鋼鐵企業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

李福存

【摘 要】基于此，文章首先闡述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念，然后結(jié)合工作實際分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用，以期為鋼鐵企業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】鋼鐵企業(yè);物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用研究

中圖分類號： TF089;TP391.44;TN929.5文獻標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）22-0235-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.109

0 引言

進入21世紀以來，電子射頻標(biāo)簽、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及云計算等技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，造就了網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也被稱為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。就目前而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于社會各個行業(yè)，大到航天載人，小至智能家居設(shè)備等都能發(fā)現(xiàn)它的身影。而鋼鐵行業(yè)作為我國的傳統(tǒng)行業(yè)，在新形勢下面臨資本結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件以及設(shè)備狀況等因素的制約，影響了鋼鐵行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用成為鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展模式、提升競爭力的重要手段。雖說，多數(shù)鋼鐵企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)過程控制、ERP等信息系統(tǒng)的構(gòu)建，并構(gòu)建設(shè)置了各類傳感器與通信網(wǎng)絡(luò)，這些系統(tǒng)與設(shè)備的使用提升了企業(yè)的信息化程度與管理水平，但在實際應(yīng)用過程中，由于所涉及到的工序多、業(yè)務(wù)復(fù)雜程度高，且整個管理過程仍然需要較多管理人員的參與，故需進一步優(yōu)化鋼鐵企業(yè)管理信息化平臺，優(yōu)化流程、提升效率、鏈接上下游，共享管理信息，有效實現(xiàn)了生產(chǎn)成本的管控，實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)概念在1999年首被提出，在2005年的信息社會世界峰會上正式提出物聯(lián)網(wǎng)這一概念，經(jīng)過十余年的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)顯然已經(jīng)成為推動世界快速發(fā)展的重要生產(chǎn)力，是繼通信網(wǎng)之后的另一個萬億級市場。物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義即滿足物與物之間的互聯(lián)，學(xué)者們在進行物聯(lián)網(wǎng)討論時往往會引入M2M概念，即人到人、人到機器、機器到機器的互聯(lián)。與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有更廣泛的應(yīng)用范圍、更強大的信息處理能力、更精確的信息輸出途徑。對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來說，由于在實際應(yīng)用中，使用了大量的傳感器，且由于每一個傳感器所收集到的信息形式與內(nèi)容是各不相同的，此外，傳感器所收集到的信息具有一定的實時性，故能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境數(shù)據(jù)信息的不斷獲取與更新。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而來，其通過有線與無線網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向連接，進而通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將設(shè)備的信息數(shù)據(jù)傳輸至目標(biāo)端。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中所使用的傳感器，自身具備信息處理能力，可以滿足對設(shè)備的智能化控制，而云計算的使用使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠適應(yīng)不同用戶的各種需求，并應(yīng)用與各類環(huán)境中。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)通常有物聯(lián)網(wǎng)感知層、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層組成。如圖1所示，物聯(lián)網(wǎng)感知層是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，感知層主要利用RFID標(biāo)簽、傳感器以及攝像頭和GPS等終端采集物品信息，而各類傳感器、無線通信技術(shù)和無線射頻是感知層的主要構(gòu)成。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層是指，通過互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、云計算平臺等各類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將感知層采集到的物品信息傳輸至目標(biāo)端。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層是指根據(jù)傳輸至目標(biāo)端的物品信息數(shù)據(jù)，對被控制物品進行智能化分析，并通過計算實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，由于各個行業(yè)需求的不同，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可通過云計算與大數(shù)據(jù)對被控制物品進行控制，如在智能家居生活中，常見的手機與電視、冰箱、空調(diào)間的連接與控制，都是基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來完成的。

