鋼鐵行業智能制造的現狀及發展途徑

商凱濤

（天津榮程聯合鋼鐵集團有限公司，天津 300352）

智能制造技術是時代發展的產物，其直接將制造技術與智能技術、互聯網技術、云計算技術、5G 技術有效融合在了一起，可以直接貫穿到產品制造的整個過程中，是一種具有自感知、自學習、自決策、自執行的新型生產方式。在當前鋼鐵企業發展的過程中，存在著產生過剩、結構失衡、能源環境壓力巨大等問題，急需對鋼鐵行業進行轉型升級。鋼鐵行業目前正在面臨著從高污染、高能耗到低排放、高質量的轉型階段，在這個階段，智能制造模式發揮著非常重要的作用。

1 鋼鐵制造企業的智能制造現狀

到目前為止，鋼鐵企業的智能裝備制造水平提升非常快速，各種企業的在智能制造環節中的力度不斷增加，智能制造的成果不斷顯著。

已經有一些智能制造試點。很多鋼鐵企業比較重視智能制造項目，在智能制造領域投入的力度越來越大，各種示范性工程逐步建立了起來。根據相關數據顯示，我國已經有7 家企業總共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、大規模定制點等項目。

對工業機器人的應用相對比較多。當前工業機器人技術發展非常快速，技術的成熟度不斷提升，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，在鋼鐵企業生產當中的應用不斷增加。通過對這些機器人的使用，可以將生產工人從危險的勞動環境當中解放出來，避免相關人員在作業的過程中，出現各種危險狀況，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、智能車間的應用，可以讓各種復雜的鋼鐵生產工序直接由自動化控制系統完成，并對整個生產過程進行有效的監控，及時發現生產中出現的問題，然后及時采取措施進行解決，避免出現嚴重的生產事故，保證生產工藝流程的數字化。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、PLC處理技術和物聯網技術等，能夠有效實現卷下線、包裝、盤庫、移庫、發貨等作業任務。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對整個生產流程的控制，能夠進一步提升倉庫車間的無人化運行效果[1]。

智能物料管理系統的實際應用。通過智能物料管理系統的應用，可以實現物料管理、原料取樣、備品備件。通過先進物料管理系統的應用，可以實現來料信息自動采集和取樣，整個過程實現了無紙化。河鋼的智能化備品倉庫管理就成功應用了智能倉庫管理系統，有效實現了物料管理、合同管理、出庫管理、報表管理等，能夠對備品備件進行有效的數據化控制。通過對智能物料管理系統的應用，為企業開展原料管理，提供了可靠的數據支撐，提升了對物料的管理效率，避免在實際生產過程中出現崗位道德風險和過高的成本管理費用。

智慧物流云管理平臺。很多崗位企業根據自身發展的需要，建立了屬于自己的智慧云管理平臺，通過該平臺可以實現自動運輸定位、物流管理、智能倉儲管理、智慧金融服務等。通過在運行車輛上安裝北斗定位系統，能夠有效實現對各種貨物運輸的實時管理，提升客戶的服務體驗。

基于大數據和多種監控設施的生產智能化控制系統。在實際開展煉鋼生產的過程中，往往是基于高爐、燒結智能化主控室，這樣才能實現一體化智能集控、對生產的智能化控制，及時掌握高爐和燒結爐的運行狀態，并及時對生產進行調整，保證高爐處于正常的運行狀態，有效降低其運行能耗。通過對智能煉鋼系統的應用，可以實現對煉鋼工序的自動化控制，保證出鋼的效果和鋼水的質量[2]。

智能管理系統。很多鋼鐵企業為了進一步提升鋼鐵生產效果，往往會構建全覆蓋的數據采集系統，能夠有效實現智能質量、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網技術，能夠實現生產計劃、投料、能耗、工藝過程、產品質量、倉儲物流的一體化管理，真正做到產品質量可以進行追溯，對整個生產過程進行全程控制，提升鋼鐵生產效率和質量。

