單位，各自為戰居多。其主要原因有兩個(gè)方面：一是信息化支撐能力不夠，數據共享不夠充分。二是部門(mén)利益影響，導致業(yè)務(wù)協(xié)同的力度不夠。日照鋼鐵精品基地在建設階段即充分考慮利用信息技術(shù)促進(jìn)各業(yè)務(wù)的融合，主要表現在以下幾個(gè)方面。

3.1　多業(yè)務(wù)的協(xié)同融合

鋼鐵的智能制造不能停留在某個(gè)工序的自動(dòng)化，而是在各業(yè)務(wù)流和信息流之間達到充分協(xié)同。日照鋼鐵精品基地通過(guò)智能協(xié)同管控中心平臺，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，通過(guò)統一網(wǎng)絡(luò )平臺采集內部各業(yè)務(wù)系統的數據，并與ERP、MES等信息系統進(jìn)行數據交互，將生產(chǎn)、能源、物流、安防等生產(chǎn)因素集中在協(xié)同管控中心統一管控，避免各自為戰，從而實(shí)現各業(yè)務(wù)系統協(xié)同管控的目標。

將生產(chǎn)、能源、物流、設備、安防及視頻等系統的數據在MCS（多業(yè)務(wù)協(xié)同管理系統）集中展示，為調度長(cháng)全面了解各業(yè)務(wù)情況、綜合協(xié)同指揮提供支持。MCS打造四個(gè)平臺：信息管控平臺、應急指揮平臺、在線(xiàn)指令平臺及數據共享平臺。如圖1所示。

圖1  智能協(xié)同管控中心功能框架圖

3.2　數據的協(xié)同融合

數據是企業(yè)經(jīng)營(yíng)分析的重要因子，區別于傳統的鋼鐵生產(chǎn)，在智能制造模式下，數據的協(xié)同尤為關(guān)鍵。日照鋼鐵精品基地從建設之初即秉持透明工廠(chǎng)的理念，消除信息孤島。在L1-L5級自動(dòng)化系統能夠實(shí)現縱向的信息貫通。同時(shí)，自原料至成品，通過(guò)MES等信息系統也實(shí)現了橫向的信息共享。這就為利用數據的經(jīng)營(yíng)體系奠定了基礎，為質(zhì)量、成本分析等企業(yè)核心生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)提供了支撐。圖2為通過(guò)L3級信息化系統，實(shí)現現場(chǎng)至經(jīng)營(yíng)信息、從客戶(hù)訂單到銷(xiāo)售以及各工序間的信息共享。

圖2   L3級信息系統數據共享圖

3.3　組織的協(xié)同融合

日照鋼鐵精品基地按照以流程為中心的設計，在信息系統的支撐下，公司組織架構共分為經(jīng)營(yíng)支援板塊、鋼鐵事業(yè)板塊和生產(chǎn)板塊。主要特點(diǎn)有：強化戰略、規劃功能，強化專(zhuān)業(yè)性，強化銷(xiāo)售組織。按照扁平化的理念推行一級調度、一級財務(wù)、一級人力資源等“集中一貫制”的管理模式。 “集中”是橫向的集中，是指同一類(lèi)業(yè)務(wù)集中到一個(gè)部門(mén)；“一貫”是縱向的一貫，是指從頭到尾的一貫到底。綜合起來(lái)，集中一貫管理就是對同一類(lèi)業(yè)務(wù)，由一個(gè)管理部門(mén)從業(yè)務(wù)發(fā)生到業(yè)務(wù)結束的全流程管理?！凹小辈粌H僅是職能集中、權力集中，責任卻留在下面的簡(jiǎn)單集中，而是權責對等的集中，是同一類(lèi)業(yè)務(wù)職能和責任的同步集中。集中一貫管理具有以下優(yōu)點(diǎn)：專(zhuān)業(yè)化分工，效率高；責任清晰，漏洞少；合理高效配置人力資源；成本控制目標容易實(shí)現。

對各部門(mén)強化企劃專(zhuān)業(yè)組織，提高戰略及企劃能力。如原料、設備、工具等戰略及管理職責落實(shí)到市場(chǎng)部。如圖3所示，將銷(xiāo)售及生產(chǎn)計劃的綜合戰略企劃落實(shí)至營(yíng)銷(xiāo)調整部（營(yíng)銷(xiāo)公司）；整體生產(chǎn)運營(yíng)計劃的調整及控制歸屬為生產(chǎn)技術(shù)部。將分散到各部門(mén)的類(lèi)似業(yè)務(wù)整合起來(lái)，確保專(zhuān)業(yè)能力。如將各部門(mén)采購執行業(yè)務(wù)，整合成專(zhuān)門(mén)采購組織。

