钢铁行业智能制造的现状及发展途径

商凯涛

（天津荣程联合钢铁集团有限公司，天津 300352）

智能制造技术是时代发展的产物，其直接将制造技术与智能技术、互联网技术、云计算技术、5G 技术有效融合在了一起，可以直接贯穿到产品制造的整个过程中，是一种具有自感知、自学习、自决策、自执行的新型生产方式。在当前钢铁企业发展的过程中，存在着产生过剩、结构失衡、能源环境压力巨大等问题，急需对钢铁行业进行转型升级。钢铁行业目前正在面临着从高污染、高能耗到低排放、高质量的转型阶段，在这个阶段，智能制造模式发挥着非常重要的作用。

1 钢铁制造企业的智能制造现状

到目前为止，钢铁企业的智能装备制造水平提升非常快速，各种企业的在智能制造环节中的力度不断增加，智能制造的成果不断显著。

已经有一些智能制造试点。很多钢铁企业比较重视智能制造项目，在智能制造领域投入的力度越来越大，各种示范性工程逐步建立了起来。根据相关数据显示，我国已经有7 家企业总共9 个智能制造试点，这些试点项目主要包括智能车间、智慧矿山、大规模定制点等项目。

对工业机器人的应用相对比较多。当前工业机器人技术发展非常快速，技术的成熟度不断提升，如投料机器人、砌炉机器人、图像识别机器人、测温机器人、捞渣机器人、专用剪切机器人、自动去毛刺机器人等，在钢铁企业生产当中的应用不断增加。通过对这些机器人的使用，可以将生产工人从危险的劳动环境当中解放出来，避免相关人员在作业的过程中，出现各种危险状况，工作效率也可以大大提升，避免各种人为因素导致的各种问题。

各种无人化智能车间。通过对无人仓储、智能车间的应用，可以让各种复杂的钢铁生产工序直接由自动化控制系统完成，并对整个生产过程进行有效的监控，及时发现生产中出现的问题，然后及时采取措施进行解决，避免出现严重的生产事故，保证生产工艺流程的数字化。当前，对各种智能无人车间的使用越来越多。在无人车间运行的过程中，需要使用到先进的传感器技术、PLC处理技术和物联网技术等，能够有效实现卷下线、包装、盘库、移库、发货等作业任务。员工在实际进行操作的过程中，往往只需要通过电子显示屏就实现对整个生产流程的控制，能够进一步提升仓库车间的无人化运行效果[1]。

智能物料管理系统的实际应用。通过智能物料管理系统的应用，可以实现物料管理、原料取样、备品备件。通过先进物料管理系统的应用，可以实现来料信息自动采集和取样，整个过程实现了无纸化。河钢的智能化备品仓库管理就成功应用了智能仓库管理系统，有效实现了物料管理、合同管理、出库管理、报表管理等，能够对备品备件进行有效的数据化控制。通过对智能物料管理系统的应用，为企业开展原料管理，提供了可靠的数据支撑，提升了对物料的管理效率，避免在实际生产过程中出现岗位道德风险和过高的成本管理费用。

智慧物流云管理平台。很多岗位企业根据自身发展的需要，建立了属于自己的智慧云管理平台，通过该平台可以实现自动运输定位、物流管理、智能仓储管理、智慧金融服务等。通过在运行车辆上安装北斗定位系统，能够有效实现对各种货物运输的实时管理，提升客户的服务体验。

基于大数据和多种监控设施的生产智能化控制系统。在实际开展炼钢生产的过程中，往往是基于高炉、烧结智能化主控室，这样才能实现一体化智能集控、对生产的智能化控制，及时掌握高炉和烧结炉的运行状态，并及时对生产进行调整，保证高炉处于正常的运行状态，有效降低其运行能耗。通过对智能炼钢系统的应用，可以实现对炼钢工序的自动化控制，保证出钢的效果和钢水的质量[2]。

智能管理系统。很多钢铁企业为了进一步提升钢铁生产效果，往往会构建全覆盖的数据采集系统，能够有效实现智能质量、能源管理。在该平台实际运行的过程中，采用了新一代的物联网技术，能够实现生产计划、投料、能耗、工艺过程、产品质量、仓储物流的一体化管理，真正做到产品质量可以进行追溯，对整个生产过程进行全程控制，提升钢铁生产效率和质量。

2 钢铁行业智能制造中存在的问题

智能化水平相对比较低。当前，钢铁智能制造技术正处于不断发展的阶段，各个钢铁企业智能生产水平差异相对比较大。虽然，一些大型钢铁企业的智能制造水平相对比较高，但很多中小型钢铁企业的信息化和工业化水平相对比较低，智能技术还处于不断发展的阶段，智能技术的作用还难以得到充分的发挥。

