信息化背景下對鋼鐵企業智能制造推進工作的思考

牛世浦

摘 要 鋼鐵行業是國民經濟的重要組成部分，沒有強大的鋼鐵制造業，就沒有國家和民族的強盛。打造具有國際競爭力的信息化、智能化的鋼鐵制造業能夠更好地為國家和人民服務，但是如何實現信息化智能化仍是一個在不斷探索的問題，我們通過對當前鋼鐵企業的分析，提出的三個改革要素：①實現信息化和智能化的深度整合;②充分理解所面對的困難和復雜;③從細微處入手進行改革。

關鍵詞 鋼鐵工業;智能制造;企業管理

引言

近年來隨著中國制造2025戰略計劃的提出以及工業信息化、大數據人工智能等技術的快速發展，對傳統工業造成了重大的影響，同時也為傳統工業尤其是鋼鐵工作帶來的巨大的發展機會。通過對中國鋼鐵行業的信息化和智能化現狀的分析，我們可以得出以下結論：對于大多數鋼鐵公司而言，提高信息化和智能化水平以實現“兩者的深度整合”仍然是一項重要的發展任務。只有準確充分的理解鋼鐵行業在實現智能制造過程中面對的困難和復雜，才能夠減少無用功。

1實現信息化和智能化的深度整合

前面說到對中國鋼鐵行業自動化和信息化的現狀進行分析后得出的結論，提高信息化和智能化水平并實現“兩者的深度融合”仍然是大多數鋼鐵公司的重要任務，同時這也是實現智能制造的唯一途徑。大部分的鋼鐵企業生動地將這項工作稱為“專注于創建課程”和“抓緊補課”。

信息化、智能化制造基于新一代信息技術，該信息技術執行制造活動的所有方面，包括設計，生產，管理和服務。它是一種先進的制造過程，具有高度的信息意識和智能優化，自我確定和精確的自我控制。通常以存在使用智能工廠作為功能載體，而以關鍵制造鏈路為核心，并以端到端數據流為基礎，智能地支持網絡互連等信息技術。這有效地縮短了產品開發周期，降低了運營成本，提高了生產效率，提高了產品質量并減少了資源和能源的消耗[1]。

在實際建設過程中，我們發現各行業會根據自己的生產管理流程和投資規模的實際情況，并且不同的公司會和不同的國外企業合作，來進行整體外包、定制開發或咨詢服務模式來構建自己的信息化智能化系統。這些系統的功能幾乎相同，但是具體到系統的體系結構，基礎結構，軟件平臺，開發工具，數據庫，編碼和數據格式仍然存在許多差異，從而導致構建的系統最終不能在整個行業內運行。軟件的可移植性差，可重用性差，共享性差。這決定了各個行業，甚至各個企業的“兩化深度整合”工作不能遵循完全統一的模型和方法。鋼鐵企業需要根據其發展狀況和實際需求來確定如何實施信息化智能化建設項目。

2充分理解面對的困難和復雜

從鋼鐵行業來看，鋼鐵行業的產品是一種工業的基本原料，但同時用戶的類型多種多樣，并且對整個社會的需求非常高。由于產品形狀，類型和規格的多樣性，鋼鐵的制造過程，制造設備和制造標準非常復雜。殷瑞鈺院士從三個方面分析了鋼鐵行業信息化、智能化的困難，即制造過程，鋼鐵企業和生產設備。具體來說，首先在制造過程方面具有復雜的物理和化學過程;整個生產過程中氣體，液體、固態多態共存/能量轉換的過程復雜，難以實現所有數字化。而鋼鐵企業也是一個復雜的大型系統，存在著輸入的原料/燃料成分波動，并且外界還有很多隨機的干擾因素，因此很難直接數字化。最后進程/設備之間的關系屬于異構單元，異構單元與動態耦合進程之間存在非線性相互作用。匹配和調整參數復雜且易變，使數字化變得困難[2]。這些結論源于鋼鐵行業的特征，這些特征揭示了鋼鐵行業比其他行業更難以實現智能制造的復雜性和難度。

在這里我們舉一個例子，目前常見的信息化、智能化管理是基于虛擬映射和基于CPS框架的真實映射（數字映射，數字鏡像，數字孿生，數字孿生），但這些技術很難實現對鋼鐵行業的全過程、全工序的模擬。因此如果需要這樣做，我們認為可以選擇一個或兩個對應設備或物理實體進行試點和研究，并在準確結果得到充分的分析之后，在進行推廣，否則很有可能會造成大量的資金和精力的浪費。以此為例，只有充分認識到鋼鐵行業實現智能制造的復雜性和困難，才能避免轉移投資，避免投資和低價值項目。

3從細微處著手信息化智能化改革

數據收集，信息感知和信息集成都是信息化智能化集成的一部分。根據上面的分析，短期內不要追求鋼鐵行業的所有數字化?？梢韵冗M行一些流程上的信息互連，數據收集，信息感知和信息集成，并進行基礎工作的改革創新。

我們認為，中國鋼鐵行業不應完全的、盲目的仿照外國的部分企業，直接追求全面的無人生產線，而應該從實現簡單的智能化制造做起。同時絕不能將智能制造和替代工人混為一談。雖然在離散制造中已經開始實施無人值守自動化生產線，但要明確的是離散制造是工業3.0類別的。當前，針對鋼鐵等傳統工業應該指出的是建造和維護無人生產線的成本很高，要根據公司情況做出決定。如果公司的勞動力成本成為限制發展的主要矛盾，并且公司的自籌資金足夠，那么它可以承受當前無人駕駛生產線的建設和維護。同時在其他的一些制造流程上，如原材料倉庫，成品倉庫等，由于公司本身的客觀需求而導致的無人操作減少的實現也無可非議。此外，應使用機器人和智能設備來改善人們的工作環境，減輕人們的負擔，并使人們更加方便舒適。合格的鋼鐵公司智能化改革可以選擇進行無人化生產試驗并逐步進行推廣分析，修正錯誤。而不能在不考慮公司自身條件的情況下一哄而上。這也是我們建議從細微處著手智能化改革的重要原因。

4結束語

我們相信在上面提到的三條建議，通過發展智能制造，將會改變目前落后的鋼鐵生產方式、淘汰落后的鋼鐵生產線設備、提升管理體系和環節，從而實現鋼鐵行業的智能、高效、高質、協同、綠色、安全發展的總體目標，形成較完整的智能制造協同創新的技術體系和現代鋼鐵行業體系，總體技術水平邁入國際先進行列，滿足國民經濟重點領域和國家重大工程建設的需求，為我國轉型升級、創新發展和制造強國夢提供強大支撐。

參考文獻

[1] 劉文仲.關于中國鋼鐵工業智能制造的思考[J].冶金自動化，2018， （4）：1-6.

[2] 殷瑞鈺.關于智能化鋼廠的討論——從物理系統一側出發討論鋼廠智能化[J].鋼鐵，2017，（6）：1-12.