智能制造極大促進(jìn)了我國鋼鐵工業(yè)的數字化、智能化、綠色化轉型，2021年底發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規劃》進(jìn)一步明確了智能制造是制造強國建設的主攻方向，其發(fā)展程度直接關(guān)乎我國制造業(yè)質(zhì)量水平。工廠(chǎng)或車(chē)間作為冶金企業(yè)運營(yíng)的重要節點(diǎn)在技術(shù)迭代中被重點(diǎn)關(guān)注。過(guò)去5年，依托新一代信息技術(shù)開(kāi)展的冶金智能工廠(chǎng)研討、設計與實(shí)踐一直是行業(yè)的熱點(diǎn)，也是從設計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造全過(guò)程開(kāi)展的智能制造典型、系統性案例。

　　首先，流程特點(diǎn)、工廠(chǎng)痛點(diǎn)要優(yōu)先被考慮。國民經(jīng)濟中主要的工業(yè)領(lǐng)域如鋼鐵、有色金屬、石化、水泥、造紙等，因對象、流程、基礎條件、行業(yè)焦點(diǎn)等不同，智能工廠(chǎng)的建設也必須考慮共性基礎上的個(gè)性化設計。鋼鐵工業(yè)是關(guān)乎國計民生的支柱產(chǎn)業(yè)，也是我國經(jīng)濟持續增長(cháng)的重要支撐力量，但目前與國際先進(jìn)水平相比，仍面臨著(zhù)環(huán)境負荷重、資源利用率低、綜合能效低、產(chǎn)品同質(zhì)化低值化等共性問(wèn)題。改善這些問(wèn)題需要解決長(cháng)期存在的痛點(diǎn)與頑疾，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的高效率、制造能力的極致化、多區域的信息融通、多業(yè)務(wù)協(xié)同等。

　　其次，智能工廠(chǎng)建設要定位做傳統控制“增量”。在傳統三級計算機系統支撐下，過(guò)去的20多年中，大中型鋼鐵企業(yè)在各生產(chǎn)環(huán)節的自動(dòng)化、模型化、信息化方面已經(jīng)取得優(yōu)異的成績(jì)，現有的多級計算機系統構架具有全局優(yōu)化的局限性，智能工廠(chǎng)建設則為解決如上問(wèn)題提供了契機。當前，各個(gè)環(huán)節存在的“頑疾”大多是多因素或多目標問(wèn)題，以大數據、工業(yè)互聯(lián)、5G等為代表的新一代信息技術(shù)應在傳統三級計算機系統上做“增量”，從全局加以考慮、設計。只翻炒新概念，不針對性地考慮新信息能夠帶來(lái)什么、怎樣做技術(shù)革新與突破，最終只能是原地踏步。

　　最后，分層構架設計及面向雙智控目標支撐全局。鋼企應以KPI指標體系及逐層分解模型為導向，設計智能支撐、智能生產(chǎn)、智能管控3層智能工廠(chǎng)構架，以短板補齊、智能檢測、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等為支撐，以關(guān)鍵績(jì)效指標為牽引，借助精準感知、數字孿生、智能算法等技術(shù)，瞄準操維集中和業(yè)務(wù)協(xié)同雙智控，提高產(chǎn)線(xiàn)極致制造能力和業(yè)務(wù)高效協(xié)同能力。通過(guò)實(shí)現物質(zhì)流、能量流、信息流互聯(lián)互通，完成生產(chǎn)過(guò)程中大尺度的全局優(yōu)化和資源配置，可推動(dòng)真正意義上的工廠(chǎng)技術(shù)變革，并在優(yōu)化工廠(chǎng)組織結構和業(yè)務(wù)流程、強化精益生產(chǎn)方面帶來(lái)長(cháng)足的進(jìn)步和顯著(zhù)的效果。

　　煉鐵、煉鋼、軋鋼是鋼鐵生產(chǎn)的主要環(huán)節。以熱軋為例，智能工廠(chǎng)建設可以按智能支撐、智能生產(chǎn)、智能管控3個(gè)層級來(lái)建設：

