智能化是當今鋼鐵工業(yè)轉型升級和高質(zhì)量可持續發(fā)展的主題之一。新中國成立75年來(lái)，伴隨著(zhù)中國鋼鐵工業(yè)由小到大、由弱到強，智能化呈現從生產(chǎn)裝備自動(dòng)化、管理信息化到智能制造的不同層次，為中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展做出了應有的貢獻。

　　新中國成立后，國內冶金裝置、自動(dòng)化控制基礎還非常薄弱，主要依靠溫度、壓力和流量等儀表進(jìn)行手動(dòng)控制。

　　20世紀70年代初從日、德、法引進(jìn)的武鋼“一米七”工程，包括從加熱爐上料－粗軋－七機架連軋－卷?。\輸鏈全線(xiàn)自動(dòng)化的兩級計算機控制的帶鋼熱連軋廠(chǎng)、計算機控制五機架冷連軋機的冷軋廠(chǎng)、擁有森吉米爾軋機的硅鋼廠(chǎng)和計算機控制的板坯連鑄機。

　　20世紀80年代初在上海建設新的寶山鋼鐵廠(chǎng)，原料場(chǎng)、燒結、高爐、煉鋼、焦化、初軋、連軋帶鋼、無(wú)縫鋼管以及備用電廠(chǎng)，全部采用先進(jìn)的EIC（電氣儀表計算機）一體化兩級自動(dòng)化系統，主要機組均設有過(guò)程計算機，使用數學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化控制。

　　20世紀80年代中期以來(lái)，在消化吸收國外先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)基礎上，國內進(jìn)入了自主研發(fā)階段。通過(guò)多年的科研攻關(guān)、研究開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐，國內在自動(dòng)檢測、計算機控制、電氣傳動(dòng)領(lǐng)域取得了豐碩成果，冶金系列特殊檢測裝置、大功率交交變頻裝置填補了國內空白，融自動(dòng)檢測、計算機控制、電氣傳動(dòng)為一體的冶金三電自動(dòng)化系統覆蓋了煉鐵、煉鋼、軋鋼各個(gè)工序，部分打破了國外壟斷,為鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平提升和全面推廣普及做出了貢獻。

　　目前，鋼鐵企業(yè)普遍實(shí)現設備的數字化自動(dòng)控制。將工藝知識、數學(xué)模型、專(zhuān)家經(jīng)驗和數字自動(dòng)化技術(shù)相結合，成功應用于煉鐵、煉鋼、連鑄和軋鋼等典型工序的過(guò)程控制和過(guò)程優(yōu)化，涌現了選礦作業(yè)自動(dòng)控制、燒結機閉環(huán)自動(dòng)控制、高爐專(zhuān)家系統、“一鍵式”轉爐煉鋼、精煉爐自動(dòng)控制、加熱爐燃燒優(yōu)化控制、熱連軋模型控制、冷連軋模型控制等具有國際先進(jìn)水平的科技成果。

　　冶金自動(dòng)化應用于鋼鐵工業(yè)，大大減輕了生產(chǎn)人員的工作強度，改善了工作環(huán)境，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，人均產(chǎn)鋼量實(shí)現數十倍提升。同時(shí)，基于工藝模型的過(guò)程控制，提升了煉鐵、煉鋼、軋鋼生產(chǎn)工序的關(guān)鍵工藝變量（成分、溫度、尺寸精度和力學(xué)性能）的控制水平，在節能、降本的同時(shí)，增強了產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性。

　　本世紀初，全球信息化浪潮洶涌，我國提出“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化路子”。其間，鋼鐵企業(yè)信息化顯現了前所未有的蓬勃發(fā)展新局面。

　　寶鋼股份在創(chuàng )造性地吸收了新日鐵公司的扁平化管理模式、消化德國熱軋冷軋生產(chǎn)柔性制造系統技術(shù)的基礎上，采用冶金工藝流程編碼技術(shù)，打通了從銷(xiāo)售到生產(chǎn)的關(guān)鍵流程，集成全流程的質(zhì)量管理和財務(wù)成本管理，建成了綜合營(yíng)銷(xiāo)系統。

