以智能制造助力中國鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

□ 安夢越 王興艷

“十四五”時期，我國將加快推進(jìn)制造強(qiáng)國建設(shè)，鋼鐵行業(yè)作為我國制造業(yè)的重要分支，也將擔(dān)負(fù)著更加重要的使命。推進(jìn)鋼鐵行業(yè)數(shù)字化、信息化和智能化發(fā)展是我國鋼鐵行業(yè)落實(shí)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要舉措。目前，寶武鋼鐵、河北鋼鐵、新天鋼、南鋼等一批中國鋼鐵企業(yè)圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、運(yùn)營管理、服務(wù)模式創(chuàng)新等方面，積極推進(jìn)5G、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，推動鋼鐵行業(yè)與新一代信息技術(shù)的加速融合，打造鋼鐵行業(yè)的“智能工廠”。

一、推進(jìn)鋼鐵智能制造發(fā)展的必要性

1.智能制造是中國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的必然選擇

隨著新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，智能制造在全球迅速發(fā)展，已成為世界制造業(yè)的必然趨勢，也是我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在要求。我國高度重視制造業(yè)發(fā)展，黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央多次強(qiáng)調(diào)智能制造的重要性，并做出重要部署，智能制造已上升至國家發(fā)展戰(zhàn)略。2015年，國務(wù)院發(fā)布《中國制造2025》，提出“以推進(jìn)智能制造為主攻方向……研究制定智能制造發(fā)展戰(zhàn)略……”；2016年，工信部和財(cái)政部兩部門聯(lián)合發(fā)布《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》，提出“到2020年，智能制造發(fā)展基礎(chǔ)和支撐能力明顯增強(qiáng)……到2025年，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)初步實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型”；2018年，工信部同國標(biāo)管理委員會共同頒布《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2018年版）》。鋼鐵行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱型產(chǎn)業(yè)，同時又是流程性行業(yè)，其行業(yè)特點(diǎn)與智能制造特征高度吻合，推進(jìn)智能制造是我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的必然選擇，也是我國鋼鐵行業(yè)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的必然選擇。

2.智能制造是中國鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手

改革開放以來，我國鋼鐵行業(yè)取得了巨大發(fā)展，自1996年首次成為世界第一產(chǎn)鋼大國后，鋼產(chǎn)量已多年蟬聯(lián)世界第一。但是，在取得成績的同時，我們也應(yīng)清楚地認(rèn)識到國內(nèi)鋼鐵行業(yè)仍然存在一些問題，比如轉(zhuǎn)型升級任務(wù)重、壓力大，企業(yè)生產(chǎn)自動化水平低，運(yùn)營與管理的數(shù)字化水平不高，產(chǎn)銷服務(wù)銜接不暢，等等。積極推進(jìn)鋼鐵行業(yè)智能制造發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)與鋼鐵行業(yè)的深度融合，通過提升鋼鐵行業(yè)的自動化、數(shù)字化和智能化，推動鋼鐵行業(yè)加速轉(zhuǎn)型升級，是我國鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。

二、中國鋼鐵智能制造發(fā)展現(xiàn)狀

1.智能制造實(shí)現(xiàn)多維度發(fā)展

人工智能、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)被引入鋼鐵行業(yè)，并實(shí)現(xiàn)與鋼鐵行業(yè)中的生產(chǎn)調(diào)度、運(yùn)營管理、倉儲物流、產(chǎn)品銷售等各環(huán)節(jié)的融合發(fā)展，推動鋼鐵行業(yè)智能制造實(shí)現(xiàn)多維度發(fā)展（見圖1）。新一代信息技術(shù)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)相融合，催生了“智慧車間”“智慧工廠”“黑燈工廠”，實(shí)現(xiàn)了“一鍵煉鋼”“不碰面生產(chǎn)”；與銷售環(huán)節(jié)相融合，催生了C2M平臺，實(shí)現(xiàn)了智慧營銷；與倉儲物流相融合，催生了智慧倉庫和智慧物流；與礦山開采相融合，打造了礦山生產(chǎn)勘查、采礦、配礦、選礦、冶煉等多環(huán)節(jié)集成平臺，建成了智慧礦山；與運(yùn)營管理環(huán)節(jié)相融合，出現(xiàn)了智慧運(yùn)營看板、財(cái)務(wù)共享平臺，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、經(jīng)營、財(cái)務(wù)多類報(bào)表的數(shù)字化和平臺可視化；與節(jié)能減排相融合，出現(xiàn)了智慧能源集中管理中心；等等。

