借助自动化手段提高炼钢作业水平

李宏武

（河钢集团宣钢公司，河北张家口 075100）

0 引言

河钢集团宣钢公司（简称河钢宣钢）是河钢集团的骨干企业，迄今已有百年的建企历史，企业前身是创建于1919 年的龙烟铁矿股份公司。新中国建立初期，河钢宣钢是第一批恢复生产的大型冶金企业。“十一五”以来，河钢宣钢以科学发展观为统领，坚持低成本、精品、人才强企“三大战略”，加快调结构、转方式步伐，实施精细化管理，持续推进管理、技术、机制创新，走上了科学发展、依法发展、安全发展的良性轨道。

截至2019 年12 月末，河钢宣钢资产总额534 亿元，在册职工19 864 余人。主要装备有高炉3 座、转炉3 座、轧钢生产线10 条，具备年产生铁689 万吨、粗钢445 万吨、钢材672 万吨的规模能力。2014 年，河钢宣钢焊接用钢盘条荣获“全国用户满意产品”称号，热轧角钢、热轧圆钢荣获“河北省名牌产品”称号，20#优质碳素结构钢圆管坯荣获冶金产品实物质量“金杯奖”。2014 年以来连续多年获得全国“安康杯”竞赛优胜企业称号。

作为有着近百年历史的大型国有钢铁联合企业，河钢宣钢在发展壮大、做精做强的历程中，始终紧跟时代步伐，从2010年开始，河钢宣钢陆续完成设备装备大型化、自动化、信息化。目前企业所有生产线已经全部完成设备的自动化、信息化项目的升级改造，完成了设备的一次历史跨越，为企业完成在全行业背景下的逆袭创造了绝佳的条件。

1 基于信息技术的设备管理体系创新模式的背景

1.1 目前钢铁冶金企业电气自动化设备维护现状

很长一段时间以来，国内的钢铁企业在电气自动化设备中所使用的都是较为传统的设备管理模式。伴随着钢铁企业设备技术水平与生产工艺的不断提高与发展，现代化的生产工艺与设备已经产生了新兴的电气自动化设备管理体制与管理方式。原有的较为传统的管理体制已经较难适应现代化的生产需要，其主要表现为以下2 点：

（1）科技快速发展，设备更新速度惊人，设备维修人员难以适应。自进入20 世纪80 年代以来，钢铁行业可谓进入了飞速发展期，从行业装备水平来看突出的表现在，大量的新技术、新材料、新工艺在行业中得到广泛运用，设备的大型化、自动化、信息化趋势明显形成。飞速发展给设备维护人员带来前所未有的挑战，主要表现在维护理念不适应，管理水平严重落后，技术水平跟不上设备更新的速度，企业生产得不到保证。

（2）设备管理体系的不健全严重影响企业的经营发展。由于企业装备水平飞速发展，致使很多设备维护管理人员对设备的发展趋势没有认识，对新技术、新装备了解不够，所有的维护工作基本属于摸索阶段，主要暴露了点检工作重视不够，维检作业太过随意，材料备件浪费现象严重，维检人员工作热情倍受打击，技术提高缓慢，设备故障甚至事故频发，极大地制约了企业的生产与经营活动。

随着各种自动化技术、计算机科学、通信技术等先进电子科学技术在冶金行业的广泛运用，已经给冶金行业带来了翻天覆地的变化，大量的劳动岗位操作人员从密集的体力劳动中解放出来，企业的生产自动化程度日益提高，更涌现出了“自动炼钢”“自动拉钢”等越来越多的先进生产模式。但是可以说企业的自动化程度越高对设备维护管理人员提出的要求也就越高。

（1）电气自动化设备拥有设备种类繁多、技术含量高、连续生产使用不可中断等特点，所以这就要求维护管理人员在进行维护作业过程中首先要具备一定的专业技能，其次要对生产工艺有一定了解，再者需要建立完善的管理体系，才能把电气自动化设备维护管理好。

（2）对设备维护管理的工作多数以经验为依据，缺乏对设备运行数据的挖掘分析，缺乏对设备运行状态的理性判断，极大地影响了设备维护管理人员尤其是电气自动化设备维护管理人员的劳动效率。

（3）建立一套完备的电气自动化管理体系离不开制度建设。管理体系的建立、实践、完善需要一个漫长的过程，在这个过程中既要不断地修正不适宜的内容，也要在过程中坚持执行已经验证适用的部分。目前现状是往往设备维护管理人员重视维检作业本身，而忽视了制度的建立，体系的完善，这样做的弊端就是总是在不断的重复做工作，缺乏一种长效机制，致使设备维检作业人员在工作中经常陷入被动局面。