2 鋼鐵企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求

鋼鐵企業(yè)是我國傳統(tǒng)的制造行業(yè)，從21世紀初期，我國開始逐步將信息化系統(tǒng)應(yīng)用于鋼鐵制造業(yè)中，雖說經(jīng)過十余年的發(fā)展，我國鋼鐵制造業(yè)在信息獲取、信息處理方面有了長足的進步，但在整個鋼鐵制造管理過程中仍然需要使用大量的人力資源，使得鋼鐵制造信息系統(tǒng)與企業(yè)基礎(chǔ)的信息獲取系統(tǒng)脫節(jié)，影響了鋼鐵制造業(yè)中信息化的發(fā)展，故為了進一步優(yōu)化提升鋼鐵制造企業(yè)的現(xiàn)場流動性水平，優(yōu)化鋼鐵制造企業(yè)的信息流系統(tǒng)，鋼鐵企業(yè)就亟需通過利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)信息的自動、實時、高效的獲取與處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過使用射頻識別系統(tǒng)、各類傳感器設(shè)備、定位系統(tǒng)以及激光掃描技術(shù)等將既定的物品和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相連接，并實現(xiàn)各類信息的交換與共享，提升鋼鐵制造業(yè)的管理能力。在實際應(yīng)用中，由于各個鋼鐵制造企業(yè)流動性的不同，因此，對物聯(lián)網(wǎng)需求程度也各不相同，當(dāng)鋼鐵制造企業(yè)流動性水平較低時，則對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用效果并不明顯，此時，應(yīng)通過提升鋼鐵制造企業(yè)的基礎(chǔ)管理能力來增強企業(yè)發(fā)展能力，當(dāng)鋼鐵制造企業(yè)的流動性較強時，則應(yīng)通過構(gòu)建完善的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來提升企業(yè)的發(fā)展能力，而強流動性、高自動化必然是未來鋼鐵制造業(yè)的發(fā)展趨勢，因此，鋼鐵制造業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求將會不斷攀升，物聯(lián)網(wǎng)在促進鋼鐵制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級中將會發(fā)揮更大作用。鋼鐵制造行業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的一個重要分支，與其他行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用一樣，鋼鐵企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)同樣是通過對各向生產(chǎn)參數(shù)信息數(shù)據(jù)的收集、傳輸與分析，進而將與生產(chǎn)管理相關(guān)的信息數(shù)據(jù)提供給各個管理部門，如生產(chǎn)控制室、研究中心與管理者，從而將整個生產(chǎn)信息透明化。此外，由于各種自動化技術(shù)以及智能化設(shè)備的使用，可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進一步優(yōu)化鋼鐵制造流程，提升鋼鐵生產(chǎn)潛力，降低生產(chǎn)成本，對實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)具有關(guān)鍵作用。

3 鋼鐵企業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在人員管理中的應(yīng)用

鋼鐵制造業(yè)是一種傳統(tǒng)的大型制造產(chǎn)業(yè)，往往鋼鐵制造企業(yè)占地面積大且員工多，而由于鋼鐵制造流程繁雜，使得對員工的管理較為困難，要想借助傳統(tǒng)的人員管理模式實現(xiàn)整個生產(chǎn)流程的高效化，無疑天方夜譚，因此，就可借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)人員管理的高效化。例如，某鋼鐵制造企業(yè)現(xiàn)有6萬名職工，該企業(yè)通過設(shè)置RFID管理系統(tǒng)，并給每一位員工發(fā)放RFID卡，即可實現(xiàn)全場的門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、就餐系統(tǒng)的自動化管理，同時也可根據(jù)實際需要進一步細化子應(yīng)用系統(tǒng)，并利用以太網(wǎng)將各子管理系統(tǒng)連入企業(yè)服務(wù)器終端，實現(xiàn)對全場人員的統(tǒng)一管理，這樣不僅便于各子系統(tǒng)獨立運行，也有助于企業(yè)對公司的統(tǒng)一管理。另外，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的使用也便于企業(yè)后期子功能系統(tǒng)的擴展，可有效地提升企業(yè)對人員的管理的統(tǒng)一性。

