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摘要：鋼鐵企業中信息系統與生產經營業務之間的協同融合是推進智能制造的重要工作。本文通過日照鋼鐵精品基地智能制造過程中的具體實踐，介紹了鋼鐵企業生產經營業務與信息技術的協同融合，在鋼鐵生產內部協同融合的具體實踐，以及外部產業鏈協同融合的發展方向。文章還簡要介紹了推進協同融合工作的經驗。

關鍵詞：智能制造；系統融合；產業協同；集約生產

Abstract: The coordination and fusion between IT system and business management is one of the key factors of intelligent manufacture of iron and steel enterprise .From the Rizhao iron and steel boutique base, it describe the practice of the inner coordination and fusion of the factory and also point the direction of industry chain coordination and fusion. Some experience needing attention is also mentioned.

Key words: Intelligent manufacture; System fusion; Industrial synergy; Intensive production

1　引言

在以工業4.0、“互聯網+”等為代表的信息技術新浪潮下，信息化、自動化正從單純提高勞動生產率、控制精度向智能化邁進。所謂智能化有兩方面的含義：一是采用人工智能的方法、理論和技術，二是具有“擬人智能”的特性或功能，例如自適應、自學習、自校正、自協調、自組織、自診斷、自修復等。

日照鋼鐵精品基地項目是我國鋼鐵產業結構調整試點工作的重要組成部分，是山東省鋼鐵產業結構調整的重要內容。產品定位高端，突出高質量、高性能、輕量化、綠色化，其工藝保障能力達到國際先進水平，運行管理突出“智能、高效、綠色、高端”。建設的信息化、自動化系統是實現智能生產經營的重要技術平臺。該項目在建設之初，即確定了智能制造的總體目標，2018年該項目的一期一步工程基本建成投產。

2　協同融合是智能制造的關鍵

鋼鐵企業中物質流是制造過程中被加工的主體，能量流是制造過程中的驅動力，信息流則是物質流、能量流行為和外界環境信息的反映以及人為調控信息的總和^[1]。智能鋼鐵廠是在數字化工廠的基礎上，構建合理的物質流、能量流為標志的物理系統，同時導入信息流，以促進物理系統的運行效率。通過作為硬件的“物理系統”與作為軟件的“信息化”相互嵌入并融合。利用物聯網和服務互聯網技術清楚掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少人工干預，構建一個高效節能、綠色環保、環境舒適的人性化工廠。

鋼鐵企業是傳統的制造業，內部需要大量的資源協同，外部也需要與供應鏈及上下游客戶緊密耦合。工業4.0時代，這種耦合與互聯網思維發生了相逢、融合之后，已產生共振，是智能制造的重要體現。山鋼集團提出了在日照鋼鐵精品基地建設“智能制造夢工廠”的宏偉目標。它是以過程控制智能化、生產管控敏捷化、企業運營規范化、日常管理精益化、組織機構扁平化為重點，充分利用最新的智能檢測、智能控制、專家模型、大數據等信息化技術，實現互聯網生態環境下的前后工序、上下游企業及內部業務流、信息流的協同、融合。

3　鋼鐵生產內部的協同融合

傳統的鋼鐵企業生產經營的諸要素融合度不高，條塊化的專業界限明顯。譬如：生產、能源、物流、設備、安防等專業往往以部門為單位，各自為戰居多。其主要原因有兩個方面：一是信息化支撐能力不夠，數據共享不夠充分。二是部門利益影響，導致業務協同的力度不夠。日照鋼鐵精品基地在建設階段即充分考慮利用信息技術促進各業務的融合，主要表現在以下幾個方面。

3.1　多業務的協同融合

鋼鐵的智能制造不能停留在某個工序的自動化，而是在各業務流和信息流之間達到充分協同。日照鋼鐵精品基地通過智能協同管控中心平臺，利用“互聯網+”的理念，通過統一網絡平臺采集內部各業務系統的數據，并與ERP、MES等信息系統進行數據交互，將生產、能源、物流、安防等生產因素集中在協同管控中心統一管控，避免各自為戰，從而實現各業務系統協同管控的目標。

將生產、能源、物流、設備、安防及視頻等系統的數據在MCS（多業務協同管理系統）集中展示，為調度長全面了解各業務情況、綜合協同指揮提供支持。MCS打造四個平臺：信息管控平臺、應急指揮平臺、在線指令平臺及數據共享平臺。如圖1所示。