圖3  效率高的組織示例圖

3.4　面向市場(chǎng)的協(xié)同融合

日照鋼鐵精品基地緊緊圍繞“以市場(chǎng)為導向、以客戶(hù)為中心、以訂單為驅動(dòng)的理念。在組織設計上搭建基于面向客戶(hù)的銷(xiāo)售組織，加強營(yíng)銷(xiāo)能力，面向各客戶(hù)產(chǎn)業(yè)群組成營(yíng)銷(xiāo)組織，加強差別化、專(zhuān)業(yè)化的營(yíng)銷(xiāo)能力。另一方面，如圖4所示，在信息化建設上改變了傳統的ERP和MES的分工理念，單獨構建Marketing系統，將銷(xiāo)售與生產(chǎn)的信息化應用系統集成建設，真正實(shí)現銷(xiāo)產(chǎn)一體化。在Marketing系統中集成管理銷(xiāo)售與生產(chǎn)計劃，加強客戶(hù)為中心的企劃功能。為加強客戶(hù)質(zhì)量應對能力，將生產(chǎn)計劃及質(zhì)量設計也劃歸銷(xiāo)售部門(mén)。

圖4  面向市場(chǎng)的信息化功能框圖

銷(xiāo)售部門(mén)整合制定銷(xiāo)售生產(chǎn)計劃，并最小化計劃之間的不一致，縮短交貨期。由生產(chǎn)部門(mén)綜合管理工序間的一級生產(chǎn)管控，縮減工序間的半成品庫存及生產(chǎn)所需時(shí)間。

3.5　協(xié)同融合與集約化生產(chǎn)

在日照鋼鐵精品基地的設計中，對連續生產(chǎn)區域（如焦化、原料、煉鐵等工序）具備在一個(gè)中央控制室內實(shí)現主、輔工藝集中管控的技術(shù)條件。輔助工藝設施如空壓站、液壓站、膠帶機、泵站、煤氣混合站、煤氣柜等配合視頻聯(lián)動(dòng)和音頻報警等多媒體支持技術(shù)，具備“現場(chǎng)無(wú)人值守管理”的條件。對于大型堆取料機、庫區行車(chē)等大型機電一體化設備，可運用精確定位、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)并與制造執行系統的計劃、庫存管理緊密配合，實(shí)現無(wú)人操作。深化應用模型、專(zhuān)家系統等進(jìn)一步提高控制精度，降低故障率，減少生產(chǎn)成本，構建集約化生產(chǎn)平臺。

4　鋼鐵產(chǎn)業(yè)的外部協(xié)同融合

在完成內部協(xié)同的同時(shí)，日照鋼鐵精品基地正在從關(guān)注產(chǎn)品逐漸轉至“產(chǎn)品+服務(wù)”并重的格局，開(kāi)始陸續實(shí)施外部協(xié)同融合的工作。在傳統供應鏈及客戶(hù)關(guān)系管理的基礎上，電子商務(wù)、智慧物流等能更好、更快地支持鋼鐵企業(yè)現代化服務(wù)創(chuàng )新，從而實(shí)現了經(jīng)營(yíng)和營(yíng)銷(xiāo)模式的轉變。計劃通過(guò)電商平臺，甚至是公用云平臺上獲得訂單，通過(guò)內部信息化系統進(jìn)行訂單評估、分解，形成生產(chǎn)、作業(yè)計劃，下發(fā)至自動(dòng)化系統完成生產(chǎn)。同時(shí)制造、物流、質(zhì)量信息也可由內部信息系統及時(shí)與客戶(hù)進(jìn)行交互，在服務(wù)上更貼近客戶(hù)。在供應鏈上也是如此，原燃料、設備的采購、物流、評估乃至設備全生命周期管理都通過(guò)信息系統與客戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，成本、質(zhì)量的精細化管理已不再是艱難的事情^[2-3]。

在銷(xiāo)售模式方面，由傳統的銷(xiāo)售模式向在線(xiàn)銷(xiāo)售轉化，重點(diǎn)實(shí)現一體化營(yíng)銷(xiāo)管理、快速定價(jià)和一站式服務(wù)如圖5所示，主要解決以下三類(lèi)問(wèn)題：一是售價(jià)追趕速度慢。二是產(chǎn)銷(xiāo)矛盾突出。生產(chǎn)組織不能適應小批量快節奏交貨、配送到終端、持續質(zhì)量穩定等市場(chǎng)化要求。三是客戶(hù)滿(mǎn)意率低。售前客戶(hù)詢(xún)單及差異化需求響應速度慢，銷(xiāo)售渠道沒(méi)有有效管理，售后服務(wù)和問(wèn)題處理客戶(hù)滿(mǎn)意率低。為解決這三類(lèi)問(wèn)題，應充分利用新技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)資源，打造智能電子商務(wù)平臺，形成互聯(lián)網(wǎng)+電子商務(wù)格局，對與市場(chǎng)和客戶(hù)直接相關(guān)的、企業(yè)價(jià)值鏈上的業(yè)務(wù)流程實(shí)施創(chuàng )造，加強營(yíng)銷(xiāo)內部及營(yíng)銷(xiāo)與生產(chǎn)之間的銜接，提高對市場(chǎng)的快速響應能力^[4]。

