工業互聯化：鋼鐵業將迎來定制時代
　　在日前舉行的2014年鋼鐵行業技術創新大會上，冶金自動化研究院總工程師李崇堅表示，未來冶金裝備智能化與在役再制造應該重點發展監控智能化，設備與工藝相匹配，提高整體系統能效等。為此，設計層面要從系統工藝能效出發，修改設備設計規范和標準；示范工程需要安排技術樣板示范、應用工程示范、工廠示范，并且建立設備遠程監控和能效監測平臺。
　　中國工程院院長周濟表示，冶金設備智能化與在役再制造是“制造強國”戰略的重要組成部分，它緊密切合數字化、智能化、網絡化等新一輪科技革命和產業變革的核心技術，將信息化技術與制造技術深度融合，發展“工業互聯網”理念。
　　裝備水平躋身先進
　　為探索冶金裝備智能化與在役再制造的發展戰略和具體路徑，中國鋼鐵工業協會、鋼鐵企業、高校和研究院所于2003年12月27日成立了高端能源動力機械健康與能效監控智能化發展戰略研究暨流程工業機械裝備在役再制造工程戰略研究冶金項目組。目前，項目組已經形成了研究報告初稿。
　　研究報告顯示，在焦化生產上，目前我國共有2200多座焦爐，65孔以上的焦爐55座。在煉鐵生產上，全國共有1480多座高爐，1000m3以上大型高爐480多座；高爐煉鐵裝備主要包括高爐鼓風機，高爐除塵風機，冷卻水泵等。在煉鋼生產上，我國鋼鐵企業擁有約810座轉爐，近360座電路；煉鋼生產用電占冶金生產用電的25%。此外，在軋鋼生產環節，我國共有寬帶鋼熱連軋機81套，產能約2.32億噸；中厚板軋機76套，產能約0.92億噸；今年投產的軋鋼生產線集成當代最先進軋鋼技術，采用分布式計算機系統進行傳動控制、基礎自動化控制等，為高品質鋼鐵材料生產奠定了基礎。
　　然而，目前我國冶金工業可持續發展依然面臨不少問題，一方面產能嚴重過剩，產能利用率不足70%；另一方面節能減排任務十分艱巨，一些地區鋼鐵污染排放已經超出環境承載能力，大多數鋼鐵企業沒有實現污染物達標排放，與國家節能環保要求存在巨大差距。在此背景下，冶金設備的智能化與在役再制造顯得尤為重要。根據定義，裝備在役再制造是指運用信息化、智能化技術對在線運行的裝備進行技術改造，旨在實現冶金機械裝備的安全、健康運行，裝備與生產工藝的匹配，促使系統高效運行和冶金生產的節能減排；同時適應鋼鐵產業向規模化定制轉變的需要。
　　智能化水平亟待提升
　　研究報告認為，現階段我國冶金裝備的服役狀態主要呈現如下三個特點：其一，經過30多年“大煉鋼鐵”的高速發展，我國冶金裝備水平大幅提高，但裝備普遍貪大求洋，設計和建設理念不科學，設備運行“大馬拉小車”；其二，國內冶金設備與生產工藝結合不夠。先進的冶金裝備缺少生產數據的挖掘利用，設備運行與生產工藝、產品質量不適應，設計和實際運行“大馬拉小車”現象嚴重。其三，在當前產能過剩的背景下，鋼鐵企業利潤下降，設備維護和備件更新面臨困難，大量冶金機械設備“帶病工作”。
　　以軋鋼生產設備為例，國內軋鋼設備利用率普遍較低，主力軋鋼設備熱軋、冷軋、中板和無縫管軋線的產能利用率僅為72%、50%、74%和70%。并且，設備生產消耗大，包括金屬損失多、軋輥等操作更換件消耗大，軸承等機電設備備品備件消耗大，油、水、電、燃氣等能源介質消耗大。此外，產品質量也不穩定，主要是高端產品的性能和質量不穩定，如無缺陷表面轎車用鋼與國際先進水平差距較大，取向電工鋼成材率低于70%（日本達到80%以上）。產品同質化、無特色嚴重，在國際市場競爭力不夠。
　　研究報告顯示，我國冶金機械裝備在智能化方面還與國外存在差距。國外大型冶金機械和電氣裝備制造商，如SMS、VAI、三菱、Siemens、ABB、東芝等提供的冶金裝備都有完備的設備信息檢測和故障診斷系統，對設備狀態實施在線監測。而國內大多設備沒有信息檢測和故障診斷系統，即使引進設備也處在離線監測狀態。
　　并且，國外大型冶金裝備都具有設備遠程監控系統，設備運行狀態和故障信息通過網絡傳遞到遠程的制造商設備監測中心。監測中心對設備故障進行精密分析和診斷，為設備健康維護提供了良好平臺，提升了設備的現代化管理水平，有利于充分挖掘設備潛力，延長設備使用期限。相比之下，盡管以陜鼓為代表的一批企業已經建立了遠程監測診斷中心，但總的來說，國內只有引進設備和少數國產設備配有遠程監控系統，并且“離線”，信息不溝通，少有在線遠程監控服務。
　　此外，將裝備信息與工藝緊密結合也是國外先進冶金設備的典型特征。例如，奧鋼聯VAI-SIEMENS提供的連鑄機可以通過設備運行狀態信息判斷鑄坯質量，以確定是否采用熱軋生產工藝。而國內引進裝備信息與工藝結合應用不夠充分。
　　值得一提的是，物聯網、云計算技術已經開始應用于冶金裝備研發領域。“借助先進的物聯網平臺，企業可以自動、實時、準確、詳實地獲取鋼鐵生產中的各方面信息，為企業管理與系統維護提供更好的服務。”李崇堅說。
　　規模化定制時代來臨
　　研究報告認為，我國鋼鐵產業模式正在面臨重大轉變，大規模生產即面向用戶的規模化定制時代已經來臨。
　　在李崇堅看來，數字化、網絡化、智能化技術，使規模制造與定制化有機地融為一體，不僅將用戶需求充分體現在產品設計、生產和使用的各個環節，形成了全新的產業模式，還將工業互聯網應用到制造業，實現產業形態從生產型制造向服務型制造的轉變。
　　更為重要的是，在鋼鐵行業產能過剩、微利運行的情況下，從客戶需求出發，建設以客戶驅動的現代冶金企業集成制造管理系統，在質量、生產、成本、物流管理等各方面形成規模化定制生產體系，能夠實現大規模定制下的個性化服務管理創新，精益制造下的生產全過程動態成本控制，以及生產制造過程的敏捷化。縱觀國內企業，寶鋼已經在規模化定制領域進行了有益的探索，并且初見成效。作為中國最大的鋼鐵企業，針對規模大、流程長的特點，寶鋼在ERP、MES系統的基礎上，自主研發了煉鋼—軋鋼流程生產組織優化系統，研制了虛擬制造和離散事件仿真平臺，實現了人機互動的自適應優化，使得按訂單排產時間從4小時縮短到10分鐘，大幅提升了計劃系統的效率和生產的適應能力
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