1.2 建立标准的电气自动化设备管理体系迫在眉睫

随着钢铁冶金行业形势的日趋严峻，给冶金企业的生存发展带来极大的压力，主要表现在以下3 方面：

1.2.1 环保要求越来越高

从2015 年1 月1 日起，新环保法就已经开始实施，这对于钢铁行业的生产模式以及排放标准提出了更高的要求。目前国内仍有70 % 的钢铁企业在环保技术上都达不到要求，而要达到新标准要求钢铁企业就必须要面对巨额的环保投资，这必然会给钢铁企业带来沉重的成本负担，虽然钢铁企业环保设施的巨大投入在长远利益上符合国家的政策要求，但从短期上讲，这必然会给钢铁企业的经济效益带来巨大的影响，使钢铁企业的生存环境面临日益严峻的挑战。

1.2.2 钢铁企业产能过剩依然严重

作为国民经济的支柱产业，产能过剩一直是钢铁行业发展过程中不可回避的一个突出问题，自2012 年以来，国内钢铁行业的产能利用率就一直处于下滑状态，可以说，钢铁企业已经成为国内重工企业产能过剩的一个典型代表。产能过剩带来的最直接影响就是钢材价格的持续下滑，而价格下滑必然会给企业的经济效益带来巨大的影响。供需失衡是钢铁企业产能过剩的主要原因，随着经济全球化的深入发展，国际钢材市场的扩大给国内钢铁企业的发展带来了巨大的利润空间，但是在金融危机发生之后国际钢材市场发生了严重的萎缩，这就造成了国内钢铁企业新一轮的产能过剩。

1.2.3 钢铁企业生产成本増大

钢铁企业生产成本增大也是导致国内钢铁企业经济效益低下的一个主要原因，钢铁企业的生产成本不可避免地要受到铁矿石、煤炭、电力价格等因素的影响，但缺乏科学合理的成本管理却是国内钢铁企业普遍存在的一个硬伤，钢铁企业在设备管理上的混乱是导致钢铁企业生产成本加大的一个主要原因，由于钢铁企业在生产过程中缺乏细化的设备管理措施，使得大量贵重的生产设备的使用寿命大大缩短，有些钢铁企业由于违规操作使得部分设备受到严重损坏，维护费用大大增加，这就在无形中加大了钢铁企业的生产成本。严峻的行业形势给冶金企业设备管理者提出了更高的要求，建立新形势下规范和标准的电气自动化设备管理体系迫在眉睫。

1.3 建立电气自动化设备管理体系是重要手段

长久以来，冶金企业绝大多数电气自动化设备维护人员仅仅局限在依靠经验对设备进行故障处理和简单的设备维护，这种维护方式是感性的，而且作业效果不佳严重影响岗位人员操作，无法为操作提供可靠、精确的依据，尤其不能满足企业生产连续性的要求。这种维护方式的主要缺陷有以下6 个方面：

（1）不重视或是根本没有对设备的定期点检。

（2）维护检修没有标准和规范，具体实施前准备不充分，方案确定草率，维护效果差，设备故障率居高不下。

（3）制定材料备件计划缺乏科学性，品类繁多，周期不能保证。

（4）故障率居高不下，维修人员苦不堪言，生产秩序不能保证，生产单位怨声载道。

（5）设备多发性故障没有技术改造，设备恶性循环，职工作业技能长时间没有持续提高。

（6）虽然已经实质做到三电一体，但未能充分挖掘技术工种的优势，在作业中不能充分利用自动化信息化技术特点，对维护作业提供数据支持。

面对这些问题，要提高企业的综合竞争力，要提高职工的劳动技能、最大限度发挥劳动效能，就要对现有这些问题进行综合的分析，建立现代化的电气自动化设备管理体系，使之真正成为企业提高设备管理水平和岗位操作水平的重要手段。

1.4 建立自动化设备管理体系是精细化管理的要求

精细化管理体现的是组织严谨、认真负责和精益求精的设备管理思想。在目前行业形势严峻，企业生存压力骤升的情况下，要建立一套科学高效的电气自动化设备管理体系，离不了精细化管理的有力支撑。

