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來源：《中國機械·裝備制造》

我國鋼鐵智能制造的目標是借助“互聯網+”、物聯網以及智能制造技術，實現“兩化”深入融合。

2016年11月14日，工信部發布《鋼鐵工業調整升級規劃(2016-2020年)》（以下簡稱《規劃》）。《規劃》立足調整先行、升級強化，助力鋼鐵行業涅槃重生。而世界強國的興衰史一再證明，沒有強大的制造業就沒有國家的強盛。而智能制造又是制造業皇冠上最閃亮的明珠，也是最能體現一個國家先進工業制造水平的指標。在互聯網和數字化鋪就的“鐵路”上，奔跑著智能化的“列車”，牽引著智能制造、智能服務、智能研發、智能供應鏈的“貨物”，創造經濟和社會價值。

我國制造業的勞動力紅利時代即將結束，周邊的東南亞和印度等國憑借更具優勢的勞動力成本和土地資源的吸引力，對我國的制造業形成了挑戰。美國德國等工業發達國家引領的新一輪產業革命，將使其重獲制造業優勢。面對“前有圍堵后有追兵”的境況，加快發展高端的智能制造成了我國突破重圍的必然選擇。

為鋼鐵現狀把脈

據《規劃》顯示， “十二五”期間，信息化技術在生產制造、企業管理、物流配送、產品銷售等方面應用不斷深化，關鍵工藝流程數控化率超過65%，企業資源計劃(ERP)使用率超過70%。截至2014年底，約80%鋼鐵企業的生產線MES覆蓋率達到70%以上，尤其是煉鋼和熱軋以及鋼管生產線的覆蓋率達到80%以上，但在高爐、焦化、燒結和冷軋生產線上的覆蓋率相對較低，在中小民企的覆蓋率也較低。

事實上，產業協同實現的途徑是以SCM(供應鏈管理)、ERP(企業資源計劃)、MES(制造企業生產過程執行系統)、APS（高級計劃排程）、PCS(過程控制系統) 、EC(企業即時通訊)等系統的有效集成，打通上下游產業鏈的原料供給與產品需求，利用大數據技術深度挖掘客戶需求，形成以客戶為中心、以需求為導向的智能制造體系。鋼鐵企業可以通過系統集成化、管控一體化和企業智能化建設智慧鋼鐵，以信息技術創新支持管理創新和商業模式創新。工業4.0先進的實踐往往發生在應用價值大而技術難度相對較低的地方。鋼鐵行業就具備這樣的特點：部分用戶對定制的需求強烈，而產品的物料跟蹤卻相對簡單。

鋼鐵行業有非常先進的一面，也有“相對落后”的一面。要用智能制造提升鋼鐵行業的技術水平，還是應該從痛點出發。在筆者看來，鋼鐵行業至少有如下幾個痛點：

第一，鋼鐵生產線并非理想的流水線。由于鋼鐵生產體系是“耗散系統”，這就決定了鋼鐵生產幾乎不可能是理想的流水線。“耗散系統”的本質無法改變，但我們可以做得更好、可以用智能化帶動綠色生產。與離散制造業相比，鋼鐵行業的轉型之路可能更加艱辛，主要難點在數字化。離散制造業有能力將次品率降至3.4%，但鋼鐵行業高級產品的成材率常在90%以下。這從側面反映出鋼鐵行業數字化的困難：影響因素眾多、檢測能力不足、知識積累不夠等。

第二，定制化生產的負面作用嚴重。連鑄交接坯浪費、余材多、產品質量不穩定、交貨期長等現象，本質上都是定制化生產帶來的負面問題。在鋼鐵行業毛利很低的情況下，應該更加重視這方面的問題。

第三，服務的問題。在定制化生產時，用戶遇到的很多問題與設計和服務有關。按照目前的觀點，造成這種現象的本質是缺乏優秀的專家。而且由于優秀專家總是“稀缺資源”，鋼鐵廠的服務很難面對中小客戶。隨著“供給側改革”的發展，下游中小企業的質量意識和自動化水平會逐步提高，對服務的要求肯定會大大加強。通過推進“智能服務”，提高專家工作效率，是解決這個問題的方法之一。