　　武鋼的整體產(chǎn)銷(xiāo)系統涵蓋了銷(xiāo)售、技術(shù)質(zhì)量、生產(chǎn)、出貨、財務(wù)和信息作業(yè)的一級管理。武鋼通過(guò)企業(yè)的銷(xiāo)售合同來(lái)貫穿銷(xiāo)售、排程、生產(chǎn)、存貨、發(fā)貨的全過(guò)程，實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)進(jìn)度及實(shí)物動(dòng)態(tài)，做到適當的資源調度與安排，實(shí)現企業(yè)的生產(chǎn)、技術(shù)質(zhì)量、財務(wù)等信息作業(yè)的一級管理。

　　經(jīng)過(guò)本世紀初以來(lái)的持續發(fā)展，信息化在不少重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)基本普及：

　　在生產(chǎn)組織層面，MES（制造執行系統）通過(guò)信息化促進(jìn)生產(chǎn)計劃調度、物流跟蹤、質(zhì)量管理控制、設備維護、庫存管理水平的提升。EMS（能源管理系統）通過(guò)建立能源中心，實(shí)現了電力、燃氣、動(dòng)力、水等能源介質(zhì)遠程監控、集中平衡調配、能源精細化管理等功能，涌現了全流程物流件次動(dòng)態(tài)跟蹤、煉—鑄—軋計劃排程、一貫制質(zhì)量過(guò)程控制等具有國際先進(jìn)水平的科技成果。

　　在企業(yè)運營(yíng)管理層面，隨著(zhù)企業(yè)管理水平的不斷提高，ERP（企業(yè)資源計劃）、CRM（客戶(hù)關(guān)系管理）、SCM（供應鏈管理）、電子商務(wù)等取得成功應用，在更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求、縮短交貨期、精細控制生產(chǎn)成本方面發(fā)揮了作用。一些大型重點(diǎn)企業(yè)建立了集團信息化系統，支持企業(yè)一體化采購、銷(xiāo)售和多基地生產(chǎn)組織，涌現了產(chǎn)銷(xiāo)一體化、供應鏈深度協(xié)同等具有國際先進(jìn)水平的科技成果。

　　企業(yè)信息化提升了企業(yè)集約化經(jīng)營(yíng)、扁平化管理、數字化決策和精益管控的能力水平：

　　首先，我國鋼鐵企業(yè)信息化追求的目標實(shí)現了生產(chǎn)從以產(chǎn)品為中心向以客戶(hù)和市場(chǎng)為中心的轉變。滿(mǎn)足用戶(hù)需求，適應市場(chǎng)需要，按照訂單組織生產(chǎn)已經(jīng)成為當前鋼鐵企業(yè)信息系統建設的核心任務(wù)。產(chǎn)品交貨期相應縮減，有的企業(yè)甚至由論月轉為論周供貨，客戶(hù)訂貨的響應速度由過(guò)去的數十天加快到數天。

　　其次，信息化和體制創(chuàng )新、管理創(chuàng )新相輔相成、相互促進(jìn)。信息化促成了傳統產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的體制創(chuàng )新和管理創(chuàng )新，企業(yè)管理實(shí)現了一級財務(wù)核算，集中采購、集中倉庫管理，統一的生產(chǎn)指揮調度等，顯著(zhù)提高了企業(yè)的競爭力。流程再造、機構整合、崗位角色轉換、員工素質(zhì)提高為信息化打下了基礎，促進(jìn)了我國鋼鐵企業(yè)信息化。很多企業(yè)由多級財務(wù)變成了一級核算。多個(gè)科室按照管理流程進(jìn)行了優(yōu)化重構，銷(xiāo)售、生產(chǎn)、技術(shù)質(zhì)量也實(shí)現了一級管理。不少企業(yè)還將煉鋼廠(chǎng)、熱軋廠(chǎng)合并為鋼軋廠(chǎng)，全面提高了企業(yè)的市場(chǎng)反應能力和用戶(hù)服務(wù)水平。