一套科学的电气自动化设备管理体系至少包括点检、检修、维护、材料、技改、人工劳效等几大方面，这几方面每当作用在同一个设备上的时候，也就是对每一件设备进行设备维护以及管理的时候，都需要作业人员用开放的思维将几个方面针对这一个设备有机的联系起来，这几个方面即是独立完成的也是环环相扣的，要紧密高效的维护好每一台套设备，就要求作业人员达到精细化管理的要求，通过改变粗放型的设备管理模式，把控好设备维护管理的每一个环节、每一个细节才可以将系统的性能发挥到最忧，为岗位生产提供有力的保障。

1.5 建立自动化设备管理体系是提高竞争力的保证

钢铁冶金企业要在目前行业背景下提高企业竞争力，只有面向自身，深挖潜力，苦练内功，在品种与效益上做文章。

既想要在现有条件下做别人做不到，干别人干不了，就要有超越其他冶金企业的过硬产品。要在目前“以最少投入见最大成效”的思路下，就要建立一套行之有效的电气自动化设备管理体系，降低故障率只是这套体系的基本目标，最终目标是要建立一套机制，激发作业人员的工作热情，主动地工作，通过技术改造挖掘设备的潜力，达到超越同行的精度，完成复杂的工艺，为生产顺行、品种研发提供重要保证。

2 项目内涵

2.1 电气自动化设备管理体系的创新

建立现代化的科学、规范、切实、可行、高效的电气自动化设备管理体系是以设备为中心，将维护管理过程中的各个主体从“辩证”的角度进行重新的角色定位与职能分工，借助数字化手段，进行精细化、制度化管理，最终达到降低故障率，提高岗位作业水平和保障生产的目的。

2.2 实施电气自动化设备管理的流程

建立现代化电气自动化设备管理体系是在冶金行业低迷的大背景下，顺应产业变革的要求，顺应企业管理形势，符合科学管理思路的要求而建立起来的一套科学、规范、切实、可行、高效的管理体系。围绕“操、检、管”（操作、维检、管理。）3 个设备管理过程中的主体，以操作为基础，以维检为核心，以管理为保障，按精细化管理的要求，对各主体的工作内容进行细化，充分发挥每一个环节的效率与作用，将“操、检”这对既互相矛盾，但是又互相联系配合的主体之间的工作内容巧妙地联系起来。通过对维检核心内容的工作细化，取得降低工作强度，提高劳动技能，降低故障率的效果，最终实现为企业高效运转，提升竞争力提供保证的目标。

3 项目内容

3.1 电气自动化设备管理体系建立的依据与原则

（1）以企业经济效益最大化和市场需求相结合的原则。企业的一切经营生产活动最终都是以盈利作为目标的，设备管理作为企业正常运转中不可或缺的一部分，在建立管理体系的过程中，也要充分考虑管理与目标的关系。除了在设备维护管理过程中杜绝自身的浪费行为，在一切点检、检修、改造等维护过程中，也要从企业全局来达到投入最优，效果最佳的目标。在投入与效果产生矛盾的时候，也要服从市场需求与企业经济效益最大化这个原则。

（2）以设备运行过程中的“操、检、管”为三个主体来建立设备管理体系的原则。建立现代化的设备管理体系要综合考量设备运行过程中的多个要素，尤其主要围绕设备开展生产经营活动的“操、检、管”3 个方面。但是在企业经营中，看似独立无关的3 个主体，却存在着相互联系、互为补充的紧密联系。“操”，作为使用者，是设备管理体系的基础，对设备运行状态、运行效果拥有最有力的话语权，对设备状态评价掌握第一手资料。当然，要使设备安全、正常的运行也离不开操作人员的精心呵护，毕竟，从过往的经验来看，在设备故障统计中，大约有一半来自于操作人员的疏忽或不熟。“检”、作为设备的维检人员，对设备进行专业的维检活动，也是设备管理体系的主体，也是设备管理体系的重点，他们的工作质量直接决定了设备正常情况下的使用寿命。“管”，是设备主体的管理部门，是设备管理体系的保障，是体系中各规章制度的制定者以及制度落实的监督者。三者在体系中互为矛盾，互为补充，缺一不可。

（3）以“精细化管理”标准为行为准则，重在抓制度落实的原则。任何管理体系的建立都离不开坚定不移的落实作为基础。现代化电气自动化设备管理体系更是如此，做设备管理本身就是一项纷繁复杂的工作，要做好实属不易，只有用精细化管理思路才能改变粗放型的设备管理模式，提升产品质量和设备管理能力，实现设备经济运行最大化和本质安全化的目标。抓好制度落实是一项工作得以在长期的实践工作中不断完善升华的保证，是一项工作得以深入开展的重要保证。在设备管理实践中，不仅要做好制度落实，还要做好制度建设，在纷繁复杂的设备管理中，会遇到各种问题，是问题总会有解决的方法，但是站在体系的角度，作为一位设备维护管理人员，重要的是如何用制度去防范问题、预防问题、化解问题。就是由于这些，所以一定要做好精细化管理，并抓好制度的落实。