圖1  智能協同管控中心功能框架圖

3.2　數據的協同融合

數據是企業經營分析的重要因子，區別于傳統的鋼鐵生產，在智能制造模式下，數據的協同尤為關鍵。日照鋼鐵精品基地從建設之初即秉持透明工廠的理念，消除信息孤島。在L1-L5級自動化系統能夠實現縱向的信息貫通。同時，自原料至成品，通過MES等信息系統也實現了橫向的信息共享。這就為利用數據的經營體系奠定了基礎，為質量、成本分析等企業核心生產經營業務提供了支撐。圖2為通過L3級信息化系統，實現現場至經營信息、從客戶訂單到銷售以及各工序間的信息共享。

圖2   L3級信息系統數據共享圖

3.3　組織的協同融合

日照鋼鐵精品基地按照以流程為中心的設計，在信息系統的支撐下，公司組織架構共分為經營支援板塊、鋼鐵事業板塊和生產板塊。主要特點有：強化戰略、規劃功能，強化專業性，強化銷售組織。按照扁平化的理念推行一級調度、一級財務、一級人力資源等“集中一貫制”的管理模式。 “集中”是橫向的集中，是指同一類業務集中到一個部門；“一貫”是縱向的一貫，是指從頭到尾的一貫到底。綜合起來，集中一貫管理就是對同一類業務，由一個管理部門從業務發生到業務結束的全流程管理。“集中”不僅僅是職能集中、權力集中，責任卻留在下面的簡單集中，而是權責對等的集中，是同一類業務職能和責任的同步集中。集中一貫管理具有以下優點：專業化分工，效率高；責任清晰，漏洞少；合理高效配置人力資源；成本控制目標容易實現。

對各部門強化企劃專業組織，提高戰略及企劃能力。如原料、設備、工具等戰略及管理職責落實到市場部。如圖3所示，將銷售及生產計劃的綜合戰略企劃落實至營銷調整部（營銷公司）；整體生產運營計劃的調整及控制歸屬為生產技術部。將分散到各部門的類似業務整合起來，確保專業能力。如將各部門采購執行業務，整合成專門采購組織。

圖3  效率高的組織示例圖

3.4　面向市場的協同融合

日照鋼鐵精品基地緊緊圍繞“以市場為導向、以客戶為中心、以訂單為驅動的理念。在組織設計上搭建基于面向客戶的銷售組織，加強營銷能力，面向各客戶產業群組成營銷組織，加強差別化、專業化的營銷能力。另一方面，如圖4所示，在信息化建設上改變了傳統的ERP和MES的分工理念，單獨構建Marketing系統，將銷售與生產的信息化應用系統集成建設，真正實現銷產一體化。在Marketing系統中集成管理銷售與生產計劃，加強客戶為中心的企劃功能。為加強客戶質量應對能力，將生產計劃及質量設計也劃歸銷售部門。

圖4  面向市場的信息化功能框圖

銷售部門整合制定銷售生產計劃，并最小化計劃之間的不一致，縮短交貨期。由生產部門綜合管理工序間的一級生產管控，縮減工序間的半成品庫存及生產所需時間。

3.5　協同融合與集約化生產

在日照鋼鐵精品基地的設計中，對連續生產區域（如焦化、原料、煉鐵等工序）具備在一個中央控制室內實現主、輔工藝集中管控的技術條件。輔助工藝設施如空壓站、液壓站、膠帶機、泵站、煤氣混合站、煤氣柜等配合視頻聯動和音頻報警等多媒體支持技術，具備“現場無人值守管理”的條件。對于大型堆取料機、庫區行車等大型機電一體化設備，可運用精確定位、無線通訊技術并與制造執行系統的計劃、庫存管理緊密配合，實現無人操作。深化應用模型、專家系統等進一步提高控制精度，降低故障率，減少生產成本，構建集約化生產平臺。

4　鋼鐵產業的外部協同融合

在完成內部協同的同時，日照鋼鐵精品基地正在從關注產品逐漸轉至“產品+服務”并重的格局，開始陸續實施外部協同融合的工作。在傳統供應鏈及客戶關系管理的基礎上，電子商務、智慧物流等能更好、更快地支持鋼鐵企業現代化服務創新，從而實現了經營和營銷模式的轉變。計劃通過電商平臺，甚至是公用云平臺上獲得訂單，通過內部信息化系統進行訂單評估、分解，形成生產、作業計劃，下發至自動化系統完成生產。同時制造、物流、質量信息也可由內部信息系統及時與客戶進行交互，在服務上更貼近客戶。在供應鏈上也是如此，原燃料、設備的采購、物流、評估乃至設備全生命周期管理都通過信息系統與客戶進行實時交互，成本、質量的精細化管理已不再是艱難的事情^[2-3]。

