溫衛(wèi)軍
摘要：為抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的發(fā)展機(jī)遇，近年來鋼鐵行業(yè)加大了信息化、數(shù)字化、智能化的投入力度，行業(yè)數(shù)字化發(fā)展水平顯著提升，一些大型先進(jìn)鋼鐵企業(yè)建立的數(shù)字化應(yīng)用場景和智能車間、智能工廠不斷增多。今后，進(jìn)一步推進(jìn)鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要加快信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，健全完善數(shù)字化轉(zhuǎn)型規(guī)劃及標(biāo)準(zhǔn)體系，加速關(guān)鍵核心技術(shù)突破，提高鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)支撐能力。
關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；智能化升級(jí)。
1 發(fā)展背景
近年來，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速發(fā)展的推動(dòng)下，包括數(shù)字產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化在內(nèi)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)獲得了快速發(fā)展，已經(jīng)成為推動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系中，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為新經(jīng)濟(jì)、新動(dòng)能、新模式發(fā)展之源。
鋼鐵行業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的主體和立國之本，作為重要的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，同時(shí)鋼鐵工業(yè)是中國制造業(yè)的一個(gè)重要組成部分。從投入產(chǎn)出的角度看，鋼鐵工業(yè)的主要投入品為焦炭、鐵礦石、廢鋼、合金，輔助投入品為石灰石、電力、煤氣等，產(chǎn)出品為各種鋼材。從產(chǎn)業(yè)的工藝技術(shù)特點(diǎn)看，鋼鐵工業(yè)屬于典型的流程性工業(yè)，其產(chǎn)業(yè)鏈上下游礦石原料開采加工→煉鐵→煉鋼→軋鋼→鋼材深加工→鋼材應(yīng)用之間技術(shù)工藝聯(lián)系緊密，相互依賴性很強(qiáng)，且生產(chǎn)工藝流程不可逆。從產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)特性看，鋼鐵工業(yè)設(shè)備等固定資產(chǎn)投資規(guī)模大、沉淀成本高，屬于資本密集型重工業(yè)，達(dá)到一定的起始規(guī)模對(duì)鋼鐵工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益狀況具有重要影響。近年來，由于受制造成本上升、運(yùn)輸費(fèi)用增高、產(chǎn)能過剩嚴(yán)重和節(jié)能降碳?jí)毫Υ蟮榷嘀匾蛩氐挠绊?，中國鋼鐵工業(yè)企業(yè)既有的發(fā)展模式和盈利模式受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。全國重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)中的虧損企業(yè)數(shù)量和虧損金額同比增加。面對(duì)如此嚴(yán)峻的局面，鋼鐵企業(yè)唯有加快推進(jìn)數(shù)字化、智能化建設(shè)，提高企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型速度，才能大幅提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和能源效率，降低生產(chǎn)成本和碳排放，加快推進(jìn)鋼鐵工業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革。
2 鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的現(xiàn)狀
為了適應(yīng)制造業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展趨勢(shì)，近年來鋼鐵企業(yè)加大了信息化、數(shù)字化、智能化方面的資金、技術(shù)、人才投入力度，2022年全年有很多專項(xiàng)投資用于鋼鐵企業(yè)的數(shù)字化改造升級(jí)，鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)展加快，成效明顯。
（一）行業(yè)數(shù)字化水平明顯提升
近年來，鋼鐵企業(yè)以推進(jìn)“兩化融合”為切入點(diǎn)，持續(xù)組織開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型活動(dòng)，鋼鐵企業(yè)的自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、智能化水平不斷提升。2018年，中國鋼鐵工業(yè)的兩化融合指數(shù)為51.2，關(guān)鍵工序數(shù)控化率68.7%，應(yīng)用電子商務(wù)的企業(yè)比例超過50%。2020年，中國鋼鐵工業(yè)兩化融合指數(shù)達(dá)到54.3，關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)到64.6%，生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率達(dá)到46.9%。2021年，中國鋼鐵工業(yè)兩化融合指數(shù)上升至59.9，關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)到70.1%，生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率達(dá)到51.3%。與2015年相比，2021年中國鋼鐵工業(yè)兩化融合指數(shù)提高了19.4，行業(yè)數(shù)字化水平明顯提高，已初步扭轉(zhuǎn)了鋼鐵工業(yè)過去的“傻大黑粗”的行業(yè)形象，實(shí)現(xiàn)信息化、智能化的大步跨越。
（二）數(shù)字化應(yīng)用場景不斷增多
目前，在國家政府和企業(yè)自身的雙方努力下，鋼鐵企業(yè)已形成平臺(tái)化設(shè)計(jì)、智能化制造、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理5大應(yīng)用模式，覆蓋幾十個(gè)典型應(yīng)用場景，智慧生產(chǎn)、智能車間、智能倉儲(chǔ)、智能在線檢測(cè)分析、智慧物流、云商平臺(tái)等數(shù)字化應(yīng)用場景不斷增多，應(yīng)用效果良好。例如，陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司智慧物流系統(tǒng)項(xiàng)目上線后，形成了貫穿采購、銷售、物流、庫存等多個(gè)場景的集中管控，單就車輛進(jìn)出廠效率來說，有了很大程度的提高，單車進(jìn)廠時(shí)間由原來的2個(gè)銷售縮短為1小時(shí)。同時(shí)公司能源管控項(xiàng)目以多次榮獲國家相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)。
（三）龍頭鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效明顯
