鋼鐵行業(yè)智能制造的現(xiàn)狀及發(fā)展途徑

商凱濤

（天津榮程聯(lián)合鋼鐵集團有限公司，天津 300352）

智能制造技術(shù)是時代發(fā)展的產(chǎn)物，其直接將制造技術(shù)與智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、5G 技術(shù)有效融合在了一起，可以直接貫穿到產(chǎn)品制造的整個過程中，是一種具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行的新型生產(chǎn)方式。在當前鋼鐵企業(yè)發(fā)展的過程中，存在著產(chǎn)生過剩、結(jié)構(gòu)失衡、能源環(huán)境壓力巨大等問題，急需對鋼鐵行業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級。鋼鐵行業(yè)目前正在面臨著從高污染、高能耗到低排放、高質(zhì)量的轉(zhuǎn)型階段，在這個階段，智能制造模式發(fā)揮著非常重要的作用。

1 鋼鐵制造企業(yè)的智能制造現(xiàn)狀

到目前為止，鋼鐵企業(yè)的智能裝備制造水平提升非?？焖伲鞣N企業(yè)的在智能制造環(huán)節(jié)中的力度不斷增加，智能制造的成果不斷顯著。

已經(jīng)有一些智能制造試點。很多鋼鐵企業(yè)比較重視智能制造項目，在智能制造領(lǐng)域投入的力度越來越大，各種示范性工程逐步建立了起來。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國已經(jīng)有7 家企業(yè)總共9 個智能制造試點，這些試點項目主要包括智能車間、智慧礦山、大規(guī)模定制點等項目。

對工業(yè)機器人的應(yīng)用相對比較多。當前工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展非常快速，技術(shù)的成熟度不斷提升，如投料機器人、砌爐機器人、圖像識別機器人、測溫機器人、撈渣機器人、專用剪切機器人、自動去毛刺機器人等，在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)當中的應(yīng)用不斷增加。通過對這些機器人的使用，可以將生產(chǎn)工人從危險的勞動環(huán)境當中解放出來，避免相關(guān)人員在作業(yè)的過程中，出現(xiàn)各種危險狀況，工作效率也可以大大提升，避免各種人為因素導(dǎo)致的各種問題。

各種無人化智能車間。通過對無人倉儲、智能車間的應(yīng)用，可以讓各種復(fù)雜的鋼鐵生產(chǎn)工序直接由自動化控制系統(tǒng)完成，并對整個生產(chǎn)過程進行有效的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，然后及時采取措施進行解決，避免出現(xiàn)嚴重的生產(chǎn)事故，保證生產(chǎn)工藝流程的數(shù)字化。當前，對各種智能無人車間的使用越來越多。在無人車間運行的過程中，需要使用到先進的傳感器技術(shù)、PLC處理技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，能夠有效實現(xiàn)卷下線、包裝、盤庫、移庫、發(fā)貨等作業(yè)任務(wù)。員工在實際進行操作的過程中，往往只需要通過電子顯示屏就實現(xiàn)對整個生產(chǎn)流程的控制，能夠進一步提升倉庫車間的無人化運行效果[1]。

智能物料管理系統(tǒng)的實際應(yīng)用。通過智能物料管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)物料管理、原料取樣、備品備件。通過先進物料管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)來料信息自動采集和取樣，整個過程實現(xiàn)了無紙化。河鋼的智能化備品倉庫管理就成功應(yīng)用了智能倉庫管理系統(tǒng)，有效實現(xiàn)了物料管理、合同管理、出庫管理、報表管理等，能夠?qū)淦穫浼M行有效的數(shù)據(jù)化控制。通過對智能物料管理系統(tǒng)的應(yīng)用，為企業(yè)開展原料管理，提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，提升了對物料的管理效率，避免在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)崗位道德風(fēng)險和過高的成本管理費用。

智慧物流云管理平臺。很多崗位企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展的需要，建立了屬于自己的智慧云管理平臺，通過該平臺可以實現(xiàn)自動運輸定位、物流管理、智能倉儲管理、智慧金融服務(wù)等。通過在運行車輛上安裝北斗定位系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)對各種貨物運輸?shù)膶崟r管理，提升客戶的服務(wù)體驗。

