鋼鐵智慧制造實(shí)踐與思考

鄒玉賢

(寶山鋼鐵股份有限公司,上海 201999)

1 時(shí)代的發(fā)展與要求

2008年全球金融危機(jī)之后,世界各國都在積極反思和調(diào)整,更加強(qiáng)調(diào)實(shí)體經(jīng)濟(jì)建設(shè),重視新技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用。美國提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”[1]和“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略”[2],德國提出了工業(yè)4.0[3-4],中國也提出了“中國制造2025”[5]。本質(zhì)上說,其目標(biāo)都是將新一代數(shù)字化技術(shù)與制造技術(shù)高度融合,實(shí)現(xiàn)信息世界與物理世界的深度互聯(lián)與融合,產(chǎn)生出前所未有的新形態(tài)的智能高效制造業(yè)。這其中,“工業(yè)4.0”因其概念簡潔新穎,最為受眾所熟知。

工業(yè)4.0是在3.0“信息化”的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的。在3.0階段[6],企業(yè)通過“計(jì)算機(jī)化”高效地處理重復(fù)性的工作。然而,站在更高的維度和更精細(xì)化的層面來看制造業(yè)時(shí),無論從外部視角還是內(nèi)部視角,都需要解決連接、可視、透明、預(yù)測和自適應(yīng)等問題。

(1) 連接問題:“數(shù)據(jù)煙囪”林立,各自為政的信息系統(tǒng)之間無法有效互聯(lián)。

(2) 可視問題:目前有海量的數(shù)據(jù),但大多是局部的、分散的、專業(yè)性的,且現(xiàn)有數(shù)據(jù)更多用于事后分析,無法實(shí)時(shí)應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的效率很低。

(3) 透明問題:數(shù)據(jù)分段“割據(jù)”,無法了解全局?jǐn)?shù)據(jù),即無法進(jìn)行事件溯源。

(4) 預(yù)測問題:預(yù)測是數(shù)據(jù)分析價(jià)值的最佳體現(xiàn)之一,也是現(xiàn)階段可行性最強(qiáng)的應(yīng)用之一,但目前成熟可靠的預(yù)測應(yīng)用案例還很少。

“自適應(yīng)”是工業(yè)4.0的追求目標(biāo),實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo),企業(yè)就能快速響應(yīng)各種變化和要求。“自適應(yīng)”是以“自感知、自分析、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)”為基礎(chǔ)形成的完整閉環(huán)。

2 寶鋼的選擇

世界正面臨百年未有之大變局,現(xiàn)如今,鋼鐵行業(yè)被貼上高能耗、高污染、低效率、大投入、低回報(bào)等標(biāo)簽,已淪為各地嫌棄、勸導(dǎo)“搬遷”的“經(jīng)濟(jì)棄兒”。再加之這些年行業(yè)發(fā)展失序,產(chǎn)能過剩嚴(yán)重,同業(yè)競爭加劇,行業(yè)的吸引力下降,面臨著人才流失、后繼乏人的困境。面對(duì)種種壓力和挑戰(zhàn),鋼鐵行業(yè)作為工業(yè)之基石和中國工業(yè)的領(lǐng)軍者,憑借深厚的技術(shù)積淀和強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力,全面領(lǐng)會(huì)新時(shí)代發(fā)展思想,在全行業(yè)發(fā)起了智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型,鋼鐵行業(yè)正向著綠色、智能、精品、高效方向發(fā)展。