　　最后，信息化打破了條條塊塊的信息壁壘和信息割據，有效解決了信息孤島現象，在一個(gè)全面統一的信息平臺上實(shí)現了信息共享。生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)成本核算強化了財務(wù)的事中監控作用，銷(xiāo)售、采購、項目管理和財務(wù)系統的集成，強化了企業(yè)資金管理，加快了貨幣回籠和月財務(wù)決算。產(chǎn)品標準、技術(shù)規范、檢驗標準等均是成文標準文件，產(chǎn)品檢化驗和質(zhì)量異常信息數據高度共享，提升了產(chǎn)品質(zhì)量PDCA（計劃、執行、檢查、處理）循環(huán)改進(jìn)能力。

　　鋼廠(chǎng)智能化需要采用數字物理系統深度融合的技術(shù)路線(xiàn)。該系統以物理系統（工藝流程和裝置群）的自組織優(yōu)化為技術(shù)“底座”，以與之相應的數字信息系統為他組織“大腦”，相互作用、相互適應，實(shí)現數字信息系統向物理工藝系統賦能，即達成數字信息系統與物理實(shí)體系統融合，并能夠持續運行，進(jìn)而實(shí)現制造流程（制造工藝流程與相關(guān)過(guò)程群）整體自感知、自學(xué)習、自決策、自執行、自適應。

　　鋼廠(chǎng)智能化的表現形式應該是把數字信息技術(shù)系統地融入鋼鐵制造流程生產(chǎn)運行、運營(yíng)決策、管理執行的過(guò)程中，實(shí)現數字化研發(fā)和生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò )協(xié)同化制造、一體化生產(chǎn)排程和動(dòng)態(tài)調度、能量流和物質(zhì)流協(xié)同調配、全過(guò)程質(zhì)量管控，實(shí)現全流程緊湊連續、動(dòng)態(tài)協(xié)同運行，達到節能減排、提質(zhì)增效的目的。當前，智能制造正在萌發(fā)、創(chuàng )新發(fā)展的過(guò)程中，是鋼鐵強國、創(chuàng )新發(fā)展的重要路徑和標志之一，未來(lái)，要在黨的二十屆三中全會(huì )精神的指引下，不斷探索創(chuàng )新，真正打造新質(zhì)生產(chǎn)力，助力我國鋼鐵工業(yè)數字化轉型和高質(zhì)量發(fā)展。

（殷瑞鈺系中國工程院院士；孫彥廣系中國鋼研科技集團有限公司副總工程師）

為消化“一米七”軋機技術(shù)，武鋼人千方百計學(xué)技術(shù)、練本領(lǐng)。圖為武鋼職工盲操測試。（武鋼 供圖）

　　40多年前，我作為武鋼第一任女指揮長(cháng)，主持“一米七”工程二煉鋼廠(chǎng)連鑄車(chē)間的建成投產(chǎn)，催生了中國第一個(gè)全連鑄的碩果。

　　1972年，中央決定引進(jìn)一批國外先進(jìn)技術(shù)設備，其中包括13套大型化肥設備、4套大型化纖設備、3套石油化工設備、1.7米軋機等。1.7米軋機具有20世紀70年代先進(jìn)水平，身價(jià)也最高，不計國內配套設施，引進(jìn)費用高達6億美元，約合40億元人民幣，相當于當時(shí)的8億中國人民每人出了5元錢(qián)?！耙幻灼摺敝黧w工程包括“三廠(chǎng)一車(chē)間”，即熱軋帶鋼廠(chǎng)、冷軋薄板廠(chǎng)、冷軋硅鋼片廠(chǎng)和連鑄車(chē)間，連鑄和冷軋設備從聯(lián)邦德國引進(jìn)，熱軋和硅鋼片生產(chǎn)設備從日本引進(jìn)。該工程從1975年6月正式施工，1978年陸續建成投產(chǎn)。