3.2 自动化设备管理体系建立的框架与运行模式

建立电气自动化设备管理体系的框架与运行模式就是以操作人员为基础，以维检人员为核心，以管理人员为保障构建一种全员设备维护模式。这种模式的优势在于调动设备管理体系中各个主体的积极性，发挥各个主体的优势，协调各个主体的关系，使设备高效运行，体系科学发展。

3.3 建立电气自动化设备管理体系提高设备管理效率

对设备维检工作重新进行业务划分，内容梳理，流程优化，以便使得维检工作的效率得到提高。设备维检工作主要分为点检、维检（维护和检修）、材料备件以及技术改造（技改）等几方面工作。以点检为核心，以维检为抓手，以备件作保障优化流程，通过建立电气自动化设备管理体系，设备管理效率。通过对多年设备维护经验的总结以及对国内外先进冶金企业电气自动化设备维护经验的借鉴总结出，点检是由事后维修向预知维修转变的核心，维检是延长设备使用寿命提高设备作业精度的抓手，材料备件则是整个设备维检工作的有力保证，最后技术改造则是坚持设备持续改进，职工作业技能不断提升的有力手段。

3.4 借助公司级PM 点检平台完善点检标准

点检作为设备维护中由事后维修向预知维修转变过程中的重要一环，其重要性、必要性不言而喻。经过对过往点检过程中发现的问题进行分析，对点检工作进行了细致梳理，借助公司级PM 点检平台，细分设备等级，完善点检标准，主要内容包括：对点检设备按区域划分落实到人；对不同设备按重要程度划分等级，建立不同的点检标准和作业规范严格执行；点检落实的重点在于周期，对不同设备按重要与否划分等级并严格按相应的周期执行。再加上借助公司级PM 点检平台，对点检起到了很好的规范监督的作用，目前此点检系统已经覆盖全厂所有重要的设备系统和部位。除此之外，在点检手段上较以往增加了数据点间的概念，主要是针对一些精度要求高，使用率高，劣化趋势较为明显的设备，用目前较为完善成熟的数据库系统，对比整理作业线上工序、计量、成本的变化以及趋势，对数据进行汇总、分析、挖掘，最后判断设备的运行状态，及时发现设备运行的隐患。经过一段时间的试验运行，效果非常明显，准确率也比较高，尤其是在一些有运行数据的设备上，使作业人员对设备运行状态的判断更加具体化、客观化，为设备维检提供更有效的手段。

3.5 建立维检作业立项申报审批制度

为了很好的规范维检作业，真正发挥出维检作业在电气自动化设备管理体系中的作用，于是对维检作业的作业流程进行了重新制定，主要包括项目申请（含技术方案、作业步骤、安全措施、维检目标和作业条件等内容。），项目批准（含区域主管、设备主管和安全主管从各自分管内容按系统要求对维检内容进行把关和提出作业要求。），项目执行，项目验收（由区域主管和设备主管对维检作业进行验收，并对作业区及检修组织单位负责）。经过一段时间的运行，将已经完成的项目中的技术方案、作业步骤、安全措施等内容进行提炼总结，形成维检作业标准固定下来，作为指导维检人员进行作业的依据。经过流程优化，使每一位维检人员细化了作业内容，做足了维检准备，避免了维检作业的随意性，强调了方案的可行性，强调维检作业科学、规范、高效，提高了维检作业的效率与质量。

3.6 优化备件结构，提高资金使用效率

备件管理在整个设备管理体系中虽然算不上是最重要的构成，但是他却是维检人员作业过程中不可或缺的部分。在备件管理中，不仅仅是要求做到库房、账目的基本管理，更重要的是针对不同材料备件的种类，进货周期，动态掌握计划周期、库存周期、设备寿命等几个关键时间，使费用、备件、设备在周转过程中最节省，备件在库存中备用的时间尽可能短，使“进、销、存”达到动态、稳定、高效的运转。为了达到这个目标，首先将库存情况掌握清楚，其次对现场设备按种类、到货周期、重要程度进行分门别类的统计，发挥专业优势，再者对同类相似的备件在不影响使用的前提下进行“合并同类项”，优化备件结构，减少备件数量，达到提高资金使用效率的目的。