寶鋼作為中國鋼鐵行業(yè)的領(lǐng)頭羊,在第四次工業(yè)革命的浪潮中勇立潮頭,搶占先機(jī),努力探索,全力推進(jìn),及時(shí)總結(jié),積極分享,帶領(lǐng)中國鋼鐵企業(yè)走出了一條順應(yīng)發(fā)展趨勢、適應(yīng)未來發(fā)展、引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步的智慧制造之路。2015年“中國制造2025”發(fā)布,寶鋼就響應(yīng)國家號(hào)召,積極投身于探索中國制造轉(zhuǎn)型升級(jí)之路,為全行業(yè)開創(chuàng)智能化改造新路徑,形成了智能裝備、智能工廠、智慧互聯(lián)智慧制造創(chuàng)新框架?！皩氫? 580 mm熱軋智能車間”入選第一批工信部智能制造示范試點(diǎn)項(xiàng)目,2017年寶鋼“冷軋008機(jī)組數(shù)字化車間”又入選工信部智能制造示范試點(diǎn)項(xiàng)目和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目。從智能車間到數(shù)字化車間,寶鋼的智慧制造取得了階段性成功。此后,寶鋼智慧制造如星火燎原,全面推進(jìn)。2019年7月,寶鋼股份系統(tǒng)總結(jié)了4年來的探索和認(rèn)識(shí),提煉出“ONE MILL”的智慧制造理念,圍繞著“用戶價(jià)值”這個(gè)核心目標(biāo),以“一份訂單的智慧之旅”開展全流程、全領(lǐng)域的智慧制造工作,智能工廠深入推進(jìn),覆蓋全公司的智慧互聯(lián)應(yīng)用蓬勃發(fā)展。2020年初,寶鋼股份入選世界經(jīng)濟(jì)論壇“燈塔工廠”,成為中國鋼鐵行業(yè)第一家,也是唯一一家“燈塔工廠”。

3 寶鋼智慧制造創(chuàng)新實(shí)踐

3.1 寶鋼智慧制造1.0階段

鋼鐵行業(yè)由于流程長、工藝復(fù)雜、控制要求高,對(duì)生產(chǎn)過程的安全性、連續(xù)性、穩(wěn)定性要求更是突出。在全流程生產(chǎn)過程中還存在大量的“3D”(即:Dusty——惡劣環(huán)境、Danger——危險(xiǎn)、Duplication——重復(fù))人工操作崗位,以應(yīng)對(duì)各種異常。人的干預(yù)對(duì)過程穩(wěn)定性有影響,大量的人工崗位極大地影響了整體效率。寶鋼智慧制造1.0階段就是基于當(dāng)時(shí)的現(xiàn)狀,著眼于消除3D崗位,補(bǔ)齊短板,提升智能化水平,提高效率和效益,提出了“四個(gè)一律”的指導(dǎo)方針。

3.1.1 “四個(gè)一律”的內(nèi)涵和作用

“四個(gè)一律”指的是“作業(yè)一律機(jī)器,操控一律集中,運(yùn)維一律遠(yuǎn)程,服務(wù)一律上線”。

(1) 作業(yè)一律機(jī)器。要盡最大可能將人工作業(yè)點(diǎn)用機(jī)器替代,一方面能夠提升生產(chǎn)過程的一致性和穩(wěn)定性,減少人工干預(yù)的差異性;另一方面能夠提升勞動(dòng)效率,減少人工負(fù)荷和勞動(dòng)強(qiáng)度,提高安全性。此外,機(jī)器作業(yè)更容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與流轉(zhuǎn)。

(2) 操控一律集中。要將分段分區(qū)域設(shè)置的不同操作室集中化,避免功能分散,從根源消除異常情況,減少人工干預(yù),提高機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

(3) 運(yùn)維一律遠(yuǎn)程。要實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維,進(jìn)一步提高設(shè)備運(yùn)維效率、準(zhǔn)確性和可靠性。

(4) 服務(wù)一律上線。要將圍繞鋼鐵生產(chǎn)的各類服務(wù)工作,如采購、銷售、物流、財(cái)務(wù)、人力資源等,從不同專業(yè)系統(tǒng)遷移到統(tǒng)一的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)“在線化、專業(yè)化”服務(wù)。

3.1.2 寶鋼智慧制造總體框架

在“四個(gè)一律”原則的指導(dǎo)下,寶鋼制定了實(shí)施智慧制造的總體框架,即“3+1”架構(gòu)。

“3”是指3層遞進(jìn),從智能裝備、智能工廠、智慧互聯(lián)多層次展開。智能裝備主要解決部分3D崗位的安全環(huán)境和效率問題;智能工廠主要解決多崗位效率提升,多專業(yè)數(shù)據(jù)共享的問題,從工廠層面提高整體效率和效益;智慧互聯(lián)則是解決跨工序、跨流程、跨專業(yè)的數(shù)據(jù)互通共享,實(shí)現(xiàn)從供應(yīng)端到用戶端的數(shù)據(jù)全貫通、業(yè)務(wù)全連接,從全公司和全流程的角度提升全局效率。

