工业化是现代化的前提和基础,信息化是现代化的引领和支撑。推进两化深度融合,运用信息技术特别是新一代信息通信技术改造传统产业、发展新兴产业、加快产业转型升级,是高质量实现工业化和现代化的必然选择。工业化和信息化深度融合是我国钢铁工业适应时代发展,实现转型升级的必由之路。
两化融合基本现状
近年来,随着信息技术的普及应用,钢铁等原材料行业在信息化和工业化融合方面取得显著成绩,企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)等两化融合技术已得到广泛使用,在大中型企业,数字化设计工具普及率、关键工艺流程数控化率分别达到70%和60%。目前,两化融合开始由单项应用向综合集成提升、整合创新阶段迈进。宝钢等特大型企业正逐步向智能化转型。但是,与国际先进水平相比,我国钢铁工业两化融合深度还不够,企业重视程度不够、信息化投资不足、关键核心软件装备受制于人、复合型人才缺乏、公共服务平台缺失、政策标准建设滞后等问题仍比较突出。
而发达国家纷纷启动“再工业化”战略,正在重塑制造业竞争新优势,比较突出的就是德国工业4.0。按照规划,德国政府将投资2亿欧元,在10-15年的时间里,通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统完成大生产,最大程度地实现生产全自动化、个性化、弹性化、自我优化和提高生产资源效率,降低生产成本的全新生产方式,以实现大幅度提高生产力的最终目标。这一概念一经推出,迅速成为德国的另一个标签,并在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。“工业4.0”概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命,或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。
两化深度融合迫在眉睫
面对这一形势,进一步推进我国制造业两化深度融合迫在眉睫。两化深度融合是指信息化与工业化在更大的范围、更细的行业、更广的领域、更高的层次、更深的应用、更多的智能方面实现彼此交融。在钢铁行业,两化融合将从单个企业的信息化向产业链信息化延伸,从管理领域向研发设计、生产制造、节能减排、安全生产领域延伸。从层次来看,两化融合不只是停留在技术应用层面,还将引发商业模式创新甚至商业革命,催生更多新兴业态。从应用来看,物联网、云计算等新一代信息技术将在工业领域得到应用,企业信息化从单项应用向局部集成应用、全面集成应用发展。从智能来看,企业生产经营各个环节的智能化水平将更高,涌现出一批“智慧企业”,“智慧行业”、“智慧产业”。
两化深度融合是两化融合的继承和发展,不是另起炉灶,而是在两化融合实践的基础上,在一些关键领域进行深化、提升。
推进两化深度融合采取的政策措施
我国政府高度关注两化深度融合,今年先后发布了多个文件,以推动这项工作顺利开展。《原材料工业两化深度融合推进计划2015-2018年)》、《中国制造2025》、《国务院关于积极推进“互联网 ”行动的指导意见》等对传统工业借助两化深度融合,实现转型升级提出指导。
《原材料工业两化深度融合推进计划2015-2018年)》
2015年1月,工信部发布了《原材料工业两化深度融合推进计划2015-2018年)》(以下简称《计划》),主要目的就是大力推进原材料工业两化深度融合,加快促进原材料工业转型升级。《计划》提出:以公共平台建设、智能工厂示范、技术推广普及为着力点,努力实现集研发设计、物流采购、生产控制、经营管理、市场营销为一体的流程工业全链条全系统智能化。大力推动企业向服务型和智能型转变,不断提升原材料工业综合竞争力。要深入推进两化融合管理体系贯标工作、建立完善两化深度融合技术标准体系、研究推广重点行业两化融合解决方案、加快建设行业关键共性技术创新平台、稳步推进重点领域工业云服务平台建设、着力培育电子商务和物流业发展、大力推动行业大数据应用、建立健全行业监管及产品追溯系统。
《计划》特别确定了以下重大工程,对钢铁等行业明确了发展目标。
1)数字化设计工具开发应用工程
到2018年,大中型石化、钢铁、有色、建材企业数字化设计工具普及率分别达到90%、95%、85%和80%。
其中,钢铁行业重点发展用于产品研发和客户服务的产品生命周期管理(PLM)技术,针对炼钢、连铸、热轧等工序的工艺参数计算机辅助设计工具(CAPP),冷连轧机轧制过程动态仿真及控制优化技术等,实现在线、全自动、多工艺路径的智能化设计。
2)关键工艺流程数控化工程
到2018年,石化化工和钢铁行业先进过程控制(APC)投用率达到60%。
钢铁行业重点推广选矿全流程智能控制系统、烧结机智能闭环控制系统、高炉专家系统、全程自动化转炉炼钢、智能精炼控制系统、加热炉燃烧过程优化技术、核心轧制控制系统、基于图像检测的表面质量控制技术等。