在銷售模式方面，由傳統的銷售模式向在線銷售轉化，重點實現一體化營銷管理、快速定價和一站式服務如圖5所示，主要解決以下三類問題：一是售價追趕速度慢。二是產銷矛盾突出。生產組織不能適應小批量快節奏交貨、配送到終端、持續質量穩定等市場化要求。三是客戶滿意率低。售前客戶詢單及差異化需求響應速度慢，銷售渠道沒有有效管理，售后服務和問題處理客戶滿意率低。為解決這三類問題，應充分利用新技術和互聯網資源，打造智能電子商務平臺，形成互聯網+電子商務格局，對與市場和客戶直接相關的、企業價值鏈上的業務流程實施創造，加強營銷內部及營銷與生產之間的銜接，提高對市場的快速響應能力^[4]。

圖5  擬實施的銷售協同平臺功能框圖

在采購方面，日照鋼鐵精品基地的供應商管理還存在供應商資源共享困難，供應商管理決策人為化、業務運作不透明、流程控制不規范等問題，已不能滿足內外部用戶對采購業務進行有效統一管控，為推動供應鏈管理轉型，實現采購業務管理改善，擬實施供應商管理系統建設，主要功能如圖5所示。

通過規范供應商管理流程，構建統一規范的供應商認證平臺。通過系統進行黑名單和供方退出，降低業務風險，用分級評估結果推動供應商結構改善，提升業務溝通效率。重要信息及時發布、充分溝通。拓寬供應商意見反饋渠道。加快核心業務協同，提升處理效率。通過陽光尋源降低采購成本，規范尋源過程中的尋源方式、供方范圍、評委選擇，建立優質資源的采購目錄、構建全面的資源共享平臺。通過系統評價供應商績效，供應商反向評價供應鏈從業人員，以績效管理拉動業務改善、優勝劣汰。

擬實施的采購協同平臺功能框圖如圖6所示。

圖6  擬實施的采購協同平臺功能框圖

5　協同融合與頂層設計

日照鋼鐵精品基地不僅要有先進的裝備和技術，也要有科學的管理流程，2015年11月，山鋼集團日照公司開展了“管理流程創造暨信息化頂層設計咨詢服務”項目。該項目是對未來生產運營階段的管理流程和信息化系統進行超前規劃和頂層設計，是智能制造的重點工作之一。歷經半年的時間，設計出大流程11項，中流程84項，小流程315項。流程先行，為信息化的建設指明了方向。

在推進智能制造的過程中，業務流程的創新（PI）與信息化的建設是相輔相成的，但孰先孰后，存在諸多爭執。日照鋼鐵精品基地是一個全新的工廠，在建設信息化時，按照智能制造的理念，摒棄了傳統的 “流程再造”（BPR），而采用了“流程創造”（BPC）的模式。首先設計出面向鋼鐵企業最佳業務實踐的流程和有效使用流程及信息化系統的組織，在此基礎上再搭建支持最佳流程的信息化系統，其邏輯關系如圖7所示。由此可見，協同融合并不是強制性的拼湊，而是有機的融合，要做到信息流、物質流、資金流 “三流融合”的基礎工作是先行開展頂層設計。^[5]

圖7  流程設計與信息化建設的對應關系圖

6　結束語

在國家供給側改革總體方針指導下，鋼鐵行業的轉型升級工作任重道遠。智能制造將是轉型升級工作中的重要落足點，也是我國鋼鐵行業充分利用信息化實現“彎道超車”的重大機遇^[6]。實施智能制造不僅僅是采用一些先進的信息技術，更重要的是促進信息化與內部生產經營以及外部產業鏈的協同，這也是兩化深度融合的重要體現。日照鋼鐵精品基地在鋼鐵企業智能制造工作上進行了一些有益的嘗試，為我國鋼鐵企業的轉型升級工作提供了可以借鑒的經驗。

作者簡介：

范鹍（1974-），男，山東高密人，高級工程師，碩士。現就職于山東鋼鐵集團日照有限公司，主要研究方向為鋼鐵企業信息化、自動化技術。

參考文獻：

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[2] 陶永, 等. 基于“互聯網+”的制造業全生命周期設計、制造、服務一體化[J]. 科技導報, 2016, 34 ( 4 ) : 45.

[3] 郭朝暉. 鋼鐵行業與工業4.0[J]. 冶金自動化, 2015, 39 ( 4 ) : 7 - 11.

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[5] 李鴻儒, 等. 鋼鐵生產智能制造頂層設計的探討[C]. 第十一屆中國鋼鐵年會論文集, 2017.

[6] 郭俊國. 2016（第五屆）中國鋼鐵技術經濟高端論壇召開——建平臺，促融合，打造“服務型鋼鐵”[N]. 中國冶金報，2016-9-14.

摘自《自動化博覽》2018年8月刊