圖1 鋼鐵行業(yè)智能制造

2.良性效果已然顯現(xiàn)

中國鋼鐵行業(yè)推進(jìn)智能制造可帶來多方面價值。從企業(yè)角度看，可幫助鋼鐵企業(yè)提升產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量水平，提高勞動生產(chǎn)率和資源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、降本，推進(jìn)安全生產(chǎn)和勞動環(huán)境改善等。從社會發(fā)展角度看，可為保護(hù)自然環(huán)境、節(jié)約資源和能源、應(yīng)對人口老齡化等方面做出貢獻(xiàn)。特別是寶鋼、鞍鋼、河鋼、南鋼、沙鋼、新興鑄管和太鋼在推進(jìn)智能制造方面均取得了良好成效。

（1）寶鋼

2017年，公司推進(jìn)高爐爐前作業(yè)、冷軋包裝自動化等機(jī)器人應(yīng)用示范，建成智慧采購平臺、1580智能車間等項(xiàng)目，冷軋C608/C708機(jī)組獲“工信部智能制造試點(diǎn)示范”資格；積極推進(jìn)重點(diǎn)區(qū)域的智能化集控和重點(diǎn)工序模型化生產(chǎn)；推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人與智能檢測技術(shù)在產(chǎn)品標(biāo)識、逐支跟蹤、熱態(tài)鋼管表面檢測、螺紋自動判定等方面的應(yīng)用。2018年，公司建成國內(nèi)面積最大、智能化程度最高的鋼制品無人化倉庫；聚焦智慧物流，推進(jìn)無人化行車和鐵區(qū)物流集控項(xiàng)目；以汽車板用戶為試點(diǎn)打造智慧供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)智能訂貨、全程跟蹤、柔性制造、供應(yīng)鏈預(yù)警和協(xié)同處理；建成全球首套多座大型高爐控制中心，對寶山基地4座高爐實(shí)現(xiàn)集中化操作控制與生產(chǎn)管理。2019年，公司啟動112個智能裝備改造項(xiàng)目，形成“一鍵煉鋼”“無人框架車”等智慧制造成果，并成為全球第三家入選“燈塔工廠”的鋼鐵企業(yè)。2020年，公司啟動了90項(xiàng)智慧制造項(xiàng)目，形成了“生產(chǎn)計(jì)劃智能排程”、“設(shè)備智能運(yùn)維診斷”、“質(zhì)量自動判定與溯源”、5G技術(shù)應(yīng)用及無人機(jī)巡檢等多項(xiàng)成果；同時，公司加快大數(shù)據(jù)中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)營銷、制造、財(cái)務(wù)等9個大數(shù)據(jù)試點(diǎn)項(xiàng)目上線投運(yùn)。僅2019—2020年，公司就先后啟動了202個智能制造項(xiàng)目，減少了145個操作室，使1 684名員工脫離了繁重的體力勞動。