第四，我國鋼鐵產業面臨產能過剩、需求低迷、國家化戰略的迫切性，需要加強質量管理、降本增效、節能減排。而我國鋼鐵企業生產管理發展趨勢是個性化、定制化、多品種、小批量，關鍵要協調產銷矛盾，以降低生產、庫存、物流成本。加強質量管理、降本增效、節能減排是鋼鐵企業發展生存的必然要求；產銷一體、管控銜接、“三流”同步是鋼鐵企業信息化的必然選擇。但是，化解產銷矛盾、實現產銷平衡是鋼鐵企業一直面臨的關鍵問題。

促進“兩化”深度融

智能生產既包括生產模式的轉換變革，又包括信息的集成優化。行業將在以下方面有所轉變：生產模式由大規模生產轉為大規模定制，管理理念由以產品為中心、以低成本贏得市場轉變為以顧客為中心、以快速響應贏得市場，驅動方式由根據市場預測安排生產的推動式的生產方式轉變為根據客戶訂單安排生產的拉動式的生產方式，生產戰略由成本領先戰略轉向差異化戰略和服務。

智能制造以滿足客戶要求的性能參數和特殊條件、優化制造工藝流程、監控協調生產制造設備為核心，是服務用戶的一種新的制造模式。智能工廠通過可視化設備監控工廠內所有工藝生產流程的各道工序，通過大數據分析實現自動控制和智能制造的新型工廠。建立這種生產體系的工廠以工業4.0為基礎，通過物聯網技術和大數據實現廠內所有關鍵要素的實時監控，從而達到智能化。目前，我國諸多鋼鐵企業正在積極推進“兩化”融合體系建設，涌現了一批工業機器人、智能制造和“兩化”融合貫標試點、智能在線監測和檢驗化驗設施以及工業互聯網、移動互聯網、云計算、大數據在企業經營決策全流程和全產業鏈的綜合集成系統應用等先進技術。

我國鋼鐵智能制造的目標是借助“互聯網+”、物聯網以及智能制造技術，實現“兩化”深入融合，研發具有需求分析、產品設計、生產組織、過程優化、質量全程管控、市場動態反饋等多重功能的鋼鐵全流程智能制造系統，提升鋼鐵制造過程中新鋼種高效研發能力、產品質量穩定生產能力、柔性化生產組織能力、能效成本綜合控制能力，實現產品規模化生產與定制式制造相融合的鋼鐵智能化制造。“兩化”融合模式為鋼鐵行業帶來的改變主要體現在以下方面：

首先，降低成本，提高銷售，這是鋼鐵企業擁抱互聯網的主要目的。隨著勞動力成本提升，中國鋼企也會采用機器人、無人行車、無人臺車、無人倉庫等技術來提高勞動效率、降低生產成本。在技術上，這些都是沒有本質困難的。

其次，提升鋼鐵行業效率。互聯網信息透明化的特點使供需關系明確，有利于鋼企提高資源的配置效率；而互聯網工具可連接鋼鐵產業鏈各個環節，從而提升鋼企商業模式效率。

再次，智能制造是互聯網引發的技術革命，其特征之一是打破部門和組織的圍墻。為此，相關企業必須重視頂層設計。而鋼鐵行業可將CPS（信息物理系統）嵌入橫向集成和端到端集成的信息平臺，實現智能化的研發、服務、采購、銷售。這樣，通過知識和信息的共享，突破部門之間的邊界、實現快速有效的協同，拉近企業與客戶間的距離，就可以為用戶提供量身定做的個性化服務。在鋼鐵企業中，服務于用戶需求的不僅是銷售和研發部門，而是整個公司。

