作者:李新创 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/4/26 19:01:20
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钢铁行业迎来智能化转型契机

 

以制造业为核心的实体经济是保持国家竞争力和经济健康发展的基础——这是世界各国的共识。在经历全球金融危机之后,实体经济的重要性被重新认知,美国、德国、英国、法国、日本等发达国家相继提出“再工业化”战略,中国也提出“中国制造2025”战略规划,着力推进制造强国建设。

以“中国制造2025”为契机,国家将促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成应用,推进制造过程智能化,建设重点领域智能工厂/数字化车间。钢铁企业应紧抓新一代信息技术发展应用的历史机遇,培育市场竞争新优势。

智能制造带来新机会

物联网与现代信息技术将深刻改变社会、企业的运作模式,为钢铁行业的竞争力重构创造了新机会。

通过智能改造,用生产设备的自动化、集成化、智能化改造替代人工操作,以设备提升改造实现节能减排,提高资源利用效率和优质产品率;通过实现无人化作业执行、在线检测、高性能闭环控制,可提高控制精度,提升产线质量水平。

智能工厂也将实现对工厂的实时优化控制。通过实时的数据采集、全程协同的智能排产、质量全流程的智能管控、关键设备状态可视化及预测维修、能源环境精准管控、物流协同优化,实现工厂管控集中化和扁平化;通过数据集成和共享,生产、物流、设备、能源等资源形成自主综合、联动平衡和优化调度,实现协同高效的柔性制造,提高产品质量、减低能耗与成本。

另外,通过互联网与采购、销售、研发、服务的深度融合,可打通产业链信息通道,整合产业资源,创新服务模式,实现从需求识别、产品研发到服务的全生命周期协同优化,精准对接供需两端,助力供给侧改革。

示范效果初显

近年来,信息技术在生产制造、企业管理、物流配送、产品销售等方面应用不断深化,钢铁工业关键工艺流程数控化率超过65%,企业资源计划(ERP)装备率超过70%,两化融合水平明显提升。

目前,智能装备在宝钢、南钢、沙钢等国内钢铁企业的多个生产环节得到应用,主要应用工艺点如:理化试验、弧焊、点焊、涂胶、切割、搬运、码垛、喷漆、贴标签、上下料、测温、扒渣捞渣等,智能装备应用逐步普及。

智能装备在钢铁行业的应用减少了生产过程中的人为因素,提高了操作精准度;提高了生产安全保障,避免事故的发生;降低人工作业劳动强度,提高生产效率。

如今,智能制造示范成果初显。宝钢1580智能车间改造助推生产变革、鞍钢智慧矿山驱动创新发展、南钢定制准时配送提升服务水平、唐钢智能工厂引领跨越式发展。作为钢铁智能制造的重大科技专项攻关项目,智能车间、智慧矿山、大规模定制等试点示范项目对于引领钢铁智能制造的发展方向具有重要作用。

仍存诸多问题

标准的制定是智能制造实现互联互通和信息融合的必要前提,但基于行业的智能制造标准尚未有序开展,钢铁行业智能制造标准仍然缺失。另外,国内外的系统实施企业由于对智能制造理解的差异及构建产品竞争壁垒的需要,在产品兼容性及集成度方面较差。

由于钢铁智能化改造过程中涉及装备的技术革新、全厂工业互联网的布局改造、过程控制系统的集成、MES/ERP等工业软件的互联互通、优化建模与仿真技术的应用等,整体投资成本过大。而投资回报率难以量化,也使得企业智能升级动力不足。

另外,钢铁智能制造还存在核心知识产权掌控不足、原始创新应用比例不高的问题。国内多数软件和集成技术处于产业价值链末端,技术水平、劳动生产率、工业增加值率、产品附加值都比较低。在研发方面尚未形成以产学研用为主的创新研发体系,原始创新研发积极性不高,政策扶持力度有待加强。

除此之外,工业软件地位也有待加强。钢铁行业的机器人应用需要生产节奏的匹配协同以及与上下游系统的无缝对接,单纯移植其他行业的机器人很难满足钢铁生产流程的需要,一些低端的且无钢铁行业属性的机器人将很快面临市场饱和及产能过剩。

钢铁行业的“新四基”中,即“一硬”(自动控制和感知)、“一软”(工业核心软硬件)、“一网”(工业互联网)、“一平台”(工业云和智能服务平台),硬件装备投入比例较大,部分钢铁企业自动化机器人比例显著提高,但工业软件的投入比例相对较低,重视智能化硬件建设、轻智能集成升级问题突出。

钢铁行业智能制造推进措施

钢铁智能制造不能为了智能化而智能化。钢铁智能制造的价值体现在能够帮助企业顺应市场趋势的变化,实现向个性化定制和制造服务化转型。政府及相关机构需要广泛开展对智能制造的解读、宣贯和培训,对接企业的实际需求,以经济效益驱动推进企业的智能升级。

2016年,中国钢铁协会会员钢铁企业销售利润率为1.08%,远低于工业行业5.97%的平均水平。只有以较低成本向市场提供有竞争力的产品才是钢铁工业的发展出路,因此,应将利润率作为衡量我国钢铁工业综合实力的关键指标。

不仅如此,还应加快钢铁智能制造相关标准体系建设,鼓励通信设备、装备制造、软件开发、工业自动化、系统集成等领域企业和科研院所联合参与标准制定,制定可以与市场标准协同发展、协调配套的新型标准体系。

在国产工业软件方面,应开展钢铁工业软件服务企业的认定工作,制定更加优惠的工业软件产业财税、投融资、知识产权扶持政策。加大国家各类专项资金对钢铁工业软件基础研发、产业化、推广应用的扶持力度。

要鼓励国内企业自主研发符合中国实际的钢铁智能制造集成应用解决方案。以市场需求为导向,汇聚钢铁产业链企业、高校、科研机构、终端用户等各方资源,共同推进面向应用的钢铁智能制造相关理论研究、技术研发、数据共享、应用推广,形成开发合作、协同发展的大数据技术、产业和应用生态体系。

另外,创新合作机制和方式应支持第三方机构作为公共服务平台,整合各方资源,开展标准制定和技术积累工作,同时强化智能制造先进模式的应用推广,构建起企业实践经验的交流机制,有效推动钢铁行业智能制造的协同发展。

(作者系冶金工业规划研究院院长,本报记者李惠钰根据其会议发言整理)

 
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