发布日期：2019-11-01 16:50:06

【中国冶金报】点燃钢铁的智能“新引擎”——沙钢调研见闻录之二

 “从国家的角度讲，落实智能制造是增强中国制造国际竞争力的重要路径，也是重塑我国当前制造业格局的需要。从企业的角度讲，实施智能制造是转型升级、可持续发展的必经之路。2018年，沙钢创新提出了企业智能制造5年规划，由点及面，全面推进智能制造战略工程，计划通过5年左右的努力，把1500个有人岗位变成无人岗位，使人均年产钢量向1800吨迈进，让智能制造成为推动沙钢高质量发展的‘新引擎’。”日前，沙钢集团党委书记、董事局常务执行董事、有限公司董事长沈彬对《中国冶金报》记者表示。

一键下单式组织生产、世界第二大高炉（5800立方米）70%以上时间处于自运行状态、研发新钢种前可先使用计算机模拟生产、连铸加渣无人化、仓储无人化、天车无人化、车间无人化、检修无人化……走进沙钢，处处都能感受到智能化给这家钢铁企业带来的强劲推动力。

让生产更智能

“智能制造在节能、生产率等方面有着绝对的优势：一是高效灵活的生产模式。推动企业实现从生产方式到管控模式的变革，使企业优化工艺流程，降低生产成本，促进劳动效率和生产效益的提升。二是产业链的有效协作与整合。推动产业链在研发、设计、生产、制造等环节的无缝合作，为进一步提高产业链协作效率打下基础。”沈彬指出。

沙钢通过构建能源、环保管控集成平台，实现能源管理与能源计量、生产管理的有效集成，直接提升能源综合利用、减排水平；通过建立全公司管控一体化的能源管理中心平台，覆盖基础自动化、过程监控及管理3个层次，实现对能源、环保系统的集中控制和监测，以及在能源生产、输配、消耗环节的集中化、扁平化、全局化、平衡化管理。

走进沙钢动力中心，但见水、汽、电、煤气等各种介质和原料的运行情况在巨幅显示屏上一览无余，电脑屏幕上显示着各种运行数据和状态，工作人员根据情况随时发出各种指令。

“沈文荣主席曾经提醒我，‘烟囱冒出去的不是烟，而是人民币’。因为钢铁生产过程具有波动性，想把成千上万的设备和介质最高效地管控和利用好，需要集中管控和智能管理。”沙钢动力中心党总支书记、厂长曹宪明介绍说，“例如，目前我们实现了煤气零排放，并且从原来的每4.2立方米煤气发电1千瓦时，发展到现在2.8立方米煤气发电1千瓦时；通过移峰填谷等手段大幅度降低用电支出，等等。此外，由于采用了智能化系统，设备的运行和维护可以实现远程操控和无人化。这两年，我们人员减少了160多人。2018年，动力中心产生利润3.4亿元。”

沙钢通过建设生产管控调度系统，在国内率先有效运用铁水“一包到底”新技术，实现了铁前与铁后生产的有效集成。通过炼铁—炼钢“一包到底”的生产新技术，高炉生产出来的铁水经过该铁水包直接被输送到炼钢车间，经脱硫处理后兑入转炉进行炼钢生产。运输过程中不仅不更换铁水包，而且取消了传统生产工艺中采用的鱼雷罐车和混铁炉装置，提高了炼铁、炼钢生产单元的衔接效率，有效降低了能源消耗。“温降至少减少了50摄氏度，而且消除了倒罐过程中的烟尘问题，效益巨大。”炼铁厂厂长魏红超说。

“一包到底”的采用，给企业带来效益的同时，也给生产管理和调度带来一些问题。例如，如何实现铁水的动态平衡调度和炼铁、炼钢生产单元间的有序联动？“沙钢为实现‘一包到底’，充分利用信息化技术，构建生产管控调度系统，将全公司的和转炉的生产进行统一调度和管理，有效地解决了炼铁与炼钢之间的矛盾。”沙钢计算机中心副主任倪国华介绍。

沙钢在焦化、转炉、炼铁、板材生产线都配有专家系统，并不断提高、优化、完善，使得生产更加智能。“在烧结厂，只需输入数据，从料仓取料、配料到进入烧结，都可自动完成。沙钢的5800立方米高炉70%以上的时间不需要人工干预，利用沙钢自己开发的专家系统，自采集信息、自决策、自执行。这个系统内含3万多个数据，最快数据响应是毫秒级，实现了由经验模式向数据支撑决策的转变。”魏红超介绍。

