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作者簡介

郭朝暉（1968-），男，山東濟南人，教授級高工，寶鋼研究院首席研究員。長期從事過程控制、數(shù)據(jù)分析與建模、信息化系統(tǒng)的開發(fā)與研究工作。曾先后擔任中國工業(yè)與應(yīng)用學(xué)會副理事長，中國現(xiàn)場統(tǒng)計學(xué)會理事，上海市人工智能學(xué)會理事，上海市工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會常務(wù)理事。著有《管中窺道：技術(shù)創(chuàng)新的觀念與方法》。現(xiàn)為上海交通大學(xué)、東北大學(xué)、浙江大學(xué)、寶鋼人才開發(fā)員兼職教授、博導(dǎo)，上海市科協(xié)成人科技學(xué)院、上海市工會學(xué)院的特聘教師。

1　鋼鐵業(yè)過去與現(xiàn)在

改革開放之初，中國鋼產(chǎn)量大約為3000萬噸；2014年中國粗鋼產(chǎn)量8.23億噸，占世界總產(chǎn)量的50.26%；大中型鋼鐵企業(yè)的銷售收入3.6萬億元，相當于我國去年GDP總額的5.6%。

中國鋼鐵業(yè)用難以想象的速度發(fā)展了30多年，背后的支撐是經(jīng)濟的發(fā)展。1978年，中國的GDP只有3650億元，2013年則達到了58.5萬億。鋼鐵業(yè)的迅猛發(fā)展，也是中國經(jīng)濟騰飛的重要保證。從長的時間尺度看，中國鋼鐵業(yè)的發(fā)展是需求驅(qū)動的、產(chǎn)量與銷量大體匹配。鋼鐵需求量如此之大，與我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)。有人認為，與建筑相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上，大約有兩億勞動力。鋼鐵業(yè)作為產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)，被迅速帶動起來。

產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展與我們的國情有關(guān)：改革之初是“十億人民、九億農(nóng)民”、又面臨人口爆炸的嚴重形勢。要給“無限供給”的勞動力提供出路就要保就業(yè)。這時，投資“鐵公基”、房地產(chǎn)等建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)，就成了政府的必然選擇。另外，土地公有制，大大降低了土地使用成本，也促進了建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。

從大時間尺度上看，鋼鐵的產(chǎn)銷基本上是平衡的；但是，分解到具體的年份，卻總被產(chǎn)能過剩困擾著。這是因為：對鋼鐵的需求是波動中上升的，而產(chǎn)能卻是增加容易、降低難。受產(chǎn)能過剩的影響，最近鋼材價格一路下跌。現(xiàn)在鋼材的價格指數(shù)比25年前還要低，鋼鐵價格低迷，到了“一斤鋼材換不來一斤白菜、一噸鋼材賺不到一根棒冰”的程度。有人估計：中國鋼鐵行業(yè)的實際產(chǎn)能在12億噸左右，大約三分之一閑置。這讓鋼鐵企業(yè)面臨巨大的生存壓力。

2　鋼鐵業(yè)未來的壓力

未來鋼鐵行業(yè)的壓力非常大，體現(xiàn)在市場需求飽和、勞動力成本上升、環(huán)保壓力加大等幾個方面。

美國建國以來，大約使用了100億噸鋼。目前，中國建國以來產(chǎn)用鋼總量大約為85億噸，已建成了世界第一的高速公路和高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)化率已經(jīng)超過了50%，房地產(chǎn)建筑總量也在降低。目前，中國的人均用鋼量大約是美國的3倍、與日本基本持平。由此推斷中國對鋼鐵需求的高速增長期已經(jīng)結(jié)束。

中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨調(diào)整。這背后有一個深刻的因素：人口和勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。2008年左右，中國農(nóng)村勞動力向城市轉(zhuǎn)移的階段基本結(jié)束。此后，勞動力供需關(guān)系發(fā)生本質(zhì)性變化、人工成本迅速上升。其實，未來的勞動力危機將日趨嚴峻。2022年，1962年出生的大約2800萬人到了60歲的退休年齡。然而，新補充進來的勞動力大約只有1600萬左右。更可怕的是，這種情況將持續(xù)大約10年。隨著勞動力的減少和成本的上升，建筑業(yè)等用鋼大戶將會減少，并進一步影響到相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上的各個行業(yè)，包括鋼鐵業(yè)。所以，從目前來看，國家對未來鋼鐵的需求已經(jīng)走到了下行通道。

與此同時，勞動力短缺的壓力也會影響到鋼鐵業(yè)。事實上，現(xiàn)在的鋼企開始面臨勞動力短缺的壓力：在工作環(huán)境差的崗位上，已經(jīng)很難找到合適的工人了。尤其許多又苦又累的崗位，是年輕人不愿意從事的行業(yè)。可以設(shè)想在老一代工人退休之后，鋼鐵行業(yè)也可能會爆發(fā)勞動力危機。

另外，如前所述，隨著國家的經(jīng)濟發(fā)展、人均收入的不斷提升，人們對環(huán)境的要求也越來越高。鋼鐵行業(yè)是能耗大戶，耗煤的總量超過全國總量的10%。依照新環(huán)保法要求，鋼鐵企業(yè)的噸鋼環(huán)保成本可能要達到400元左右，遠遠超過了行業(yè)的噸鋼毛利。

3　智能制造是鋼鐵行業(yè)的未來

要應(yīng)對挑戰(zhàn)，中國的鋼鐵行業(yè)必須將智能制造作為戰(zhàn)略發(fā)展方向。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)已逐步進入“紅海”。冶金部原總工程師殷瑞鈺院士指出：智能化、綠色化是鋼鐵行業(yè)未來最重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向。殷院士的觀點與“中國制造2025”、“工業(yè)4.0”要求推進智能制造的要求是相通的。事實上，智能化還是綠色化的重要技術(shù)支撐。