智能制造基础还有待提升。经过多年的发展，钢铁行业基础设备自动化、经营管理系统运行水平已经得到了比较大的提升，为钢铁企业的发展提供了一个非常好的基础。但是，智能炼钢系统应对外界因素变化的能力还需要进一步提升，难以形成有效的闭环系统，生产过程中人员干涉的情况还相对比较多，对上下游、生产、能源物流的动态调度还需要进一步提升。此外，当前企业信息化系统缺少有效的信息融合和功能集成，系统管控水平还需要进一步提升。

智能创新能力还需要进一步得到提升。当前，大部分钢铁企业对系统的开发、管理、集成创新能力还相对比较薄弱，难以形成成熟的行业解决方案。各种核心技术的创新能力比较弱，难以保证生产产品质量的可靠性，对先进信息的应用能力还相对比较差，企业当中各种专业人才的缺乏量还相对比较大[3]。

智能制造服务机构的水平需要进一步得到提升。当前，钢铁行业提供智能专项服务机构数量相对比较都，但机构之间服务能力差距相对比较大，能够有效支撑钢铁行业智能制造发展的各种领军服务机构数量相对比较少。

3 钢铁行业智能制造的有效解决途径

进一步做好钢铁企业的智能转型工作，为钢铁企业实现智能制造建立完善的标准体系，认真做好智能基础设施建设，提升钢铁制造水平，认真做好相关人才的培养。

在智能制造发展的过程中，应该与企业各项标准化建设有效结合起来。在钢铁企业智能制造发展的过程中，应该认真做好标准化体系的构建，打造一体化的管理平台，进一步提升钢铁企业生产的数字化、网络化、智能化水平。只有做好了各种标准规范建设，才能为企业发展智能制造，奠定一个非常好的基础。通过开展标准化体系建设，能够为钢铁行业智能制造发展，奠定一个非常好的基础。当前的标准和规范还存在着各种不足，难以满足智能制造发展的需要，这就需要认真加强前言领域标准建设，及时补齐各种标准化短板。此外，在开展标准化建设的过程中，应该认真做好人才培养、人才培养工作，进一步夯实标准化工作基础。

认真做好各种智能基础设施建设，持续推动工业互联网的发展。为了将工业互联网的作用充分发挥出来，就需要钢铁企业在实际发展的过程中，建立完善的自动化体系，加强过程控制系统、制造执行系统的构建。企业在构建管理系统的过程中，应该直接立足于四级信息化系统之上，仅仅抓住5G 发展的机遇，大量发展各种数字化智能高端装备，加强对智能控制和柔性制造技术的应用。此外，还应该积极研究钢铁制造与工业互联网的融合路径，给钢铁企业发展提供更加精准的服务。

认真做好行业智能平台建设，将智能制造真正融入到钢铁生产全过程。智能制造数据系统性工程，是建立在数字化和网络化基础上的。在企业实际开展智能制造的过程中，应该坚持实事求是的原则，认真做好全局规划工作，不断加强技术积累。此外，企业技术人员应该积极探索工业互联网、人工智能、大数据、云计算等信息技术在企业研发当中的实际应用，实现产品研发设计、能源管控、生产制造、质量控制、销售服务、经营管理的集成应用，还应该构建制造过程智能化、企业决策智能化、生产服务智能化、大数据集成应用的工业互联网平台，并逐步构建集约精准、高效、优质、低耗、安全、环保的智能生产体系，为企业智能制造的发展，奠定一个更好的基础。

电气设备在钢铁企业生产的过程中，发挥着非常重要的作用，其对电气设备设计效果，有着非常高的要求，如果设计效果不能得到保证，就会对后期的钢铁生产，带来各种的问题。由于电气设备的复杂程度比较高，在传统的设计过程中，经常会采用凭借经验的设计方法，对相关人员的理论知识和经验有着较高的要求，且设计中各种出错的现象相对比较多。随着计算机技术的不断进步，智能技术越来越成熟，通过计算机智能辅助技术的应用，可以在保证设计质量的情况下，进一步缩短设计的周期，保证对产品的研发质量。通过对遗传算法的应用，可以得到更好的设计效果。在当前电气产品的设计过程中，很多都是采用遗传算法或者智能化算法来完成的。在电气设备的设计和制造过程中，往往对设计和制造人员的要求较高，需要其掌握设备、电路和电磁场相关的一些知识，还需要在实践中不断对经验进行总结，如果采用传统的人工计算方法，在工作效率上比较低，且容易出现各种错误。如果将智能化技术应用到电气设备生产领域中，可以大大提高设计过程的效率，降低计算机工作的效率，降低电气设备的运行时间，提升电气设备的质量，自动化的控制效果可以得到更进一步的改善，让设计人员在设计的过程中，得到更大的辅助，进一步对产品设计进行优化，降低设备运行实际故障率。

4 结语

随着时代的不断发展，对钢铁企业生产提出了更高的要求。针对当前钢铁企业实际生产中的问题，应该将智能制造技术合理应用其中，进一步提升钢铁企业生产质量、效率，降低对生产员工的需求，保证生产实际效果。