圖5  擬實(shí)施的銷(xiāo)售協(xié)同平臺功能框圖

在采購方面，日照鋼鐵精品基地的供應商管理還存在供應商資源共享困難，供應商管理決策人為化、業(yè)務(wù)運作不透明、流程控制不規范等問(wèn)題，已不能滿(mǎn)足內外部用戶(hù)對采購業(yè)務(wù)進(jìn)行有效統一管控，為推動(dòng)供應鏈管理轉型，實(shí)現采購業(yè)務(wù)管理改善，擬實(shí)施供應商管理系統建設，主要功能如圖5所示。

通過(guò)規范供應商管理流程，構建統一規范的供應商認證平臺。通過(guò)系統進(jìn)行黑名單和供方退出，降低業(yè)務(wù)風(fēng)險，用分級評估結果推動(dòng)供應商結構改善，提升業(yè)務(wù)溝通效率。重要信息及時(shí)發(fā)布、充分溝通。拓寬供應商意見(jiàn)反饋渠道。加快核心業(yè)務(wù)協(xié)同，提升處理效率。通過(guò)陽(yáng)光尋源降低采購成本，規范尋源過(guò)程中的尋源方式、供方范圍、評委選擇，建立優(yōu)質(zhì)資源的采購目錄、構建全面的資源共享平臺。通過(guò)系統評價(jià)供應商績(jì)效，供應商反向評價(jià)供應鏈從業(yè)人員，以績(jì)效管理拉動(dòng)業(yè)務(wù)改善、優(yōu)勝劣汰。

擬實(shí)施的采購協(xié)同平臺功能框圖如圖6所示。

圖6  擬實(shí)施的采購協(xié)同平臺功能框圖

5　協(xié)同融合與頂層設計

日照鋼鐵精品基地不僅要有先進(jìn)的裝備和技術(shù)，也要有科學(xué)的管理流程，2015年11月，山鋼集團日照公司開(kāi)展了“管理流程創(chuàng )造暨信息化頂層設計咨詢(xún)服務(wù)”項目。該項目是對未來(lái)生產(chǎn)運營(yíng)階段的管理流程和信息化系統進(jìn)行超前規劃和頂層設計，是智能制造的重點(diǎn)工作之一。歷經(jīng)半年的時(shí)間，設計出大流程11項，中流程84項，小流程315項。流程先行，為信息化的建設指明了方向。

在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，業(yè)務(wù)流程的創(chuàng )新（PI）與信息化的建設是相輔相成的，但孰先孰后，存在諸多爭執。日照鋼鐵精品基地是一個(gè)全新的工廠(chǎng)，在建設信息化時(shí)，按照智能制造的理念，摒棄了傳統的 “流程再造”（BPR），而采用了“流程創(chuàng )造”（BPC）的模式。首先設計出面向鋼鐵企業(yè)最佳業(yè)務(wù)實(shí)踐的流程和有效使用流程及信息化系統的組織，在此基礎上再搭建支持最佳流程的信息化系統，其邏輯關(guān)系如圖7所示。由此可見(jiàn)，協(xié)同融合并不是強制性的拼湊，而是有機的融合，要做到信息流、物質(zhì)流、資金流 “三流融合”的基礎工作是先行開(kāi)展頂層設計。^[5]

圖7  流程設計與信息化建設的對應關(guān)系圖

6　結束語(yǔ)

在國家供給側改革總體方針指導下，鋼鐵行業(yè)的轉型升級工作任重道遠。智能制造將是轉型升級工作中的重要落足點(diǎn)，也是我國鋼鐵行業(yè)充分利用信息化實(shí)現“彎道超車(chē)”的重大機遇^[6]。實(shí)施智能制造不僅僅是采用一些先進(jìn)的信息技術(shù)，更重要的是促進(jìn)信息化與內部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)以及外部產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同，這也是兩化深度融合的重要體現。日照鋼鐵精品基地在鋼鐵企業(yè)智能制造工作上進(jìn)行了一些有益的嘗試，為我國鋼鐵企業(yè)的轉型升級工作提供了可以借鑒的經(jīng)驗。

作者簡(jiǎn)介：

范鹍（1974-），男，山東高密人，高級工程師，碩士?，F就職于山東鋼鐵集團日照有限公司，主要研究方向為鋼鐵企業(yè)信息化、自動(dòng)化技術(shù)。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2018年8月刊