筆者認為智能制造的根本宗旨應(yīng)該是“以人為本”。只有從這個角度看問題，才能洞悉智能制造的全貌、進入創(chuàng)新的“藍海”。通過推進智能制造，不僅可以減少勞動者數(shù)量、改善勞動者的工作環(huán)境、讓勞動者擁有更多的閑暇和自由，還可以為用戶提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)、減少能源的消耗與排放，更好地保護自然環(huán)境。

鋼鐵行業(yè)智能化的終極目標很可能會讓若干崗位（尤其是勞動條件差的體力勞動崗位）無人值守。這個過程的推進無疑是漸近的、通過不斷提升勞動效率來實現(xiàn)。從勞動效率來看，韓國浦項的人均噸鋼產(chǎn)量是我們先進鋼廠的2倍以上。從勞動力總成本來看，兩國的勞動力成本已經(jīng)接近。

“十三五”期間（2016~2020）是中國進入老齡化社會之前難得的緩沖期。過了這個緩沖期，鋼鐵企業(yè)的生存會面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。企業(yè)應(yīng)該抓住這個時機，提高自己的勞動效率。在國際上，無人行車、無人臺車、無人倉儲等技術(shù)都是相對成熟的，并且能夠顯著提高勞動效率。在“十三五”期間，應(yīng)該大力發(fā)展相關(guān)技術(shù)。

機器人使用量是一個國家制造業(yè)發(fā)展水平的重要指標。中國的每萬名產(chǎn)業(yè)工人平均對應(yīng)30個機器人，只是發(fā)達國家的十分之一。然而，我國鋼鐵行業(yè)的機器人使用量，低于國家的平均水平。機器人的發(fā)展空間也是很大的。通過采用機器人，不僅能減少勞動力數(shù)量，還能降低勞動強度和危險性，有利于安全生產(chǎn)、也有利于吸引年輕人加入。這樣就為應(yīng)對未來的勞動力危機準備了條件。

智能制造的核心特征是互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化。鋼鐵行業(yè)應(yīng)該抓住機會，發(fā)展相關(guān)的技術(shù)。

互聯(lián)網(wǎng)的作用是填平供應(yīng)鏈上的信息鴻溝、破除部門之間的信息屏障，以便拉近企業(yè)與用戶之間的距離，通過提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)滿足用戶需求。

但是，互聯(lián)網(wǎng)能否充分發(fā)揮作用，依賴于數(shù)字化的基礎(chǔ)：基于數(shù)字化的智能設(shè)計和研發(fā)，能更好、更快地為用戶提供解決方案；基于數(shù)字化的智能生產(chǎn)，能最大可能地提高產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率，最大限度地降低成本、能耗和污染，還能讓生產(chǎn)組織和管理更加協(xié)調(diào)；基于數(shù)字化的智能供應(yīng)鏈，可以顯著降低生產(chǎn)組織的難度和庫存成本。當然，所有的智能化都可能降低勞動強度、減少用工。

筆者認為，鋼鐵行業(yè)應(yīng)該以推進產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)（PLM）為抓手，推進數(shù)字化的研發(fā)和服務(wù)。PLM的本質(zhì)作用，是將企業(yè)的知識和有用信息有效地積累起來，從而減少不必要的研發(fā)和嘗試，并實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各部門的協(xié)同。

通過互聯(lián)網(wǎng)，還可以將現(xiàn)場操作室集中起來，用于減少用工的數(shù)量、同時改善勞動者的工作環(huán)境。通過采用移動通信，可以讓員工隨時隨地地解決企業(yè)遇到的各種問題。這種做法，不僅可以減少現(xiàn)場值班的人員，還可以給職工更多的自由、從而更加有利于吸引優(yōu)秀職工。

事實上，推動智能制造是全國性的工作。下游用戶推進智能制造后，對原材料質(zhì)量和交貨期的要求將會進一步提升。對鋼鐵行業(yè)來說，這是挑戰(zhàn)更是機遇。

批量化生產(chǎn)和個性化需求的矛盾，長期困擾著鋼鐵行業(yè)。隨著鋼鐵電商的興起，鋼鐵的生產(chǎn)資源有可能實現(xiàn)全國性的配置。從而推進產(chǎn)線的專業(yè)化。除了電商模式，鋼企也需要產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)一起來推進信息的橫向集成。這樣的網(wǎng)絡(luò)一旦形成，游離于之外的企業(yè)很可能面臨更大的生存危機。

目前，浦項已經(jīng)開展了工業(yè)4.0的智能工廠探索。浦項明確提出以“無人值守”為終極目標。如果他們?nèi)〉昧顺晒Γ瑢ξ覈匿撹F行業(yè)無疑將是雪上加霜、甚至導(dǎo)致新一輪的落后。筆者認為中國的鋼鐵企業(yè)應(yīng)該密切關(guān)注這一動向。如果以此為目標，工業(yè)大數(shù)據(jù)、設(shè)備自診斷等技術(shù)就會變得重要起來。

4　總結(jié)

“十三五”期間，中國鋼鐵業(yè)未來面對需求下降、產(chǎn)能過剩、勞動力危機、節(jié)能減排等多重嚴峻的壓力。所有挑戰(zhàn)都將是空前的。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，鋼鐵行業(yè)應(yīng)該大力推進智能制造。

推進智能制造的目的，不僅是減少勞動力數(shù)量、提高勞動效率，還能減少人為因素的干擾、提高生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，對節(jié)能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的價值也是巨大的。

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摘自《自動化博覽》2015年11月增刊