“1”是指IT變革。智慧制造不同于自動(dòng)化和信息化時(shí)代的根本區(qū)別在于,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)是其核心價(jià)值,信息化時(shí)代領(lǐng)先的IT架構(gòu)已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的要求,必須以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的思維和大數(shù)據(jù)時(shí)代的技術(shù)來重構(gòu)企業(yè)的IT架構(gòu)。

3.1.3 實(shí)施效果

通過5年多的探索和推進(jìn),寶鋼智慧制造已經(jīng)取得了明顯的成就。5年來寶鋼共裝備了700多個(gè)工業(yè)機(jī)器人,190多臺(tái)無人化行車,使得約2 800名員工從3D崗位撤離下來,工作環(huán)境得到極大改善。合并了超過400個(gè)操作室,勞動(dòng)效率得到進(jìn)一步提高。如下為智能裝備、智能工廠、智慧互聯(lián)等層次取得的成果。

3.1.3.1 智能裝備

(1) 無人化管理。

通過裝、卸船機(jī)上的激光掃描儀及其他一些傳感器,對(duì)船艙進(jìn)行立體模擬成像,并根據(jù)模型計(jì)算船艙作業(yè)點(diǎn)分布,完成自動(dòng)裝卸船作業(yè)任務(wù),如圖1(a)。作為世界超大型料場之一的寶鋼原料場,通過可視化料場管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)料場管理各環(huán)節(jié)準(zhǔn)實(shí)時(shí)匯報(bào)、散貨垛位精準(zhǔn)化管理、原料庫存信息的數(shù)字化管理,如圖1(b)。

圖1 裝、卸船機(jī)無人化系統(tǒng)和智慧料場Fig.1 Unmanned system of ship loader and unloader and smart stockyard

(2) 無人化行車。

煉鐵廠焦?fàn)t電車、導(dǎo)焦車、裝煤車、推焦車等相繼實(shí)現(xiàn)無人化(圖2(a)),實(shí)現(xiàn)對(duì)多機(jī)車調(diào)度智能控制、監(jiān)控和多場景人機(jī)安全。國內(nèi)首次采用自行式電驅(qū)動(dòng)混鐵車SmartTPC,實(shí)現(xiàn)鐵水運(yùn)輸全流程的行車無人化和作業(yè)無人化(圖2(b))。生產(chǎn)機(jī)組行車實(shí)現(xiàn)無人化自動(dòng)駕駛,實(shí)現(xiàn)庫區(qū)管理、鋼卷駁運(yùn)等物流作業(yè)無人化、產(chǎn)線物流智能化(圖2(c))。

圖2 無人化行車Fig.2 Unmanned driving

(3) 工業(yè)機(jī)器人。

在特殊工況、高效生產(chǎn)工序積極推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用。高爐實(shí)現(xiàn)泥炮自動(dòng)加泥(圖3(a))、開口機(jī)自動(dòng)裝釬等作業(yè);煉鋼區(qū)域?qū)崿F(xiàn)熱態(tài)鑄板坯/方坯/圓坯自動(dòng)標(biāo)記、結(jié)晶器水口自動(dòng)加保護(hù)渣(圖3(b))、鋼水測溫和取樣等作業(yè);熱軋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)打捆(圖3(c))、貼標(biāo)、噴碼等作業(yè);冷軋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)拆捆、鋅鍋撈渣(圖3(d))、鋅鍋撇渣、自動(dòng)取樣(圖3(e))、自動(dòng)貼標(biāo)、自動(dòng)包裝、智能磨輥、在線打磨、爐子智能巡檢(圖3(f))等作業(yè)。

圖3 不同區(qū)域工業(yè)機(jī)器人Fig.3 Industrial robots in different areas

(4) 在線檢測裝置。

針對(duì)質(zhì)量管控、生產(chǎn)控制等部署高精度在線檢測裝置。如板帶表面在線質(zhì)量缺陷檢測裝置(如圖4(a))、鋼卷端部缺陷檢測(如圖4(b))、冷軋多參數(shù)機(jī)械性能在線檢測系統(tǒng)(圖4(c))、國內(nèi)先行應(yīng)用在線油膜厚度檢測儀(圖4(d))、在線輥涂厚度檢測儀(圖4(e))等,國內(nèi)先行為用戶提供管、棒材、板材或軋輥的高端渦流、漏磁、超聲的無損檢測在線成套設(shè)備(圖4(f))。