2017年，沙钢以转炉特钢车间、棒线三车间和棒线九车间为智能工厂试点，向工信部申报的高端线材全流程智能制造新模式应用项目获得批准。该项目主要针对我国高端线材产品供给能力不足、尺寸精度低，以及稳定性、均匀性、一致性差等问题，对沙钢转炉特钢、开坯修模和线材轧钢生产线全流程进行智能化改造，达到建设一个中心（集成控制和大数据中心）、一条智能化生产线（转炉炼钢到线材轧制的全流程智能化生产线）、四大系统（数据采集与控制系统、制造执行系统、企业资源计划系统、决策支持系统）、七大平台（数字化仿真平台、全流程质量管控平台、设备全生命周期管理平台、智能物流和仓储平台、环境和安全检测平台、能源监控智能优化平台、可控可视化管理平台）的成效。

近年来，通过采用国内外先进自动化、信息化、大数据、云计算、人工智能、系统工程技术等手段，对现有生产线工艺、质量、设备、安全、数据采集与分析、模型建立、智能控制等方面进行技术改造，沙钢达到了生产线高度自动化、减少人工干预、提高生产控制准确性、提升生产效率、提高产品质量的目标。

以智能提高效率

“沙钢通过智能制造，促进企业从生产型组织向服务型组织的转变；通过运用物联网、大数据、云计算等智能制造关键技术，不断催生远程运维、智能云服务等新的商业模式和服务形态，全面提升企业创新和服务能力；与此同时，协同开发和云制造，实现信息共享，整合企业间优势资源，在各产业链环节实施协同创新，推动制造资源和制造能力的优化配置，以提高劳动生产率、提升产品质量。”沈彬说。

事实上，多年来沙钢本部围绕“机械化、自动化、信息化、智能化”，积极推进智能工厂建设，在烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧材乃至辅助车间全面开展了数字化产线改造，进一步提高工艺技术水平和装备自动化水平，提高劳动生产率。2011年，沙钢启动“机器换人”计划，截至目前已上马200多台机器人。

“通过推进智能化，工人劳动强度大幅度降低，工作环境得到改善，实现了质量提升。现在，在冷轧厂硅钢车间，除了操作间内的零星工作人员，已几乎看不到一线工人，实现了‘一键下单式组织生产’。比如，原来锌锅加锌靠人工，高温高湿，而且不好把握液面及加入量；而采用自动加锌机器人后，机器人可根据液面高度确定加入量，并独立执行。机器人操作比人工更加精准，且对环境要求不高。”冷轧厂厂长戴卫兵介绍。

沙钢建设了物流管控集成平台，实现物流与购销、物流与生产、物流与库存、物流与计量的有效集成，为经营、生产管理的有效运作提供物流支撑，提升物流执行效率，降低物流成本。沙钢物流系统针对集团整体物流业务，从码头卸货开始到原辅料的入库，再到产成品的出库，最后到码头的装货结束，形成物流的闭环管理。“通过智能物流建设，物流成本及物流本身的能源消耗显著降低，物流效率大幅提升。沙钢年度物流作业能力提高了约252.85万吨，翻运计量员减少到3人。”倪国华介绍。

在品种开发方面，智能化更是大幅度提高了效率。“沙钢研究院的定位是紧贴市场需求，急沙钢之所急、想沙钢之所想。通过智能化的应用，品种研发效率大幅度提升。原来一年平均研发一个新品种，现在是几十个。”沙钢研究院院长麻晗介绍，沙钢研发团队通过数字化工艺仿真平台，基于纳观、微观、宏观模型对材料的成分、组织结构、性能进行设计与优化，仿真出建议方案。“例如，生产2000兆帕级钢绞线，从成分到工艺都要不断调整。按照传统做法，我们需要先确定成分，然后用小炉子试炼、再轧，不合适就调整成分重来一遍。智能化改造后可节约至少一半的时间。”麻晗举例。

沙钢2017年及之前实施的537项智能化项目，主要有操作室合并、远程监控、加热炉自动进出钢、自动燃烧等，为减员提质、提升设备与系统安全运行、改善作业环境及节省能源消耗发挥了重要作用。2018年到2019年第一季度，沙钢新增智能化项目28项，如烧结成品仓上料无人化、干熄焦自动清理水封槽、硫氨自动喷码打印、热处理操作室合并、高炉水渣行车无人化、电炉自动接电极等。此外，自动炼钢与自动出钢，轧钢自动加热、自动打包，风机风量自动控制等技术已于今年在沙钢全公司推广。

“未来，沙钢的智能化发展将分两个阶段进行。第一阶段目标是到2020年，沙钢智能制造达到国内领先水平，实现生产过程动态优化，以及制造和管理信息的全程可视化，企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、节能减排及安全生产等方面的智能化水平显著提升。第二阶段目标是到2025年，沙钢智能制造水平达到国际先进水平，实现网络协同制造，企业间、部门间创新资源、生产能力和服务能力高度集成，生产制造与服务运维信息高度共享，资源和服务的动态分析与柔性配置水平显著提高。”沈彬介绍。

沙钢“钢铁+数据中心”双主业的时代即将到来。