信息化背景下对钢铁企业智能制造推进工作的思考

牛世浦

摘 要 钢铁行业是国民经济的重要组成部分，没有强大的钢铁制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的信息化、智能化的钢铁制造业能够更好地为国家和人民服务，但是如何实现信息化智能化仍是一个在不断探索的问题，我们通过对当前钢铁企业的分析，提出的三个改革要素：①实现信息化和智能化的深度整合;②充分理解所面对的困难和复杂;③从细微处入手进行改革。

关键词 钢铁工业;智能制造;企业管理

引言

近年来随着中国制造2025战略计划的提出以及工业信息化、大数据人工智能等技术的快速发展，对传统工业造成了重大的影响，同时也为传统工业尤其是钢铁工作带来的巨大的发展机会。通过对中国钢铁行业的信息化和智能化现状的分析，我们可以得出以下结论：对于大多数钢铁公司而言，提高信息化和智能化水平以实现“两者的深度整合”仍然是一项重要的发展任务。只有准确充分的理解钢铁行业在实现智能制造过程中面对的困难和复杂，才能够减少无用功。

1实现信息化和智能化的深度整合

前面说到对中国钢铁行业自动化和信息化的现状进行分析后得出的结论，提高信息化和智能化水平并实现“两者的深度融合”仍然是大多数钢铁公司的重要任务，同时这也是实现智能制造的唯一途径。大部分的钢铁企业生动地将这项工作称为“专注于创建课程”和“抓紧补课”。

信息化、智能化制造基于新一代信息技术，该信息技术执行制造活动的所有方面，包括设计，生产，管理和服务。它是一种先进的制造过程，具有高度的信息意识和智能优化，自我确定和精确的自我控制。通常以存在使用智能工厂作为功能载体，而以关键制造链路为核心，并以端到端数据流为基础，智能地支持網络互连等信息技术。这有效地缩短了产品开发周期，降低了运营成本，提高了生产效率，提高了产品质量并减少了资源和能源的消耗[1]。

在实际建设过程中，我们发现各行业会根据自己的生产管理流程和投资规模的实际情况，并且不同的公司会和不同的国外企业合作，来进行整体外包、定制开发或咨询服务模式来构建自己的信息化智能化系统。这些系统的功能几乎相同，但是具体到系统的体系结构，基础结构，软件平台，开发工具，数据库，编码和数据格式仍然存在许多差异，从而导致构建的系统最终不能在整个行业内运行。软件的可移植性差，可重用性差，共享性差。这决定了各个行业，甚至各个企业的“两化深度整合”工作不能遵循完全统一的模型和方法。钢铁企业需要根据其发展状况和实际需求来确定如何实施信息化智能化建设项目。

2充分理解面对的困难和复杂

从钢铁行业来看，钢铁行业的产品是一种工业的基本原料，但同时用户的类型多种多样，并且对整个社会的需求非常高。由于产品形状，类型和规格的多样性，钢铁的制造过程，制造设备和制造标准非常复杂。殷瑞钰院士从三个方面分析了钢铁行业信息化、智能化的困难，即制造过程，钢铁企业和生产设备。具体来说，首先在制造过程方面具有复杂的物理和化学过程;整个生产过程中气体，液体、固态多态共存/能量转换的过程复杂，难以实现所有数字化。而钢铁企业也是一个复杂的大型系统，存在着输入的原料/燃料成分波动，并且外界还有很多随机的干扰因素，因此很难直接数字化。最后进程/设备之间的关系属于异构单元，异构单元与动态耦合进程之间存在非线性相互作用。匹配和调整参数复杂且易变，使数字化变得困难[2]。这些结论源于钢铁行业的特征，这些特征揭示了钢铁行业比其他行业更难以实现智能制造的复杂性和难度。

在这里我们举一个例子，目前常见的信息化、智能化管理是基于虚拟映射和基于CPS框架的真实映射（数字映射，数字镜像，数字孪生，数字孪生），但这些技术很难实现对钢铁行业的全过程、全工序的模拟。因此如果需要这样做，我们认为可以选择一个或两个对应设备或物理实体进行试点和研究，并在准确结果得到充分的分析之后，在进行推广，否则很有可能会造成大量的资金和精力的浪费。以此为例，只有充分认识到钢铁行业实现智能制造的复杂性和困难，才能避免转移投资，避免投资和低价值项目。

3从细微处着手信息化智能化改革

数据收集，信息感知和信息集成都是信息化智能化集成的一部分。根据上面的分析，短期内不要追求钢铁行业的所有数字化。可以先进行一些流程上的信息互连，数据收集，信息感知和信息集成，并进行基础工作的改革创新。

我们认为，中国钢铁行业不应完全的、盲目的仿照外国的部分企业，直接追求全面的无人生产线，而应该从实现简单的智能化制造做起。同时绝不能将智能制造和替代工人混为一谈。虽然在离散制造中已经开始实施无人值守自动化生产线，但要明确的是离散制造是工业3.0类别的。当前，针对钢铁等传统工业应该指出的是建造和维护无人生产线的成本很高，要根据公司情况做出决定。如果公司的劳动力成本成为限制发展的主要矛盾，并且公司的自筹资金足够，那么它可以承受当前无人驾驶生产线的建设和维护。同时在其他的一些制造流程上，如原材料仓库，成品仓库等，由于公司本身的客观需求而导致的无人操作减少的实现也无可非议。此外，应使用机器人和智能设备来改善人们的工作环境，减轻人们的负担，并使人们更加方便舒适。合格的钢铁公司智能化改革可以选择进行无人化生产试验并逐步进行推广分析，修正错误。而不能在不考虑公司自身条件的情况下一哄而上。这也是我们建议从细微处着手智能化改革的重要原因。

4结束语

我们相信在上面提到的三条建议，通过发展智能制造，将会改变目前落后的钢铁生产方式、淘汰落后的钢铁生产线设备、提升管理体系和环节，从而实现钢铁行业的智能、高效、高质、协同、绿色、安全发展的总体目标，形成较完整的智能制造协同创新的技术体系和现代钢铁行业体系，总体技术水平迈入国际先进行列，满足国民经济重点领域和国家重大工程建设的需求，为我国转型升级、创新发展和制造强国梦提供强大支撑。

参考文献

[1] 刘文仲.关于中国钢铁工业智能制造的思考[J].冶金自动化，2018， （4）：1-6.

[2] 殷瑞钰.关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化[J].钢铁，2017，（6）：1-12.