最后，推動服務型制造。目前我國大部分鋼鐵企業還停留在按照用戶需求單純的賣產品階段。隨著制造業強國、創新型國家的建設，對鋼材品種、質量和服務需求將不斷升級，將由單純“產品”需求向“產品+服務”需求轉變。在鋼鐵領域大力發展服務型制造，對企業提質增效、形成競爭新優勢、更好地滿足市場需求具有重要意義。“十三五”期間鋼鐵企業要通過早期介入用戶超前需求、后期跟蹤改進等模式，主動由制造商向服務商轉變，由單純的提供“產品”向“產品+一攬子解決方案”轉變，不僅滿足用戶當前需求，還要創造和引領未來需求，實現上下游共贏。特別是要在高技術船舶、海洋工程裝備、先進軌道交通、電力、航空航天、機械等領域重大技術裝備所需高端鋼材品種方面取得突破。

數字化是推進智能制造的“心臟”

數字化并非僅僅是數據的獲取和轉化，而是要用DIKW體系（數據、信息、知識、智慧）去認識其全貌。也就是說，數字化要以智能化的預測和決策為導向，完成數據的結構化、知識的提煉與管理。PLM（產品生命周期管理）技術恰恰體現了DIKW的思想。通過推動PLM，重點是將研發、生產、服務過程的碎片化的信息和知識有效地組織起來、將模糊的經驗提煉出來并用計算機軟件實現。依靠這樣的載體，將個人知識轉化成企業的知識、將隱性知識轉化成顯性知識，實現知識的有效積累，這樣才能促進企業向研發和服務轉型。研制PLM也應該是鋼鐵行業數字化的有效抓手。

同時，要通過產業協調去重塑價值鏈。產業協同的目標是充分把握新工業時代下信息資源帶來的機遇，以數據洞察為核心驅動力，貫穿參與者、產品與生產，實現產業鏈互聯互通的協同，形成集制造和服務為一體的價值網絡。與此同時，智能生產將制造過程的資源管理、生產組織、過程控制等不同層級的信息集成，實現動態調整和全工序的優化。從表面來看，鋼鐵最終要通過線上與線下的互動，而鋼鐵電商平臺將設備、生產線、鋼廠、鋼貿、鋼材和客戶聯系在了一起。從內層來看，實質是要連接工業鏈、產品、運營、管理、銷售和消費者的數據。

放眼未來，下游用戶對個性化服務的要求會逐步加強。基本動力將來自兩個方面：一是隨著用戶自動化、智能化水平的提升和對最終產品質量要求的提高，對材料質量的要求肯定會提高；二是隨著電商的不斷發展，鋼鐵產品需要越來越多地來自中小客戶，傳統的服務模式也將越來越難以為繼。因此，推動“智能服務”顯然是鋼鐵行業實現智能制造的重要方向。

在智能制造的終極狀態，現在許多工作崗位將變成無人值守。未來，鋼鐵工業的常規性的生產操作、設計服務、采購銷售將實現無人化；設備維修維護、產品與技術創新、商務策略制定需要人的主導，但數字化、智能化的程度將大大提升。這也是智能制造的衡量標準。如果以無人值守為目的，鋼鐵業必須重視大數據保存和積累。從CPS開發到質量保證，都需要將生產過程的痕跡盡量完整地記錄下來。這樣，大數據基礎建設就是需求驅動的，而不是為大數據而大數據。在鋼鐵工業的終極狀態，若干崗位將無人值守。以此為目標，邏輯上要完成3件事情：一是人的體力勞動必須由機器代替；二是人在生產過程中接收和發送的信息，都要實現數字化檢測和傳遞；三是人的控制、操作思想必須由軟件來實現。

總之，鋼鐵工業智能制造意味著鋼鐵電商、互聯網思維、大數據以及云計算的使用等方面。其中，鋼鐵電商是互聯網+鋼鐵和企業內部物流與外部物流的智能化為主要表現形式。預計未來五年，我國鋼鐵工業已不再是大規模發展時期，將進入結構調整、轉型升級為主的發展階段，是鋼鐵工業結構性改革的關鍵階段。鋼鐵行業要積極適應、把握、引領經濟發展新常態，落實供給側結構性改革，以全面提高鋼鐵工業綜合競爭力為目標，以化解過剩產能為主攻方向，堅持結構調整、堅持創新驅動、堅持綠色發展、堅持質量為先、堅持開放發展，加快實現調整升級，提高我國鋼鐵工業發展質量和效益。