（2）鞍鋼

2018年，鞍鋼全面應(yīng)用自動化產(chǎn)線/設(shè)備和MES、ERP系統(tǒng)，并重點(diǎn)實(shí)施ERP改造、大數(shù)據(jù)平臺、數(shù)字化車間等信息化項(xiàng)目，5 500 mm厚板項(xiàng)目被評為國家智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。2019年，鞍鋼明確“12345”智慧制造頂層設(shè)計(jì)框架，皮帶無人化、鲅魚圈分公司能源集控平臺等項(xiàng)目按期投運(yùn)，《鋼鐵全流程質(zhì)量大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用項(xiàng)目解決方案》入選工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)秀解決方案試點(diǎn)示范項(xiàng)目。2020年，鞍鋼又啟動管理和信息化整體提升項(xiàng)目，實(shí)施ERP系統(tǒng)提檔升級，熱軋2150產(chǎn)線智慧集控等46個項(xiàng)目投入運(yùn)行，“5G工業(yè)專網(wǎng)+智慧煉鋼”實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，《鋼鐵全流程質(zhì)量大數(shù)據(jù)解決方案》成功入圍工信部工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺試點(diǎn)示范項(xiàng)目。

（3）河鋼

基于集團(tuán)鋼材銷售和原材料采購的業(yè)務(wù)需求，河鋼搭建了中央數(shù)字中心營銷管控平臺；整合集團(tuán)各子分公司的核心數(shù)據(jù)，搭建中央數(shù)字中心工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，為工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營管理、協(xié)同服務(wù)等方面提供數(shù)據(jù)能力支撐；基于集團(tuán)平臺化管理戰(zhàn)略思想，河鋼搭建了“河鋼在線”公共服務(wù)平臺，建設(shè)了智能辦公平臺和多級移動視頻會議系統(tǒng)；通過搭建DAC高檔汽車板供應(yīng)鏈平臺，實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)內(nèi)各企業(yè)間的銷售協(xié)同、采購協(xié)同、生產(chǎn)協(xié)同和供貨協(xié)同，提升了供應(yīng)鏈服務(wù)平臺化、智能化程度；此外，河鋼還積極構(gòu)筑工業(yè)品集采平臺、物流大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺和智慧環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺，并積極推進(jìn)涂鍍板產(chǎn)線數(shù)字化改造、單機(jī)架可逆軋機(jī)數(shù)字孿生的智能制造項(xiàng)目建設(shè)。

（4）南鋼

近幾年，南鋼借助5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，建設(shè)了板材“JIT+C2M”智能配送工廠、高等級耐磨鋼及高強(qiáng)鋼配件的“JIT+C2M”智能工廠，通過“JIT+C2M”模式，為客戶提供深加工及定制化服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了精益化、柔性化、智能化生產(chǎn)，以及敏捷化、準(zhǔn)時化、配送化交付。通過人工智能技術(shù)等手段將生產(chǎn)管理系統(tǒng)、資源計(jì)劃系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)、云商銷售平臺四大系統(tǒng)進(jìn)行融合，積極推進(jìn)財(cái)務(wù)信息系統(tǒng)、銷售信息系統(tǒng)投入使用并不斷迭代升級，加強(qiáng)智慧運(yùn)營看板建設(shè)，打造智慧營銷系統(tǒng)2.0，實(shí)現(xiàn)了智慧營銷。2020年，公司實(shí)現(xiàn)直銷量占比達(dá)到70%以上，C2M平臺客戶自助下單量達(dá)65%。同時，南鋼還積極推進(jìn)產(chǎn)線信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了煉鐵集中控制、燒結(jié)智慧化生產(chǎn)控制、生產(chǎn)行車無人化、自動檢化驗(yàn)、板坯庫自動化及結(jié)晶器加保護(hù)渣機(jī)器人成功應(yīng)用等。

（5）沙鋼

近幾年，沙鋼積極實(shí)施智能制造項(xiàng)目，無人值守智能檢斤系統(tǒng)、軋鋼P(yáng)DA庫存管理系統(tǒng)、軋鋼 MES系統(tǒng)、煉鋼自動化系統(tǒng)、能源調(diào)度系統(tǒng)、質(zhì)量在線監(jiān)測預(yù)判系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)、產(chǎn)銷一體化系統(tǒng)、煉鐵噴煤智能行車系統(tǒng)、動力廠集控中心、精整A線可視化集控系統(tǒng)等陸續(xù)上線投運(yùn)并不斷優(yōu)化，其中2019—2020年公司共實(shí)施了32個智能制造項(xiàng)目。