　　第一，智能支撐層是智能工廠(chǎng)建設的基礎，主要瞄準智能工廠(chǎng)建設所必備的全線(xiàn)設備自動(dòng)化、物料數字化和信息獲取全域化。這層面內容包括控制系統的短板補齊、新增智能檢測與裝備技術(shù)、機器人代人、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設等。在熱軋中，具體如通過(guò)棒材、鋼管的逐支跟蹤系統解決物料數據對應；開(kāi)發(fā)鐮刀彎、翹扣頭、機架間跑偏、卷取定尾等智能檢測程序，獲取軋線(xiàn)物料狀態(tài)并為生產(chǎn)智能化服務(wù)；利用鋼卷自動(dòng)噴號可降低工作強度和容錯率，改善工作環(huán)境；基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)的熱軋大數據中心建設，則可實(shí)現全域數據的收集、治理、服務(wù)，為上層應用模型提供全面支撐。若不建設強大的智能支撐層，智能工廠(chǎng)會(huì )面臨大量的工序斷點(diǎn)、數據斷點(diǎn)、人工干預，智能工廠(chǎng)無(wú)從談起。

　　第二，智能生產(chǎn)層聚焦生產(chǎn)運行的集約化建設，是智能工廠(chǎng)的有形價(jià)值體現。這是過(guò)去5年各個(gè)智能化工廠(chǎng)的重點(diǎn)關(guān)注內容，主要瞄準過(guò)程控制智能化、生產(chǎn)操作少人化，來(lái)實(shí)現車(chē)間運行集中操控，內容包括新一代控制系統實(shí)現自感知、自決策、自執行和自學(xué)習，生產(chǎn)全過(guò)程的一鍵式、高精度、無(wú)人化、少人化綜合運行技術(shù)，以及在此基礎上實(shí)現高效生產(chǎn)、崗位優(yōu)化、操作集控和精益生產(chǎn)。在熱軋中，具體如無(wú)人行車(chē)和智能庫管技術(shù)、“1+N”操作集控技術(shù)、磨輥間集中控制等，智能生產(chǎn)層也是熱軋高度度自動(dòng)化的外在表現，并可通過(guò)集約化方式倒逼軋線(xiàn)全方位技術(shù)升級。

　　第三，智能管控層聚焦大數據應用，是智能工廠(chǎng)建設的無(wú)形價(jià)值體現。這個(gè)層面主要關(guān)注流程信息透明化、工廠(chǎng)管理扁平化和業(yè)務(wù)決策精準化，具體包括以數字產(chǎn)品為核心構建業(yè)務(wù)集控中心，以績(jì)效動(dòng)態(tài)指標管理為導向實(shí)現生產(chǎn)、質(zhì)量、成本、設備等多業(yè)務(wù)大尺度協(xié)同，智能管控近些年也被用戶(hù)廣泛關(guān)注。在熱軋中，具體如建立工廠(chǎng)級質(zhì)量管控系統、精細化能源系統、精細化成本系統、設備監視與工藝分析系統等，通過(guò)數據分析方法和工藝技術(shù)的融合解決現場(chǎng)多類(lèi)遺留問(wèn)題。

　　由馬鋼、北科大、寶信軟件等聯(lián)合研發(fā)的馬鋼熱軋智能工廠(chǎng)是國內首條雙智控示范線(xiàn)。該項目的順利投產(chǎn)也證明了面向雙智控的多層次智能工廠(chǎng)構架具有合理性和可行性，并已經(jīng)在行業(yè)內形成了良好的示范效應。目前，該項目實(shí)現主線(xiàn)減員超過(guò)35%，產(chǎn)能提升8%，成本下降10%，質(zhì)量降級率下降10%，達到預期效果。

　　通過(guò)近些年的實(shí)踐，國內冶金智能工廠(chǎng)的建設已經(jīng)走上了快車(chē)道，且探索出了一條適合中國現階段發(fā)展特點(diǎn)的冶金智能工廠(chǎng)建設路線(xiàn)，我們在技術(shù)先進(jìn)性及成效方面均處于領(lǐng)跑水平。同時(shí)，我們也欣喜地看到，智能工廠(chǎng)建設正強力倒逼著(zhù)企業(yè)自動(dòng)化、信息化技術(shù)升級，并以KPI目標及逐層分解為導向的分層設計保證了項目成效。值得強調的是，在弱人工智能的背景下，研發(fā)團隊及實(shí)施隊伍的背景和技術(shù)底蘊一定程度上決定了智能工廠(chǎng)建設的成敗和高度，對相關(guān)人才的培養和技術(shù)積累不是一朝一夕能夠完成的。這也提醒我們，智能工廠(chǎng)建設不可能一蹴而就，也不能包打天下，唯有腳踏實(shí)地、勇于創(chuàng )新、面向終端，才能將智能工廠(chǎng)真正做好、做實(shí)。