　　“一米七”工程具備當時(shí)世界先進(jìn)水平不是假話(huà)，從自動(dòng)化程度來(lái)說(shuō)就了不起，按今天的說(shuō)法就是智能制造。二煉鋼廠(chǎng)連鑄車(chē)間一進(jìn)入設備安裝階段我就看出來(lái)了，很多配套、輔助的物件都不簡(jiǎn)單，好比在主體設備上裝上了眼睛、耳朵，讓鑄機能夠自動(dòng)識別鋼坯和輥道。到了操作臺安裝的時(shí)候，很多人都驚掉了下巴，全部是電子按鈕，所有操作都可以在按鈕上完成，這在當時(shí)無(wú)疑是一個(gè)奇跡。

　　張國文是“一米七”工程熱軋項目的中方談判專(zhuān)家?！耙幻灼摺表椖繂?dòng)后，入選為項目組的一員。很多人都知道有一個(gè)姓日渡的日本專(zhuān)家在撤離武鋼前劃過(guò)一道開(kāi)口向下的曲線(xiàn)，意為一旦離開(kāi)外方專(zhuān)家的支持，“一米七”軋機的生產(chǎn)將掉頭向下，卻不清楚讓這個(gè)曲線(xiàn)反過(guò)來(lái)的人中有多少無(wú)名英雄。張國文正是這些英雄中的一員。

　　日渡走了以后，擺在我們面前的首要難題就是“洋設備吃不慣土面包”。原先不光專(zhuān)家是日本的，吃進(jìn)去的鋼坯也是日本的，軋機開(kāi)起來(lái)就軋有限的幾個(gè)品種，當然一切順利。等到日方專(zhuān)家撤了，鋼坯也換成了國產(chǎn)的，動(dòng)不動(dòng)就卡殼跳閘。

　　我們采用的方法是調整軋制的參數和模型，自動(dòng)化那一套已經(jīng)不好使了，需要從頭建模。過(guò)程是艱難的，但我們沒(méi)有被困難嚇倒，反而錘煉出了“爭氣爭光爭一流”的“三爭”精神。暫時(shí)放棄自動(dòng)化是無(wú)奈之舉，但是很有必要，因為如果不那樣軋機就什么也干不了。從積累數據到重新建立軋制模型，武鋼人仿佛開(kāi)了竅，在自動(dòng)化方面走上了一條不同凡響的自主之路，當時(shí)走到了國內前列。

　　最終，在大家的共同努力下，熱軋廠(chǎng)終于可以順利地“吃下”二煉鋼廠(chǎng)連鑄車(chē)間生產(chǎn)的鋼坯！而且軋制的品種越來(lái)越多，還可以為后面的冷軋廠(chǎng)和硅鋼生產(chǎn)廠(chǎng)兩個(gè)廠(chǎng)提供質(zhì)量?jì)?yōu)良的原料卷，這不是哪一個(gè)廠(chǎng)的勝利，而是整個(gè)“一米七”工程的勝利。

　　還有一個(gè)關(guān)鍵人物，為武鋼“一米七”工程貢獻了力量。他就是不久前逝世的張壽榮院士。

　　1982年，時(shí)任武鋼副總經(jīng)理的張壽榮受命主持“一米七”全面達產(chǎn)工作。在他的指導下，1.7米軋機系統開(kāi)展了外貌、性能、精度和自動(dòng)化程度“四恢復”，并在此基礎上鼓勵工人和技術(shù)人員消化吸收再創(chuàng )新。武鋼二煉鋼廠(chǎng)于1985年3月在中國首次實(shí)現全連鑄，到1985年底，武鋼已能生產(chǎn)1.7米軋機系統原設計的全部鋼種。1990年，“武鋼一米七軋機系統新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與創(chuàng )新”項目獲得了國家科技進(jìn)步獎特等獎。