（6）新興鑄管

2017年，公司推進(jìn)高性能球墨鑄管 DN300-1000智能自動化生產(chǎn)線升級項(xiàng)目；2019年，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人、程控行車、AGV、MES等智能裝備首次集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品不落地和轉(zhuǎn)序無人化；2020年，AGV、MES等廣泛應(yīng)用于廣東新興二期和武安鑄管智能化升級項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)年人均產(chǎn)量1 000 t。

（7）太鋼

太鋼按照“1+N”（即1個生產(chǎn)運(yùn)營管控中心+N個區(qū)域生產(chǎn)智控中心）總體思路，積極推進(jìn)公司智能制造發(fā)展，先后啟動了供應(yīng)鏈管理信息化系統(tǒng)、智能物流管控平臺、智能庫區(qū)管理系統(tǒng)等項(xiàng)目；推進(jìn)鋼板表面缺陷識別、噴號機(jī)器人等智能裝備上線運(yùn)行；建立重點(diǎn)品種全線數(shù)字化平臺，提升在線質(zhì)量檢測和過程控制智能化水平；積極推進(jìn)鐵前物流、不銹鋼棒線材生產(chǎn)和不銹鋼中厚板生產(chǎn)的智能化升級改造項(xiàng)目；實(shí)現(xiàn)操作集中管控和同類機(jī)組的集中監(jiān)控。

3.形成了一批行業(yè)典型

目前，中國鋼鐵行業(yè)在智能制造方面已經(jīng)形成了一批典型項(xiàng)目。2015—2018年，先后有8個鋼鐵行業(yè)智能制造項(xiàng)目被工業(yè)和信息化部評為“智能制造試點(diǎn)示范”項(xiàng)目，包括鞍鋼礦業(yè)公司的冶金數(shù)字礦山項(xiàng)目和鞍鋼股份公司的鋼鐵厚板智能制造項(xiàng)目、寶鋼股份的鋼鐵熱軋智能車間項(xiàng)目和鋼鐵冷軋數(shù)字化車間項(xiàng)目、河鋼集團(tuán)唐鋼公司的智能工廠項(xiàng)目等（見表1）。2019年工業(yè)和信息化部開展智能制造標(biāo)桿企業(yè)遴選工作，鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司的“智慧礦山”項(xiàng)目成功入選。該項(xiàng)目不僅實(shí)現(xiàn)了礦山生產(chǎn)經(jīng)營的數(shù)字化和可視化，還圍繞勘查、采礦、配礦、選礦、冶煉5個生產(chǎn)環(huán)節(jié)打造集成平臺，并利用平臺實(shí)現(xiàn)智慧化決策，降低了18%的生產(chǎn)成本，減少了50%的不良品。同時，“智慧礦山”項(xiàng)目還利用工業(yè)大數(shù)據(jù)建立了高耗能設(shè)備的能耗分析模型，為節(jié)能技術(shù)改造提供決策支持；并借助新一代信息技術(shù)手段，拓寬信息化應(yīng)用范圍，支撐扁平化管理模式。

表1 2015—2018年鋼鐵行業(yè)智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目

三、中國鋼鐵智能制造發(fā)展中存在的突出問題

1.智能制造發(fā)展不平衡

當(dāng)前，我國鋼鐵企業(yè)智能制造項(xiàng)目實(shí)施主體以大中型企業(yè)為主，數(shù)量眾多的中小型企業(yè)的智能制造水平還很低，整個行業(yè)的智能制造發(fā)展水平極不平衡。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)企業(yè)對智能制造的重視程度不足，推進(jìn)企業(yè)智能化發(fā)展的動力不足；另有部分企業(yè)雖然認(rèn)識到智能制造對企業(yè)發(fā)展的重要性，但囿于自身資金的限制，對智能制造難以保持持續(xù)性的投入。