近年來，中國龍頭鋼鐵企業(yè)積極擁抱數(shù)字化、智能化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展成效明顯，數(shù)字化轉(zhuǎn)型走在行業(yè)前列。由于數(shù)字化改造的成效，2022年初，寶武集團(tuán)、德龍鋼鐵、南京鋼鐵、中天鋼鐵等鋼鐵龍頭企業(yè)入圍工信部2021年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單。目前，國內(nèi)超過80%的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在推動(dòng)智能制造，鋼鐵龍頭骨干企業(yè)已基本完成產(chǎn)線級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、制造管理系統(tǒng)自上而下縱向集成的四級(jí)體系。以寶武集團(tuán)為例，寶武集團(tuán)近年來持續(xù)推進(jìn)“四個(gè)一律”，加快工業(yè)機(jī)器人、無人化行車、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、5G、仿真、AR等新技術(shù)應(yīng)用，寶武集團(tuán)內(nèi)的無人庫區(qū)、數(shù)字車間、黑燈工廠、智能企業(yè)不斷增多，尤其是上海寶山基地，不僅成功入選世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）的“燈塔工廠”，而且在全球范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了“一鍵煉鋼出鋼”。隨著數(shù)字化改造的不斷推進(jìn)，中國龍頭鋼鐵企業(yè)的采購、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主要工藝過程已實(shí)現(xiàn)了全流程智能控制，燒結(jié)機(jī)的智能閉環(huán)控制，高爐操作的平臺(tái)化，轉(zhuǎn)爐煉鋼的全程自動(dòng)化和精煉控制系統(tǒng)的智能化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效明顯。
3 鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型存在的問題
雖然近年來鋼鐵企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型成效明顯，但是，由于鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈條層級(jí)多，生產(chǎn)流程復(fù)雜，物料管控難度提高，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)實(shí)融合依然面臨不小問題與挑戰(zhàn)，尤其是智能制造基礎(chǔ)薄弱、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場景建設(shè)滯后、關(guān)鍵核心技術(shù)缺失，已經(jīng)嚴(yán)重制約了鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的順利推進(jìn)。
（一）數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場景建設(shè)滯后
中國鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化發(fā)展缺少標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場景，影響了鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)。鋼鐵行業(yè)雖然規(guī)模龐大，各企業(yè)也都在做各種數(shù)字化轉(zhuǎn)型的努力，但此前進(jìn)行的信息化改造多是基于不同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，這就容易產(chǎn)生信息孤島，制約數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘，沒有發(fā)揮數(shù)據(jù)應(yīng)有的價(jià)值。與此同時(shí)，每個(gè)鋼鐵企業(yè)的現(xiàn)狀、生產(chǎn)流程、管理思路各不相同，使得鋼鐵企業(yè)之間數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)踐差異非常大，且不確定性也非常大，制約了鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體水平的提高。
（二）智能制造基礎(chǔ)有待夯實(shí)，廣度與深度有待拓展
目前，中國鋼鐵工業(yè)的冶煉智能控制系統(tǒng)模型對(duì)外在因素變化的適應(yīng)性還比較差，基于原燃料的質(zhì)量各不相同，且無法形成閉環(huán)控制。全流程計(jì)劃調(diào)度水平還有待加強(qiáng)，多數(shù)生產(chǎn)管控需要人工干預(yù)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游、生產(chǎn)—能源—物流—銷售—服務(wù)的動(dòng)態(tài)協(xié)同調(diào)度也有待提高。當(dāng)前鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展主要集中在生產(chǎn)工藝優(yōu)化、能耗降低、技術(shù)創(chuàng)新等方面，轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點(diǎn)仍然是圍繞流程型智能制造、大規(guī)模個(gè)性化定制、遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù)等方面，數(shù)字化技術(shù)手段對(duì)整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的全流程滲透率仍然較低，智能制造的廣度和深度都有待拓展。
4 加快推進(jìn)鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的建議
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的一次深刻革命，是一項(xiàng)長期的系統(tǒng)工程。加快鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化、智能化發(fā)展水平，推動(dòng)數(shù)字化、智能化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度融合，需要以問題為導(dǎo)向，以目標(biāo)為動(dòng)力，依靠新型基礎(chǔ)設(shè)施支撐、數(shù)字化共享和智能化協(xié)作，打造智慧服務(wù)新模式和第三方鋼鐵云平臺(tái)，構(gòu)建鋼鐵行業(yè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系，積極開展行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵共性技術(shù)的研究。
（一）健全完善行業(yè)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用