3.7 合理安排日常维检作业，提高人员作业效率

人的作用在管理体系中无疑是重要的，但是如何发挥优势，合理安排，提高人工劳效也是这个体系中重要的一环。随着电气自动化设备向智能化、集中化、信息化趋势的发展，对人员素质提出了较高要求，但是在专业构成上也有我们独特的优势，目前维检人员实行的是“三电一体”的维护模式，这就为进一步提高人工劳效创造了条件。一是在人员安排中，发挥各细分专业的优势，强调协作，提高了作业效率和作业质量；二是实行“三电一体”的维护模式，有利于提高职工的整体劳动技能，使职工掌握更多的劳动技能，在作业中得到成长；三是这种模式顺应专业发展的要求，最大限度的发挥自动化与信息化在生产中的作用，使企业享受到科技发展与职工技能提升带给企业的效益。

3.8 完善设备管理体系，实施技术改造与技术创新

随着自动化、信息化技术日新月异的发展，时刻提醒着维检人员，不掌握新技术就会掉队，不学习新知识就维护不了新设备，不进行技术改造与技术创新，企业就有面临生死存亡的可能。所以建立现代化电气自动化设备管理体系的一项重要作用就是要在体系管理过程中产生正向的良性循环，使职工接受新观念、新理念，从中尝到甜头，自发地积极地参与到设备的技术改造中来。

在设备管理体系不断完善的情况下，激发职工热情，实施技术改造与技术创新，通过改造，对生产工艺的改进起到积极的作用，尤其是在今年钢铁行业不景气的大背景下，为企业体质增效提供了保障。

3.9 对体系的实践与升华使模式转化成一种习惯

当管理体系运行一阶段后，就需要“管”来发挥主体作用。体系要在长时间周期正常、规范的运转，离不开制度的约束。在体系不断完善过程中，相继制定了《作业区设备点检承包管理办法》《作业区设备维检计划流程》《作业区培训考核管理规定》等规章制度。通过这些规章制度的建立，规范了作业人员的行为、过程、质量，使设备始终运行在良好状态下。制度在执行过程中，不断地将实际情况与制度进行比较，对照，对制度中不符合实际情况的部分或是可行性较差的内容会结合实际情况进行不定期地修订，然后再到实践中去检验，如此下去，提炼出一套科学、规范、切实、可行高效的规章制度，通过这样一套制度长久的规范作业人员的行为，使这种模式逐渐转化成一种习惯指导着职工的日常作业，并且不断地优化改进并进行了固化。

4 管理效果

（1）电气自动化设备管理体系建立的最直接效果就是故障率的下降，保障生产稳定顺行。在所有冶金企业中，设备管理的最终目标都是降低故障率、服务于生产，企业建立的这套体系也不例外。但是降低故障率也不能依靠单纯的人财物的突击投入，依靠降低使用率来达到，如何做到通过全员参与，工作细化，严格执行，制度固化使设备稳定的、连续的工作在低故障率状态下才是这套体系的作用。通过这套体系的建立，也确实完全达到了这个目标。

（2）电气自动化设备管理体系的建立使职工从科学管理中尝到甜头，降低了劳动量，提高了劳动技能。这套体系的建立，彻底改变了电气自动化设备事后维修的状态，扭转了维检跟着故障跑的被动局面，使设备始终处于稳定可控的运行状态下，职工的工作量也得到了明显下降，工作热情得到大大提高，大家真正的从科学管理中尝到了甜头，工作的积极性也得到了调动。人员短缺的问题也由此得到了一定的缓解，职工也可以利用空余时间研究技术创新，琢磨疑难故障，大力开展技术改造。

（3）电气自动化设备管理体系的建立也方便了主体生产单位的使用与操作，得到了接受服务单位的认可，提高了生产单位的满意度。在很多冶金企业，由于生产岗位与维检岗位属于一个事物的两个方面，即矛盾又依赖，因为对于设备来说，生产岗位负责设备的操作，其职责使得设备状态不断地恶化，而维检岗位的职责是对设备进行维修，是设备状态延缓恶化甚至不断优化，所以他们属于一对矛盾。但是现代化的设备管理体系使这两个主体都从对方角度考虑，不断优化作业，提高设备运行状态，延长设备使用寿命，最终达到提高炼钢作业水平，增强企业竞争力的共同目标。