3.1.3.2 智能工廠

(1) 集控操作室。

寶鋼股份的數(shù)百條主線機(jī)組,功能不同,建設(shè)時(shí)期不同,自動(dòng)化、信息化水平相差很大。各生產(chǎn)廠結(jié)合實(shí)際情況,創(chuàng)建了各類集控操作室,通過操控集中,倒逼現(xiàn)場的極致自動(dòng)化和穩(wěn)定性。同時(shí),集控操作室還帶來了“數(shù)據(jù)”的集中,為智能工廠的各項(xiàng)應(yīng)用和智慧互聯(lián)創(chuàng)造了很好的條件。

煉鐵集控中心實(shí)現(xiàn)了寶山基地4座高爐的集中化操作控制和生產(chǎn)管理,煉鋼冶煉中心實(shí)現(xiàn)了煉鋼各工序一鍵化、自動(dòng)出鋼、連鑄平臺(tái)機(jī)器人、數(shù)字化板坯等功能,熱軋“1+N”集控中心(即1個(gè)操作人員,N個(gè)后臺(tái)支撐人員)實(shí)現(xiàn)了熱軋生產(chǎn)管理、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)物料調(diào)度、生產(chǎn)過程控制、能源監(jiān)控、質(zhì)量判控的集中管控,冷軋6合1操作室實(shí)現(xiàn)了兩條熱鍍鋅機(jī)組6個(gè)操作室的集中操作。

(2) 冷軋智慧工廠管理之“水晶魔方”。

國內(nèi)鋼廠首次開發(fā)基于透明、分層、即時(shí)和融合的智慧工廠管理平臺(tái),使現(xiàn)場管理透明化,管理從無序到規(guī)范,進(jìn)一步推動(dòng)管理效率提升,如圖5。

3.1.3.3 智慧互聯(lián)

跨工序、跨專業(yè)、跨流程的數(shù)據(jù)互聯(lián)和智慧應(yīng)用,是經(jīng)營和管理過程中長期追求的,但由于認(rèn)識(shí)局限和技術(shù)條件所限,很多想法都無法實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在,當(dāng)數(shù)據(jù)匯聚、算力和算法以及數(shù)字思維認(rèn)知的提高,智慧互聯(lián)的前景將無限廣闊。

(1) 遠(yuǎn)程運(yùn)維。

寶鋼股份通過運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),建設(shè)設(shè)備遠(yuǎn)程智能運(yùn)維系統(tǒng),提高狀態(tài)分析能力、故障預(yù)警能力、故障定位能力,實(shí)現(xiàn)7×24 h全面、實(shí)時(shí)把握設(shè)備狀態(tài),如圖6。

圖4 在線檢測裝置Fig.4 Online detection device

圖5 冷軋“水晶魔方”Fig.5 Cold rolled Crystal Cube

圖6 遠(yuǎn)程運(yùn)維Fig.6 Remote operation and maintenance

(2) 全自動(dòng)機(jī)組生產(chǎn)計(jì)劃排程。

運(yùn)用AI技術(shù),基于機(jī)組作業(yè)計(jì)劃規(guī)程與生產(chǎn)排程專家知識(shí)庫,遵循生產(chǎn)全流程流向計(jì)劃,結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備及庫存情況逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)排程的自動(dòng)化、智能化與少人化值守。

(3) 數(shù)字鋼卷。

作為實(shí)物鋼卷的“數(shù)字孿生(Digital Twin)”[7-8],“數(shù)字鋼卷”實(shí)現(xiàn)了鋼卷生產(chǎn)過程質(zhì)量、工藝、設(shè)備、能源等數(shù)據(jù)按“時(shí)間”和“空間”兩個(gè)維度的高頻匯聚,是一個(gè)與實(shí)物鋼卷同時(shí)生產(chǎn)出來的數(shù)據(jù)集。