　　不僅如此，“一米七”工程還樹(shù)立了我國鋼鐵工業(yè)成套引進(jìn)吸收世界先進(jìn)技術(shù)裝備，在全面掌握的基礎上不斷創(chuàng )新最終實(shí)現反向輸出的典范。這其中既有工人操作訣竅的總結，也有現場(chǎng)創(chuàng )造發(fā)明的成果；既有機械、電氣自動(dòng)化的不斷升級，也有基于計算機技術(shù)的智能化革新和集成式創(chuàng )新。武鋼于上世紀90年代初自行研制成功的APC（高級過(guò)程控制）帶材糾偏裝置技術(shù)，成功解決了薄板生產(chǎn)中的跑偏斷帶問(wèn)題，1992年被納入《“八五”國家重點(diǎn)新技術(shù)推廣項目計劃》，并向當時(shí)的日本新日鐵公司轉讓4套這種裝置。武鋼自行研制開(kāi)發(fā)的冷軋帶鋼生產(chǎn)線(xiàn)防塌卷技術(shù)，攻克了國際性技術(shù)難題，1993年又一次將該項技術(shù)轉讓給日本。

（本報通訊員程琳整理）

圖為南鋼智慧運營(yíng)中心。（南鋼 供圖）

　　2021年11月28日，歷時(shí)475天建設的南鋼智慧運營(yíng)中心正式投用了。該項目榮獲2024年冶金科學(xué)技術(shù)獎特等獎，是行業(yè)內首個(gè)數字化轉型特等獎項目，作為這套系統軟件的開(kāi)發(fā)企業(yè)——江蘇金恒信息科技股份有限公司智能化部副部長(cháng)，我深感榮耀與欣慰。

　　它在鋼鐵行業(yè)創(chuàng )造了多項領(lǐng)先：行業(yè)首創(chuàng )鐵區物料跟蹤系統；成為首個(gè)覆蓋鋼鐵“研產(chǎn)銷(xiāo)”全業(yè)務(wù)、全鏈條的集群式一體化的數字運營(yíng)平臺；關(guān)鍵工序數控化率超過(guò)80%，連接現場(chǎng)7萬(wàn)多個(gè)數據采集點(diǎn)，實(shí)現了物質(zhì)流、信息流、能量流的全要素匯集?！吧a(chǎn)全景一塊屏，運營(yíng)管理三張圖，要素指標一張表”成為南鋼生產(chǎn)管控、協(xié)同調度、智慧運營(yíng)、應急響應4條管理主線(xiàn)的重要支柱。

　　能夠參與這樣一個(gè)項目，我感到很自豪?；叵肫饋?lái)，最難的是項目剛起步的時(shí)候，不知道要做成什么樣，行業(yè)內也沒(méi)有可借鑒的案例。公司領(lǐng)導幾乎每天都帶著(zhù)我們開(kāi)項目會(huì )，一點(diǎn)一點(diǎn)去磨、去討論，不斷地推翻、再優(yōu)化，像“歷劫”一樣。

　　鋼鐵企業(yè)流程長(cháng)，數據多維高頻、非結構化、強業(yè)務(wù)性、強耦合性等特點(diǎn)導致數據獲取難、治理難、使用難，成為該項目實(shí)現的最大難點(diǎn)。過(guò)去，工廠(chǎng)生產(chǎn)、財務(wù)信息、客戶(hù)管理等諸多部門(mén)產(chǎn)生、積累了大量的過(guò)程數據，它們都記錄著(zhù)公司的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)狀態(tài)，但又散落在各個(gè)系統里成為“散兵游勇”，沒(méi)有形成合力。經(jīng)過(guò)持續的數字化建設，南鋼建成了自己的全棧式工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，現場(chǎng)織就了一張實(shí)時(shí)感知網(wǎng)，各類(lèi)數據上云入湖“、顆粒歸倉”。通過(guò)連續幾場(chǎng)戰役，南鋼在生產(chǎn)端實(shí)現了鐵區一體化集控、鋼軋分區集控、C2M（用戶(hù)對制造端）智能工廠(chǎng)，上線(xiàn)了EMS（能源管理系統）和QMS（質(zhì)量管理系統）。在運營(yíng)端，南鋼有了智慧物流系統、數字研發(fā)平臺、財務(wù)共享中心、一體化招采平臺等數字化系統。在銷(xiāo)售端，南鋼面向客戶(hù)形成了C2M云商平臺、GMS（重工制造業(yè)供給體系）產(chǎn)業(yè)互聯(lián)平臺。在數據治理體系的支撐下，南鋼有了開(kāi)展全流程數據跟蹤、一體化運營(yíng)和全局尋優(yōu)的條件。是到鋼鐵企業(yè)全要素集成，把這些海量數據組織起來(lái)，結成“軍團”釋放價(jià)值的時(shí)候了。就這樣，經(jīng)過(guò)無(wú)數次的思想碰撞與打磨，南鋼智慧運營(yíng)中心項目應運而生。