基于大數(shù)據(jù)和多種監(jiān)控設(shè)施的生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)。在實際開展煉鋼生產(chǎn)的過程中，往往是基于高爐、燒結(jié)智能化主控室，這樣才能實現(xiàn)一體化智能集控、對生產(chǎn)的智能化控制，及時掌握高爐和燒結(jié)爐的運行狀態(tài)，并及時對生產(chǎn)進行調(diào)整，保證高爐處于正常的運行狀態(tài)，有效降低其運行能耗。通過對智能煉鋼系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對煉鋼工序的自動化控制，保證出鋼的效果和鋼水的質(zhì)量[2]。

智能管理系統(tǒng)。很多鋼鐵企業(yè)為了進一步提升鋼鐵生產(chǎn)效果，往往會構(gòu)建全覆蓋的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)智能質(zhì)量、能源管理。在該平臺實際運行的過程中，采用了新一代的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)計劃、投料、能耗、工藝過程、產(chǎn)品質(zhì)量、倉儲物流的一體化管理，真正做到產(chǎn)品質(zhì)量可以進行追溯，對整個生產(chǎn)過程進行全程控制，提升鋼鐵生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2 鋼鐵行業(yè)智能制造中存在的問題

智能化水平相對比較低。當前，鋼鐵智能制造技術(shù)正處于不斷發(fā)展的階段，各個鋼鐵企業(yè)智能生產(chǎn)水平差異相對比較大。雖然，一些大型鋼鐵企業(yè)的智能制造水平相對比較高，但很多中小型鋼鐵企業(yè)的信息化和工業(yè)化水平相對比較低，智能技術(shù)還處于不斷發(fā)展的階段，智能技術(shù)的作用還難以得到充分的發(fā)揮。

智能制造基礎(chǔ)還有待提升。經(jīng)過多年的發(fā)展，鋼鐵行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備自動化、經(jīng)營管理系統(tǒng)運行水平已經(jīng)得到了比較大的提升，為鋼鐵企業(yè)的發(fā)展提供了一個非常好的基礎(chǔ)。但是，智能煉鋼系統(tǒng)應(yīng)對外界因素變化的能力還需要進一步提升，難以形成有效的閉環(huán)系統(tǒng)，生產(chǎn)過程中人員干涉的情況還相對比較多，對上下游、生產(chǎn)、能源物流的動態(tài)調(diào)度還需要進一步提升。此外，當前企業(yè)信息化系統(tǒng)缺少有效的信息融合和功能集成，系統(tǒng)管控水平還需要進一步提升。

智能創(chuàng)新能力還需要進一步得到提升。當前，大部分鋼鐵企業(yè)對系統(tǒng)的開發(fā)、管理、集成創(chuàng)新能力還相對比較薄弱，難以形成成熟的行業(yè)解決方案。各種核心技術(shù)的創(chuàng)新能力比較弱，難以保證生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，對先進信息的應(yīng)用能力還相對比較差，企業(yè)當中各種專業(yè)人才的缺乏量還相對比較大[3]。

智能制造服務(wù)機構(gòu)的水平需要進一步得到提升。當前，鋼鐵行業(yè)提供智能專項服務(wù)機構(gòu)數(shù)量相對比較都，但機構(gòu)之間服務(wù)能力差距相對比較大，能夠有效支撐鋼鐵行業(yè)智能制造發(fā)展的各種領(lǐng)軍服務(wù)機構(gòu)數(shù)量相對比較少。

3 鋼鐵行業(yè)智能制造的有效解決途徑

進一步做好鋼鐵企業(yè)的智能轉(zhuǎn)型工作，為鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)智能制造建立完善的標準體系，認真做好智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升鋼鐵制造水平，認真做好相關(guān)人才的培養(yǎng)。

在智能制造發(fā)展的過程中，應(yīng)該與企業(yè)各項標準化建設(shè)有效結(jié)合起來。在鋼鐵企業(yè)智能制造發(fā)展的過程中，應(yīng)該認真做好標準化體系的構(gòu)建，打造一體化的管理平臺，進一步提升鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平。只有做好了各種標準規(guī)范建設(shè)，才能為企業(yè)發(fā)展智能制造，奠定一個非常好的基礎(chǔ)。通過開展標準化體系建設(shè)，能夠為鋼鐵行業(yè)智能制造發(fā)展，奠定一個非常好的基礎(chǔ)。當前的標準和規(guī)范還存在著各種不足，難以滿足智能制造發(fā)展的需要，這就需要認真加強前言領(lǐng)域標準建設(shè)，及時補齊各種標準化短板。此外，在開展標準化建設(shè)的過程中，應(yīng)該認真做好人才培養(yǎng)、人才培養(yǎng)工作，進一步夯實標準化工作基礎(chǔ)。