(4) 基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的質(zhì)量一貫管控。

運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù),建設(shè)以客戶為導(dǎo)向,以全流程貫通為主線,面向全體質(zhì)量人員使用的、從用戶需求識(shí)別到用戶使用的質(zhì)量跟蹤管理平臺(tái),如圖7。

圖7 基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的質(zhì)量一貫管控系統(tǒng)架構(gòu)Fig.7 Consistent quality control system architecture based on industrial big data

(5) 生產(chǎn)全流程流向智能平衡。

將生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)業(yè)務(wù)機(jī)理模型與AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合,綜合訂單、工藝、物流、設(shè)備、庫存、能源、成本等各方面要素,實(shí)現(xiàn)對(duì)基地內(nèi)各機(jī)組生產(chǎn)品種、流向、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)全局優(yōu)化規(guī)劃與動(dòng)態(tài)平衡。

(6) 多基地的產(chǎn)銷平衡運(yùn)營平臺(tái)。

寶鋼打造的營銷智慧大腦——DSP多基地產(chǎn)銷運(yùn)營平臺(tái),優(yōu)化探索需求預(yù)測,協(xié)同多基地生產(chǎn)資源,制定動(dòng)態(tài)銷售預(yù)案計(jì)劃,合理智能分配產(chǎn)線任務(wù),致力于平衡資源與提升總體能效產(chǎn)銷效率、效益和精度,如圖8。

圖8 多基地產(chǎn)銷運(yùn)營平臺(tái)Fig.8 Multi base production and marketing operation platform

(7) 全流程物流管控。

以用戶驅(qū)動(dòng),倒逼股份物流技術(shù)轉(zhuǎn)型,對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)物流精細(xì)化管控,過程透明可控,對(duì)用戶提供效率最高、成本最低、過程透明的共享共贏的全程物流管控體系,如圖9。

(8) 跨專業(yè)統(tǒng)一運(yùn)營管控中心。

寶鋼股份建設(shè)多部合一的運(yùn)行管控中心,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、能源、設(shè)備、物流、安保等統(tǒng)一調(diào)度管控,如圖10。

圖9 全流程物流可視化監(jiān)控Fig.9 Visualized monitoring of the whole process logistics

圖10 統(tǒng)一運(yùn)營管控中心Fig.10 Unified operation control center

3.2 寶鋼智慧制造2.0階段

3.2.1 鋼鐵大數(shù)據(jù)中心探索

寶鋼自20世紀(jì)90年代起,在全行業(yè)中率先建立起完善的信息化系統(tǒng),大大提升了公司的管理效率和管理水平。然而,這些信息化系統(tǒng)是各個(gè)時(shí)間段針對(duì)不同目標(biāo)的產(chǎn)物,系統(tǒng)之間接口復(fù)雜,數(shù)據(jù)互通性差,形成了一個(gè)個(gè)的“數(shù)據(jù)煙囪”。同時(shí),由于沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理規(guī)則,造成數(shù)據(jù)在不同專業(yè)、不同部門、不同區(qū)域之間交互性差、可識(shí)別性差、通用性差,形成了大量的“數(shù)據(jù)孤島”[9],大大限制了數(shù)據(jù)的使用。這些問題的產(chǎn)生受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)能力和認(rèn)知水平,已經(jīng)到了必須要解決的時(shí)候。因此,面向當(dāng)下鋼鐵行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的需求和未來發(fā)展的要求,構(gòu)建新的大數(shù)據(jù)中心,成為寶鋼智慧制造工作的重中之重。

寶武集團(tuán)是一個(gè)有年產(chǎn)1.2億t鋼鐵主業(yè)和與之相配套多元產(chǎn)業(yè)的超大型企業(yè),依托于寶武工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院和寶武大數(shù)據(jù)中心(寶信軟件),通過內(nèi)部溝通討論和外部學(xué)習(xí)交流,2020年寶武集團(tuán)明確了全集團(tuán)統(tǒng)一的“寶武生態(tài)技術(shù)平臺(tái)”及IAAS層、PAAS層和SAAS層。在此基礎(chǔ)上,寶鋼也同步明確了大數(shù)據(jù)中心的“云邊端架構(gòu)”+“雙中臺(tái)模式”。