數(shù)字化轉(zhuǎn)型，標(biāo)準(zhǔn)先行。規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化工作是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的滯后尤其是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一已經(jīng)在很大程度上妨礙了中國鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的順利推進(jìn)。只有精確制定和應(yīng)用鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才能使上云上平臺(tái)的鋼鐵企業(yè)數(shù)據(jù)得到有效使用，激發(fā)數(shù)據(jù)要素的潛力，使鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型行穩(wěn)致遠(yuǎn)。為此，需要加強(qiáng)鋼鐵工業(yè)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)研究，加快鋼鐵工業(yè)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，充分發(fā)揮鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)等行業(yè)組織和鋼鐵龍頭企業(yè)的主導(dǎo)作用，從鋼鐵工業(yè)的特點(diǎn)出發(fā)，建立健全統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范、數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)語言體系，推動(dòng)形成涵蓋智能化料場、智能化燒結(jié)、智能化煉鐵、智能化煉鋼、智能化軋鋼、智能化銷售的系統(tǒng)化標(biāo)準(zhǔn)，健全行業(yè)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)開放的相關(guān)制度，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)在鋼鐵行業(yè)落地應(yīng)用，開發(fā)與鋼鐵產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈相適應(yīng)的技術(shù)和場景，提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)數(shù)實(shí)融合的廣度和深度，以標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
（二）加快智能制造基礎(chǔ)建設(shè)，推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展應(yīng)用
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新型基礎(chǔ)設(shè)施是鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)條件。鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)質(zhì)就是要通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等與鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過程中工藝流程、管理特點(diǎn)的緊密結(jié)合、無縫對(duì)接來推動(dòng)鋼鐵工業(yè)降耗提質(zhì)增效的高質(zhì)量發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要在政府、平臺(tái)和企業(yè)三個(gè)層面共同發(fā)力。要鼓勵(lì)頭部數(shù)字化企業(yè)積極開展面向鋼鐵工業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)，開發(fā)普適性強(qiáng)、復(fù)用率高的基礎(chǔ)共性App、行業(yè)通用App和各類專用App，積極研究鋼鐵制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)融合路徑，促進(jìn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)上云、數(shù)據(jù)集成上云，為鋼鐵企業(yè)個(gè)性定制、智能生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、服務(wù)延伸提供全方位的服務(wù)支持。同時(shí)，鋼鐵企業(yè)要在完善基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)四級(jí)信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，抓住5G發(fā)展機(jī)遇，大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”模式，抓好設(shè)施數(shù)字化、生產(chǎn)智能化、協(xié)作平臺(tái)化這3個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，重新審視設(shè)計(jì)、采購、冶煉、軋制、銷售等環(huán)節(jié)流程，對(duì)一些不適應(yīng)數(shù)字化生產(chǎn)方式的管理模式進(jìn)行革新，為推動(dòng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、全要素的高效配置，打造極致高效的智能工廠創(chuàng)造條件。
（三）加速突破一批關(guān)鍵技術(shù)，提高鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的技術(shù)支撐能力。
加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加速科技成果產(chǎn)業(yè)化，提高自主創(chuàng)新能力，突破制約行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的冶金流程數(shù)字化在線檢測(cè)技術(shù)、鋼鐵復(fù)雜生產(chǎn)過程智能控制技術(shù)鋼鐵供應(yīng)鏈全局優(yōu)化控制技術(shù)等關(guān)鍵共性技術(shù)制約，需要政府和企業(yè)雙向發(fā)力。
鋼鐵企業(yè)應(yīng)該加大對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)智聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成技術(shù)、智能化建模和仿真關(guān)鍵技術(shù)、多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)等關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)投入力度，著力突破和發(fā)展高溫、高危、高污染環(huán)境復(fù)雜條件下的信息感知和數(shù)字化技術(shù)與裝備，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)和智能軟測(cè)量技術(shù)，基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備在線故障診斷與預(yù)測(cè)維護(hù)技術(shù)，環(huán)保信息化檢測(cè)和在線監(jiān)控技術(shù)，高爐過程多維可視化和操作優(yōu)化技術(shù)，冶煉過程智能控制模型技術(shù)，坯凝固過程多維可視化和質(zhì)量在線判定技術(shù)，生產(chǎn)流程優(yōu)化用離線模擬和數(shù)字仿真技術(shù)，全流程質(zhì)量動(dòng)態(tài)跟蹤和質(zhì)量管控技術(shù)，全生產(chǎn)流程的在線集成模擬和優(yōu)化技術(shù)，采購生產(chǎn)銷售全局供應(yīng)鏈優(yōu)化技術(shù)等。
5 結(jié)論
每一次技術(shù)的變革都將帶來深刻的社會(huì)變革，有的企業(yè)順勢(shì)而變歷久彌新，也有的企業(yè)守舊不新。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的背景下，推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端化、綠色化和安全化的必由之路，也是提升鋼鐵企業(yè)質(zhì)量效益和競爭力的重要途徑。鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇，突出創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)，深度推動(dòng)企業(yè)內(nèi)各領(lǐng)域的數(shù)實(shí)融合，打造智慧鋼鐵，加快培育企業(yè)核心競爭力和新的增長動(dòng)能，方能在日趨激烈的市場競爭和嚴(yán)酷的市場需求環(huán)境中立于不敗之地。