　　通過(guò)智慧運營(yíng)中心項目的建設，南鋼形成了“一腦三中心”（智慧運營(yíng)中心、鐵區一體化智慧中心、鋼軋一體化智慧中心和能源管控一體中心）的布局，實(shí)現了大規模集控、無(wú)邊界協(xié)同、大數據決策、智能化運營(yíng)的變革。

　　經(jīng)過(guò)鐵區一體化集控中心的全面改造和升級，480名工人脫離了危險的工作區域。因為有了全景式數字駕駛艙，才實(shí)現了多崗融合、跨區域可視可控，集約化生產(chǎn)帶來(lái)了人員作業(yè)效率15%以上的提升。

　　從看不見(jiàn)到看得見(jiàn)，從看不清到全透明，在南鋼智慧運營(yíng)中心聯(lián)合調度和全局尋優(yōu)的助力下，整條生產(chǎn)線(xiàn)如同精密的齒輪，相互咬合、有條不紊地運轉。僅通過(guò)煤氣精準調度和發(fā)電機組運行模式的優(yōu)化，就將年度高爐煤氣放散率降低到0.23%，實(shí)現自發(fā)電年均增益超4500萬(wàn)元，這是一項行業(yè)領(lǐng)先的成績(jì)。通過(guò)對在途物料和鐵水罐運輸的實(shí)時(shí)跟蹤，南鋼智慧運營(yíng)中心引導各部門(mén)協(xié)作，在鐵運停時(shí)費上實(shí)現年降本400萬(wàn)元，耐材費用每年也節約了300萬(wàn)元。南鋼智慧運營(yíng)中心以數據支撐物流協(xié)同調度、物料全流程跟蹤、質(zhì)量一貫制管理，實(shí)現了加工成本下降20%、噸鋼質(zhì)量成本下降10%、噸鋼能源綜合成本降低2%、產(chǎn)品成材率提升2%。這就是借數據之力實(shí)現無(wú)邊界協(xié)同、智能化運營(yíng)所產(chǎn)生的價(jià)值。

　　從單領(lǐng)域、單工序尋優(yōu)走向跨領(lǐng)域甚至全局尋優(yōu)，實(shí)現業(yè)務(wù)流程橫向到邊、管控縱向到底的多專(zhuān)業(yè)、多領(lǐng)域高效協(xié)同管理側的提升是最有價(jià)值且具有劃時(shí)代意義的，這是行業(yè)首個(gè)以集群式一體化運營(yíng)管理理念構建的智慧運營(yíng)中心。正如南鋼黨委書(shū)記、董事長(cháng)黃一新所說(shuō)：“未來(lái)只有兩種企業(yè)，數字化企業(yè)與非數字化企業(yè)?！蹦箱搶⒗^續向智而行，將數據資產(chǎn)凝練為鋼鐵工業(yè)的知識大腦，著(zhù)力構建面向鋼鐵制造的行業(yè)大模型，拓展小模型應用深度，以大模型+小模型+機理模型耦合應用的能力，賦能“一腦三中心”，持續提升智慧制造、智慧運營(yíng)能力，實(shí)現全領(lǐng)域的業(yè)務(wù)尋優(yōu)。

（本報通訊員榮慰整理）