“云邊端架構(gòu)”已是較成熟的業(yè)界共識(shí),但如何應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)還需要在探索實(shí)踐中找答案。需要針對(duì)不同專業(yè)和差異化工序、機(jī)組界定云邊功能,需要處理與現(xiàn)有L1～L5系統(tǒng)的關(guān)系,需要考慮現(xiàn)有各類管理系統(tǒng)向大數(shù)據(jù)中心平穩(wěn)遷移,更需要平衡短期投入與長期收益之間的關(guān)系。“雙中臺(tái)模式”是阿里巴巴等電商企業(yè)提出的,是否適用于鋼鐵行業(yè)是一個(gè)挑戰(zhàn)性課題。多工序流程多,不同工序、專業(yè)、部門間差異較大,能否“中臺(tái)化”、如何“中臺(tái)化”都是大難題需要去克服。這些問題都是寶鋼在建設(shè)和應(yīng)用大數(shù)據(jù)中心時(shí)面臨的考驗(yàn),也直接決定了新的大數(shù)據(jù)中心相比于現(xiàn)有系統(tǒng)是否有本質(zhì)提高、能否滿足未來發(fā)展的要求?？梢哉f,新的大數(shù)據(jù)中心是企業(yè)面向未來的新引擎,決定了企業(yè)的未來。

相比于原有信息系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì)和長期固定的功能,大數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)應(yīng)用3層解耦,使得大多數(shù)業(yè)務(wù)人員能夠結(jié)合自己的工作,動(dòng)態(tài)地對(duì)各種應(yīng)用功能進(jìn)行優(yōu)化、完善、更新、迭代。這就需要更多的業(yè)務(wù)人員去學(xué)習(xí)新的技術(shù),提升數(shù)據(jù)分析能力,也需要企業(yè)的文化、組織、管理、機(jī)制等各方面提升,以推動(dòng)和適應(yīng)這樣的轉(zhuǎn)變,以不斷迭代進(jìn)化的“人工智能+大數(shù)據(jù)”等“快速響應(yīng)”方法去應(yīng)對(duì)市場和用戶不斷變化的“不確定性”,更好地洞察市場、了解用戶,更好地滿足社會(huì)發(fā)展和用戶需求,這個(gè)過程就是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[10]。轉(zhuǎn)型成敗的關(guān)鍵在于企業(yè)的文化、組織、管理、機(jī)制能否轉(zhuǎn)型,核心是“人”的認(rèn)識(shí)和能力能否轉(zhuǎn)型。從這個(gè)意義上說,今后要想成為成功的企業(yè),都要把自己轉(zhuǎn)變成為一家專注于行業(yè)應(yīng)用的大數(shù)據(jù)分析公司。

3.2.2 三跨融合

大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和投入運(yùn)行,標(biāo)志著寶鋼智慧制造進(jìn)入2.0階段,其核心是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合互通、跨域應(yīng)用。

通過近3年的大力推進(jìn),寶武集團(tuán)的智慧制造工作已形成“百花齊放”的局面。在智慧制造1.0的基礎(chǔ)上,考慮到集團(tuán)“一企一業(yè)”的背景和“一總部多基地”的管控模式,為了更好地支撐各子公司的發(fā)展,2021年初集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)總結(jié)了寶鋼實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提煉出“三跨融合”的智慧制造2.0指導(dǎo)方針。

三跨融合即跨產(chǎn)業(yè)融合、跨空間融合、跨界面融合。

跨產(chǎn)業(yè)融合:是指按照寶武集團(tuán)數(shù)字化規(guī)劃確定的架構(gòu)和平臺(tái),在統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)下,構(gòu)建“跨產(chǎn)業(yè)、跨基地”的互通融合。

跨空間融合:是指推進(jìn)“一總部多基地”的“跨空間”的互通融合系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)專業(yè)化管理和原有區(qū)域化管理的協(xié)同,提高管理效率。

跨界面融合:是指通過“操檢維調(diào)”的整合,實(shí)現(xiàn)“跨人機(jī)界面”的互通融合,在提高現(xiàn)場效率的同時(shí)真正讓員工實(shí)現(xiàn)“三有”(有錢、有閑、有趣)。

3.3 下一階段的思考與行動(dòng)

