钢铁企业智能制造绿色化

    当前，我国提出要实施“中国制造2025”，加快向制造强国转变。两化深度融合是推动包括钢铁在内的工业转型升级的重要途径，是今后一段时期内钢铁行业的热点议题。世界金属导报2016年41期围绕钢铁行业两化深度融合，建设智能化工厂方面的发展现状和发展思路，在B04、B05、B07、B10-B15版推出两化深度融合专题报道，以期为推动钢铁行业两化深度融合，促进行业转型升级发挥作用。

    为解决我国钢铁行业产品结构失衡、高端产品供给能力不足、产品外形尺寸精度低以及组织性能控制稳定性差等问题，需要实行生产、物流等的智能控制与优化协同，着力开发与应用智能化技术，实现信息深度感知、智慧优化决策和精准协调控制。信息物理系统（CPS）是实现智能化的关键技术。未来应以第四次工业革命的核心技术CPS为目标，对钢铁行业现有的自动化系统进行改造，拓展网络功能，强化计算能力和感知能力，建成可靠的、实时的、安全的、协作的智能化钢铁生产信息物理系统，实现钢铁行业的智能化发展。

1.钢铁工业发展的需求

    改革开放以来，特别是进入21世纪以来，我国钢铁工业取得快速发展，钢铁产量迅速增长，支撑了我国经济的高速发展。但目前我国钢铁行业存在产品结构失衡，高端产品供给能力不足，低端产品同质化严重，缺少创新、特色与核心竞争力，环境污染严重等问题。而且，尽管我国钢材产量占世界钢材总产量的一半以上，但钢材生产过程与产品性能的稳定性、均匀性、一致性与国外相比仍有较大差距，尚未建立钢铁生产全过程的一体化控制与各层次的协调优化。此外，我国钢材产品质量的可靠性和适用性不高，产品的外形尺寸精度和组织性能的控制尚待提高，在大规模、连续化生产条件下，产品个性化、定制化亟待加强。

    为此，我们必须进行科技创新，开发高性能、绿色化钢铁材料，开发减量化绿色工艺与装备（含自动化），减少资源和能源消耗，减少污染和排放。在实施绿色化的过程中，要实行生产、物流、能源等的智能控制与优化协同，着力开发与应用智能化技术，实现信息深度感知、智慧优化决策和精准协调控制，以智能提高我国钢铁生产过程和产品的绿色化、智能化水平。

2.钢铁工业的绿色智能制造

    第四次工业革命正在到来，国际上的发达国家，如美国、德国、日本，纷纷制定规划，大力推行智能制造，实现制造业的智能化转型。德国政府提出的工业4.0是运用智能去创建更灵活的生产程序、支持制造业的革新以及更好地服务消费者，它代表着集中生产模式的转变。“工业4.0”的目标是对供应、制造、销售的全过程进行智能化的改造，转型升级，建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式，最后实现快速、有效、个性化的产品供应。

    智能制造的核心，是将工业技术（IT：industry technology）与信息技术（IT：information technology）和智能技术（IT：intelligent technology ）深度融合,形成绿色化、智能化的工业技术，即Green IT3 = Ind.T + Inf.T + Int. T。实施智能制造，就是要将这一技术应用于设计、生产、管理和服务的全生命周期，实现智能设计、智能生产、智能管理、智能制造服务，在制造过程中进行感知、分析、推理、决策与控制，实现对产品需求的快速动态响应，对生产和供应链网络实时优化，迅速开发市场需求的新产品。

    智能制造是创新的先导共性技术。它是产品创新的共性使能技术，使产品向中高端、绿色化、低成本、高性能方向发展，从根本上提高产品精度、性能和市场竞争力。它又是生产技术创新的共性使能技术，使制造业向数字化、网络化、智能化集成制造发展，全面提升产品设计、制造和管理水平。它还是产业模式创新的共性使能技术，将大大促进规模定制生产方式的发展，延伸发展基本产品的服务价值，深刻地改变制造业的生产模式和产业形态。

    智能制造的发展需要用两条腿走路，一条腿是企业对工艺技术和产品技术的开发能力；一条腿是企业对信息化、智能化技术的应用能力。这两个方面是相辅相成的，制造技术的推进会促进智能技术应用的深化，智能技术的导入也会在一定程度上助推企业生产水平的提升。这是一个动态联动的过程，任何一条腿有短板都会让企业走不快、走不远。

    智能制造通过数字基础设施的铺设，打通、融合价值链上的研发、设计、制造、销售和服务等各个环节，最终形成虚实合一的生产系统。在这些环节中，制造是最难且最关键的一环。制造以经验为主，有自己的话语体系，依赖于技术工人的经验，隐含太多的隐性知识，难以被“编码化”。如果没有深度理解产业知识，仅仅对表层数据进行收集分析，效果不大，盲目使用一些低质量数据来指导生产更有可能走偏方向，造成误导。所以，绿色智能制造的重心应当在制造。不创新，不掌握核心制造技术，不熟悉制造过程，智能化无从谈起。没有强大的制造实体，智能化是空中楼阁。所以，智能制造的重心在制造过程本身，发展绿色化、颠覆性、引领性的制造技术是绿色智能制造的根本。

    习近平主席说，信息化可以“如虎添翼”。首先，我们的基础是“虎”，还是“猫”，这很重要。如果给老虎添上双翼，那会是威风凛凛，威震天下；若是猫，即使添上双翼，也很难有大的起色。所以说，我们的智能化、信息化技术，不能加在落后于时代要求的传统技术上，而要添加在绿色化的颠覆性技术上。只有智能制造和产业升级充分结合，在升级的产业技术上，再插上双翼，则我们不仅能够跟上世界前进的步伐，还有很大的机会实现并行乃至超越式发展，走到世界发展的前列。