3.2 鐵路運輸中的應(yīng)用

在鋼鐵制造企業(yè)中，由于占地面積大，各類生產(chǎn)原料以及生產(chǎn)成品在生產(chǎn)車間運輸時，要對生產(chǎn)工藝流程間的銜接以及運輸成本進行控制，而大多數(shù)鋼鐵制造企業(yè)在進行生產(chǎn)原料以及構(gòu)件進行運輸時，多借助于企業(yè)內(nèi)部的鐵路運輸方式實現(xiàn)。例如，某鋼鐵制造企業(yè)在2015年鐵路貨物運輸周轉(zhuǎn)量達到3千萬t·km，相比于2006年的1千萬t·km，增加了三倍，但該企業(yè)機車保有量在9年間只增加了23%，而備用機車僅為4臺，顯然該企業(yè)的鐵路運輸不能滿足其日益發(fā)展的需求，需要通過整合該企業(yè)已有的運輸管理系統(tǒng)，在軌道上設(shè)置相應(yīng)的RFID讀寫器，并在機車內(nèi)部安設(shè)RFID標(biāo)簽，通過與已有的地面信息獲取系統(tǒng)將機車信息傳輸至企業(yè)終端服務(wù)器，實現(xiàn)對機車動態(tài)跟蹤，而該系統(tǒng)的使用同樣可實時獲取機車的運輸信息，工作人員可通過局域網(wǎng)對機車的運輸情況進行實時調(diào)取，并借助無線通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與調(diào)度中心的互聯(lián)，確保機車控制人員和機車控制中心的實時應(yīng)答，提升機車運行效率。

3.3 在鋼包調(diào)度中的應(yīng)用

鋼包是煉鋼-連鑄生產(chǎn)過程中各工序的承接者，例如在生產(chǎn)過程中，鐵水轉(zhuǎn)裝至爐內(nèi)、轉(zhuǎn)爐出鋼等都需借助鋼包的運作。在以往的調(diào)度作業(yè)中，大多數(shù)鋼鐵制造企業(yè)都是借助于語音對講機或人員現(xiàn)場指揮的形式完成，但因為鋼鐵生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的噪音，影響信息的有效傳輸，極易造成目標(biāo)轉(zhuǎn)爐出錯，另外，鋼包的吊裝結(jié)果多通過人工形式記錄后，在傳輸至計算機端，這種傳輸方式不僅增加了信息傳輸產(chǎn)生誤差的可能，還造成信息管理的滯后性。和傳統(tǒng)的運輸調(diào)度相比，鋼包調(diào)度具有明顯的特殊性，一方面來說，鋼包在運輸時并不按照原設(shè)的軌道進行，另一方面鋼包調(diào)度的信息中需包含鋼包的位置信息和狀態(tài)信息，如對包中鐵水含量信息的記錄等。而在鋼包調(diào)度中利用行車運輸，不僅能夠?qū)π熊嚨奈恢眯畔⒁约斑\輸狀態(tài)進行獲取與采集，還能夠?qū)︿摪奈恢眠M行實時跟蹤，例如，學(xué)者劉洪偉就通過在行車軌道設(shè)置RFID標(biāo)簽，并在行車上安設(shè)RFID讀寫器來實現(xiàn)對行車位置的實時跟蹤。

4 結(jié)語

鋼鐵制造業(yè)是一項基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其對一個國家的工業(yè)化生產(chǎn)具有支撐作用，但傳統(tǒng)的鋼鐵制造生產(chǎn)模式顯然不能滿足現(xiàn)今社會需求，隨著計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鋼鐵制造業(yè)中開始嶄露頭角。目前，我國鋼鐵制造業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用還處在起步階段，更多的信息系統(tǒng)需要去整合與利用，相信經(jīng)過學(xué)者與企業(yè)的努力，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將在鋼鐵制造業(yè)中發(fā)揮更大作用。

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