認真做好各種智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，持續(xù)推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。為了將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的作用充分發(fā)揮出來，就需要鋼鐵企業(yè)在實際發(fā)展的過程中，建立完善的自動化體系，加強過程控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)的構(gòu)建。企業(yè)在構(gòu)建管理系統(tǒng)的過程中，應(yīng)該直接立足于四級信息化系統(tǒng)之上，僅僅抓住5G 發(fā)展的機遇，大量發(fā)展各種數(shù)字化智能高端裝備，加強對智能控制和柔性制造技術(shù)的應(yīng)用。此外，還應(yīng)該積極研究鋼鐵制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合路徑，給鋼鐵企業(yè)發(fā)展提供更加精準的服務(wù)。

認真做好行業(yè)智能平臺建設(shè)，將智能制造真正融入到鋼鐵生產(chǎn)全過程。智能制造數(shù)據(jù)系統(tǒng)性工程，是建立在數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上的。在企業(yè)實際開展智能制造的過程中，應(yīng)該堅持實事求是的原則，認真做好全局規(guī)劃工作，不斷加強技術(shù)積累。此外，企業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該積極探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)在企業(yè)研發(fā)當中的實際應(yīng)用，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、能源管控、生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制、銷售服務(wù)、經(jīng)營管理的集成應(yīng)用，還應(yīng)該構(gòu)建制造過程智能化、企業(yè)決策智能化、生產(chǎn)服務(wù)智能化、大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，并逐步構(gòu)建集約精準、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、環(huán)保的智能生產(chǎn)體系，為企業(yè)智能制造的發(fā)展，奠定一個更好的基礎(chǔ)。

電氣設(shè)備在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的過程中，發(fā)揮著非常重要的作用，其對電氣設(shè)備設(shè)計效果，有著非常高的要求，如果設(shè)計效果不能得到保證，就會對后期的鋼鐵生產(chǎn)，帶來各種的問題。由于電氣設(shè)備的復(fù)雜程度比較高，在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中，經(jīng)常會采用憑借經(jīng)驗的設(shè)計方法，對相關(guān)人員的理論知識和經(jīng)驗有著較高的要求，且設(shè)計中各種出錯的現(xiàn)象相對比較多。隨著計算機技術(shù)的不斷進步，智能技術(shù)越來越成熟，通過計算機智能輔助技術(shù)的應(yīng)用，可以在保證設(shè)計質(zhì)量的情況下，進一步縮短設(shè)計的周期，保證對產(chǎn)品的研發(fā)質(zhì)量。通過對遺傳算法的應(yīng)用，可以得到更好的設(shè)計效果。在當前電氣產(chǎn)品的設(shè)計過程中，很多都是采用遺傳算法或者智能化算法來完成的。在電氣設(shè)備的設(shè)計和制造過程中，往往對設(shè)計和制造人員的要求較高，需要其掌握設(shè)備、電路和電磁場相關(guān)的一些知識，還需要在實踐中不斷對經(jīng)驗進行總結(jié)，如果采用傳統(tǒng)的人工計算方法，在工作效率上比較低，且容易出現(xiàn)各種錯誤。如果將智能化技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域中，可以大大提高設(shè)計過程的效率，降低計算機工作的效率，降低電氣設(shè)備的運行時間，提升電氣設(shè)備的質(zhì)量，自動化的控制效果可以得到更進一步的改善，讓設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，得到更大的輔助，進一步對產(chǎn)品設(shè)計進行優(yōu)化，降低設(shè)備運行實際故障率。

4 結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展，對鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)提出了更高的要求。針對當前鋼鐵企業(yè)實際生產(chǎn)中的問題，應(yīng)該將智能制造技術(shù)合理應(yīng)用其中，進一步提升鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量、效率，降低對生產(chǎn)員工的需求，保證生產(chǎn)實際效果。