3)智能工厂示范工程
针对石化、钢铁、有色、稀土、建材等行业生产工厂的不同特点,分行业制定智能工厂标准。
针对钢铁行业,选择4-5家先进钢铁企业,建设基于网络平台的实时生产信息管理系统,重点开发针对产品质量、能耗和设备状态进行软测量的模型技术,以及通过工序互动提高质量、降低成本和能耗的智能决策技术。推广示范铁钢轧工艺过程信息横向贯通、全流程高级计划排产和质量一贯制闭环控制技术,物质流和能量流综合协同优化技术,在线设备诊断、预测与维护技术,过程控制、生产管理、企业营销规划信息纵向融合技术等,强化数据资源的挖掘利用,实现钢铁生产全流程闭环的自动化控制与智能化管理。
4)数字矿山示范工程
以铁矿、铜矿、金矿为代表,建设3-4个智能矿业示范工程。加快信息通信技术(ICT)与矿业的融合,将井下无轨车辆、大型采选设备与先进物联网、模式识别、预测维护、机器学习等新一代信息化技术结合,推动矿业关键工艺过程控制数字化。
5)供应链协同管理促进工程
推动原材料龙头生产企业,与原料供应商,装备、汽车、建筑、家电等主要下游用户建设上下游协作管理系统,按照供应商提前介入(EVI)、准时生产技术 (JIT)等模式,统一企业资源计划(ERP)等企业业务系统间信息交换接口、标准和规范,通过信息共享和实时交互,实现物料协同、储运协同、订货业务协同以及财务结算协同。
在钢铁行业选择3-4家先进企业开展供应链协同管理示范,建立和完善客户个性化订单条件下的基于产品使用特征的钢产品标准规范体系,推广以订单为核心、多品种、小批量、快速灵活的柔性生产组织模式,实现钢铁产品的大规模定制生产,满足多品种小批量的订单需求。推进生产管理系统升级,推行日计划生产模式,实现以销定产和产销高度衔接,进行客户订单的全程追踪,推动钢铁企业由生产商向服务商转变。建立连接钢铁生产企业和用户的数据系统,推广先期研发介入,后期推广应用和持续跟踪改进的研发设计模式。针对钢铁行业原料大宗特点,建立生产企业与上游铁矿石、煤炭企业的供应链协同管理体系,通过大数据预报模型提高库存管理的智能化水平。
6)关键岗位机器人替代工程
鼓励机器人研发单位和原材料企业共同合作,开发应用一批专用工业机器人,到2018年累计新增机器人应用5000台。
《中国制造2025》
鉴于我国制造业仍然大而不强,在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面与国外发达国家存在明显差距,今年5月我国发布了实施制造强国战略第一个十年的行动纲领:《中国制造2025》,提出通过“三步走”战略来实现成为制造强国目标。第一步,到2025年迈入制造强国行列;第二步,到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;第三步,到新中国成立100年时,我国制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。
《中国制造2025》作为中国制造业未来10年的顶层规划和路线图,其基本思路是,借助两个IT的结合(Industr y Technol ogy · I nf or mat i on Technol ogy,工业技术和信息技术),改变中国制造业现状,令中国到2025年跻身现代工业强国之列。在中国制造2025中,推进信息化和工业化深度融合是九大战略任务和重点之一,提出加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为两化深度融合的主攻方向;着力发展智能装备和智能产品,推进生产过程智能化,培育新型生产方式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。
《国务院关于积极推进“互联网 ”行动的指导意见》
今年7月国务院发布《国务院关于积极推进“互联网 ”行动的指导意见》。提出顺应世界“互联网 ”发展趋势,充分发挥我国互联网的规模优势和应用优势,推动互联网由消费领域向生产领域拓展,加速提升产业发展水平,增强各行业创新能力。要推动互联网与制造业融合,提升制造业数字化、网络化、智能化水平,加强产业链协作,发展基于互联网的协同制造新模式。在重点领域推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造,打造一批网络化协同制造公共服务平台,加快形成制造业网络化产业生态体系。
“互联网 ”是推进两化深度融合的重要手段,借助移动互联网、云计算、大数据、物联网等新一代信息技术,进一步提升两化融合的深度,改变原来传统制造产品研发和生产方式,带动中国制造业的数字化、自动化、智慧化转型。
总之,以制造业数字化、网络化、智能化为标志的智能制造正成为工业化和信息化两化深度融合的切入点和主攻方向,通过全面提升制造业产品、装备、生产、管理和服务的智能化水平,实现工业技术和信息技术融合和倍增发展,促进产业结构向中高端迈进。