以寶鋼股份為代表的寶武集團(tuán)已經(jīng)進(jìn)入以“三跨融合”為特征的智慧制造2.0征程,作為全球第一大鋼鐵集團(tuán),還應(yīng)該考慮如何將集團(tuán)內(nèi)處于不同地區(qū)、不同水平的各制造基地,快速提升到行業(yè)的最好水平,需要考慮賦能給新加入集團(tuán)的企業(yè),使其快速達(dá)到行業(yè)最好水平;站在更高層面看,需要考慮成為全行業(yè)進(jìn)步的發(fā)動(dòng)機(jī),快速賦能給集團(tuán)外的其他企業(yè)。

要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就要著手打造“鋼鐵工業(yè)大腦”?！颁撹F工業(yè)大腦”構(gòu)建于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之上,用互聯(lián)網(wǎng)思維來實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。作為一個(gè)多生產(chǎn)基地、多品種產(chǎn)品、多資源調(diào)度的大型鋼企,必須站在股份公司、寶武集團(tuán)乃至鋼鐵行業(yè)的高度,通過大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用,從一臺(tái)裝備、一條機(jī)組、一個(gè)專業(yè)、一個(gè)組織的“控制中心”里,將其“能力”提煉出來,封裝成可以為同類賦能的“服務(wù)”,形成一個(gè)個(gè)工業(yè)軟件,組成“鋼鐵工業(yè)大腦”。

“鋼鐵工業(yè)大腦”通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),被需要的企業(yè)調(diào)用(有些也要配套相應(yīng)的硬件改造),為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值,同時(shí),在使用中不斷進(jìn)化、成熟。這樣,可以把多基地參差不齊的能力,最大程度地提升到最好的水平。而且,當(dāng)一個(gè)基地改進(jìn)提高,其他基地都同步提高,這才是構(gòu)建“鋼鐵工業(yè)大腦”最大的意義。

4 對(duì)未來的展望

寶鋼對(duì)未來智慧制造的愿景描繪為:ONE MILL。具體內(nèi)涵是:以數(shù)字化重塑鋼鐵流程和產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)橫向從一條產(chǎn)線到多條產(chǎn)線,從一個(gè)基地到多個(gè)基地;縱向從一個(gè)工序到多個(gè)工序,從寶鋼自身到上下游產(chǎn)業(yè)鏈的無縫對(duì)接,運(yùn)行管理就像一個(gè)工廠。

“鋼鐵工業(yè)大腦”是實(shí)現(xiàn)“ONE MILL”的一條必由之路。未來的ONE MILL不僅僅存在于物理世界,在信息世界里也會(huì)有“數(shù)字孿生”的ONE MILL。因此,完整的“鋼鐵工業(yè)大腦”還應(yīng)包含信息世界的各級(jí)“數(shù)字孿生”,以構(gòu)成從裝備到系統(tǒng),再到系統(tǒng)之系統(tǒng)的信息物理系統(tǒng)CPS(Cyber Physical System)[11-12]。通過CPS,在Cyber中對(duì)公司經(jīng)營管理的各種可能性進(jìn)行“真實(shí)仿真”,為公司決策者提供多種應(yīng)對(duì)方案。未來,在Cyber中,不僅能夠及時(shí)地反映Physical中的真實(shí)狀態(tài),不斷優(yōu)化Physical中的各個(gè)過程,還能夠提供試驗(yàn)“無限可能”的工具和場所,讓每一個(gè)鋼鐵人都可以放飛思想、大膽創(chuàng)新。

未來,鋼鐵行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)和大數(shù)據(jù)分析行業(yè)的邊界將越來越模糊,一個(gè)全新的數(shù)字化世界將出現(xiàn)在我們面前,不順應(yīng)這股浪潮的企業(yè)必將被淘汰,不適應(yīng)數(shù)字化時(shí)代的個(gè)人也會(huì)被邊緣化。鋼鐵行業(yè)的從業(yè)者都應(yīng)該努力成為數(shù)字化時(shí)代的先行者,加快數(shù)字化能力的培養(yǎng),為一個(gè)美好的數(shù)字化世界、一個(gè)美麗的數(shù)字中國、一個(gè)高科技的數(shù)字化鋼鐵行業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。