2 鋼鐵行業智能制造中存在的問題

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

智能制造基礎還有待提升。經過多年的發展，鋼鐵行業基礎設備自動化、經營管理系統運行水平已經得到了比較大的提升，為鋼鐵企業的發展提供了一個非常好的基礎。但是，智能煉鋼系統應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系統，生產過程中人員干涉的情況還相對比較多，對上下游、生產、能源物流的動態調度還需要進一步提升。此外，當前企業信息化系統缺少有效的信息融合和功能集成，系統管控水平還需要進一步提升。

智能創新能力還需要進一步得到提升。當前，大部分鋼鐵企業對系統的開發、管理、集成創新能力還相對比較薄弱，難以形成成熟的行業解決方案。各種核心技術的創新能力比較弱，難以保證生產產品質量的可靠性，對先進信息的應用能力還相對比較差，企業當中各種專業人才的缺乏量還相對比較大[3]。

智能制造服務機構的水平需要進一步得到提升。當前，鋼鐵行業提供智能專項服務機構數量相對比較都，但機構之間服務能力差距相對比較大，能夠有效支撐鋼鐵行業智能制造發展的各種領軍服務機構數量相對比較少。

3 鋼鐵行業智能制造的有效解決途徑

進一步做好鋼鐵企業的智能轉型工作，為鋼鐵企業實現智能制造建立完善的標準體系，認真做好智能基礎設施建設，提升鋼鐵制造水平，認真做好相關人才的培養。

在智能制造發展的過程中，應該與企業各項標準化建設有效結合起來。在鋼鐵企業智能制造發展的過程中，應該認真做好標準化體系的構建，打造一體化的管理平臺，進一步提升鋼鐵企業生產的數字化、網絡化、智能化水平。只有做好了各種標準規范建設，才能為企業發展智能制造，奠定一個非常好的基礎。通過開展標準化體系建設，能夠為鋼鐵行業智能制造發展，奠定一個非常好的基礎。當前的標準和規范還存在著各種不足，難以滿足智能制造發展的需要，這就需要認真加強前言領域標準建設，及時補齊各種標準化短板。此外，在開展標準化建設的過程中，應該認真做好人才培養、人才培養工作，進一步夯實標準化工作基礎。

認真做好各種智能基礎設施建設，持續推動工業互聯網的發展。為了將工業互聯網的作用充分發揮出來，就需要鋼鐵企業在實際發展的過程中，建立完善的自動化體系，加強過程控制系統、制造執行系統的構建。企業在構建管理系統的過程中，應該直接立足于四級信息化系統之上，僅僅抓住5G 發展的機遇，大量發展各種數字化智能高端裝備，加強對智能控制和柔性制造技術的應用。此外，還應該積極研究鋼鐵制造與工業互聯網的融合路徑，給鋼鐵企業發展提供更加精準的服務。

認真做好行業智能平臺建設，將智能制造真正融入到鋼鐵生產全過程。智能制造數據系統性工程，是建立在數字化和網絡化基礎上的。在企業實際開展智能制造的過程中，應該堅持實事求是的原則，認真做好全局規劃工作，不斷加強技術積累。此外，企業技術人員應該積極探索工業互聯網、人工智能、大數據、云計算等信息技術在企業研發當中的實際應用，實現產品研發設計、能源管控、生產制造、質量控制、銷售服務、經營管理的集成應用，還應該構建制造過程智能化、企業決策智能化、生產服務智能化、大數據集成應用的工業互聯網平臺，并逐步構建集約精準、高效、優質、低耗、安全、環保的智能生產體系，為企業智能制造的發展，奠定一個更好的基礎。

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

4 結語

隨著時代的不斷發展，對鋼鐵企業生產提出了更高的要求。針對當前鋼鐵企業實際生產中的問題，應該將智能制造技術合理應用其中，進一步提升鋼鐵企業生產質量、效率，降低對生產員工的需求，保證生產實際效果。