2.資金需求巨大

鋼鐵企業(yè)推進(jìn)智能制造，需要投入大量的資金。如太鋼為提升企業(yè)智能化水平，其先后投入大量資金，啟動了一系列智能化改造項(xiàng)目。其中，鐵前物流智能升級改造工程項(xiàng)目預(yù)算額4.1億元，不銹線材廠棒線材生產(chǎn)線智能化升級改造工程項(xiàng)目預(yù)算額2.7億元，公司供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)智能化升級改造工程項(xiàng)目預(yù)算額1.1億元，不銹熱軋廠中厚板生產(chǎn)線智能化升級改造工程項(xiàng)目預(yù)算額21億元。

3.專業(yè)化人才緊缺

根據(jù)人力資源和社會保障部數(shù)據(jù)，2020年，中國智能制造領(lǐng)域人才需求750萬人，人才缺口300萬人。同樣，專業(yè)人才缺乏也是鋼鐵行業(yè)推進(jìn)智能制造繞不開的問題。鋼鐵行業(yè)推進(jìn)智能制造，其要義是推進(jìn)智能制造在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用，包括生產(chǎn)裝備的智能化升級、生產(chǎn)過程的平臺化管理和智能化控制、工業(yè)軟件的使用和維護(hù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和云平臺構(gòu)建等，這就要求相關(guān)崗位人員不僅要懂裝備、工藝和生產(chǎn)流程，還要具備工業(yè)軟件、互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、人工智能、自動化系統(tǒng)集成等不同領(lǐng)域知識。目前，人才短缺已經(jīng)成為鋼鐵行業(yè)推進(jìn)智能制造的突出問題。

四、推進(jìn)鋼鐵智能制造發(fā)展的對策建議

1.發(fā)揮標(biāo)桿企業(yè)的示范引領(lǐng)作用

評選一批鋼鐵智能制造標(biāo)桿企業(yè)，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。通過企業(yè)參訪、論壇、沙龍等形式，推廣標(biāo)桿企業(yè)先進(jìn)技術(shù)水平及管理經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)企業(yè)間深度交流及“優(yōu)質(zhì)要素”共享；積極鼓勵和支持標(biāo)桿企業(yè)帶動智能化水平欠佳企業(yè)推動智能化改造，充分發(fā)揮標(biāo)桿企業(yè)引領(lǐng)效應(yīng)；培育一批具有發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè)向標(biāo)桿企業(yè)看齊，最終實(shí)現(xiàn)“轉(zhuǎn)標(biāo)”。

2.加強(qiáng)資金保障能力

國家層面，加大相關(guān)領(lǐng)域國家重大科技專項(xiàng)獎勵制度；優(yōu)化首臺（套）重大技術(shù)裝備補(bǔ)償和激勵制度，促進(jìn)智能制造裝備推廣應(yīng)用；鼓勵社會資本組建智能制造基金，加大對鋼鐵智能制造領(lǐng)域的投資力度，同時引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)為企業(yè)推進(jìn)智能制造提供貸款支持；企業(yè)層面，提升對智能制造推進(jìn)的重視；積極爭取國家、地方智能制造政策及項(xiàng)目申報(bào)；同行業(yè)伙伴設(shè)立基金，促進(jìn)彼此智能化改造進(jìn)度。

3.加強(qiáng)專業(yè)化人才保障

鋼鐵行業(yè)推進(jìn)智能制造離不開專業(yè)化人才的強(qiáng)力支撐。企業(yè)可根據(jù)自身發(fā)展規(guī)劃，編制可實(shí)施的智能制造人才發(fā)展戰(zhàn)略。在人才培養(yǎng)方面，制定相關(guān)培育制度，預(yù)留充足的培育經(jīng)費(fèi)，保障人才培育工作有序?qū)嵤婚_展相關(guān)知識講座和技能培訓(xùn)，提升在職人員工作能力；同高校、科研院所、行業(yè)聯(lián)盟等合作建立人才實(shí)訓(xùn)基地；積極鼓勵優(yōu)秀員工出門深造。在招聘方面，按時編制智能制造人才供需計(jì)劃，引進(jìn)智能制造領(lǐng)域高素質(zhì)人才。