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智慧马钢 从繁星点点到艳阳一片

2022-09-07 11:29:00

  《中国冶金报》高质量发展的宝武实践报道组
  “推进智慧制造是中国宝武全集团的整体战略,不是点状的。我们提出,要从繁星点点变成艳阳一片,不能闪光点很多,没形成一片光。智慧之光必须照耀到每一个角落、每一个基地、每一个工序、每一个岗位。”正如中国宝武党委书记、董事长陈德荣所期待的,如今的“江南一枝花”正沐浴在智慧之光里。
  自2019年9月19日加入中国宝武以来,马钢集团围绕“四个一律”(现场操控室一律集中、操作岗位一律采用机器人、运维监测一律远程、服务环节一律上线)打造智慧制造1.0版,以数字化、网络化、智能化为手段,深入推进智能化改造提质扩面,深挖管理效率、劳动效率等方面的潜力,加快打造以“三跨融合”(跨产业、跨空间、跨界面)为特征的智慧制造2.0版,不断提升核心竞争力,持续打造后劲十足大而强的新马钢。
  “‘十四五’,我们提出‘5个翻番’(钢铁规模、营业收入、利润总额、人均产钢、职工收入)的战略目标。实现这个目标是有支撑的,就是极致高效、智慧制造。”8月3日,中国宝武马钢集团党委书记、董事长丁毅在接受《中国冶金报》记者采访时,这样“定义”智慧制造。
  “1+8”——
  业务、产能“智慧全覆盖”
  2021年首个工作日,中国宝武绿色发展与智慧制造现场会如期在马钢举行。绿色、智能,一个崭新的马钢展现在来宾眼前。“那天听到最多的评价就是变化之大超乎想象。”马钢运营改善部资深专员张吾胜笑着向《中国冶金报》记者“透露”,“但其实我们压力很大。”
  在2019年12月31日召开的马钢专业化整合融合启动会上,陈德荣向他们布置了承办两年后现场会的任务。据介绍,中国宝武有举办现场会的传统,各子公司通过举办某一专业领域的现场会,互看、互学、互比,共同进步。“现场会好比‘赛马’。马钢现场会怎么办?实际上是马钢智慧制造怎么搞的问题。”张吾胜说,马钢作为宝武一级子公司,以成为全球钢铁业优特长材引领者为愿景,实施智能制造既是企业提升运行水平的内在要求,也是愿景落地的抓手。马钢智慧制造以实现极致效率为目标,就是要发挥牵引作用,把企业的竞争力提起来,尤其是国际竞争力,助力马钢实现引领。
  在加入宝武之前,马钢的信息化、自动化工作已经开展了二三十年,具备了一定的基础,但也存在着基础设施落后,系统更新迭代不够等问题。“加入宝武之后,我们智慧制造的推进明显提速。特别是2020年8月19日,习近平总书记考察调研马钢后,我们的信心更足了、步伐更快了。”炼铁总厂高炉工艺首席工程师/智慧制造项目部经理高鹏对《中国冶金报》记者说。
  马钢智园,是马钢高质量发展的“发动机”,是马钢按照宝武整体规划构建的智慧高效总部。这里形成了“1个智慧中枢(运营管控中心,涵盖制造部、设备部、能环部、安管部、运输部)+8个智控中心 (炼铁、炼钢、热轧、冷轧、长材、交材、长江钢铁、合肥公司)”的马钢工业大脑,实现了对现有业务领域和产能的智慧管控全覆盖。
  “‘8’就是按一厂一中心原则,对厂区内物流、信息流、能源流进行集中管控。在此基础上形成的‘1’的作用是把所有智控中心的信息再次集中,实现对公司总体的生产运营调度和决策。”马钢党委工作部副部长金翔告诉《中国冶金报》记者。
  走进马钢运营管控中心,宽敞的大厅里,寥寥数人对着一张巨大的屏幕操作着眼前的电脑。屏幕上显示着马钢当前的生产、质量、物流、设备、能环、安保等业务信息。这里实现了从原燃料进厂、生产制造到成品出厂的全流程管控,同时与8个智控中心上下联动,实现了一体化操控和智能化决策。
  “全流程一体化管控带来的是‘数字说话、数据分析、数据决策、用数据进行管理’的数字经营。”金翔介绍说,一是加强了协同性,提升了整个公司的研发、生产效率。二是实现了数据的可视化,改变了过去靠经验来判断、指挥生产运营的局面,实现了数据决策。三是有利于对产品全生命周期的管控,如果发现问题,马上就可以追溯到具体环节,及时做出调整。
  插上智慧的“翅膀”,马钢发展也步入了快车道。2020年,马钢钢产量首次突破2000万吨,营业收入首次突破1000亿元;人均产钢首次突破1000吨;关键指标取得突破,主要技术经济指标进步率达到73.76%、刷新率达到25.83%。2021年,马钢产钢2097万吨,实现营业收入2093亿元,利润总额达113亿元,在产量基本不变的情况下,营业收入实现翻番。
  “今年上半年,马钢炼铁总厂的铁水成本指标在宝武内部排第3位,去年是第7位,前年是第6位。”高鹏告诉《中国冶金报》记者,“从整个行业看,我们以前排到中等偏上,而今年上半年基本能进前10名。”
  “作为一个企业,我们做任何事情都要带来运行效率和效益的提升。”说起这样的成绩,马钢冷轧总厂电气首席师陈立君深有感触,“马钢在智慧制造推进过程中产生的变化,让公司上下形成一种共识,哪怕短期效果不明显,也要坚定地推动智慧制造建设快速顺利向前。”
  “All In One”——
  从流程再造到组织变革
  “今天的马钢,绿色、智能,给大家很大的视觉冲击,随之而来的,企业内部效率的提升,比如流程再造、组织变革,不容易看出来,实际上最大的改变是这些。”丁毅对《中国冶金报》记者说。
  在马钢,这样的改变被具象为“All In One”(一体化)。基于宝武工业互联网平台,马钢全面构建的“一厂一中心”智控新模式就属于这一概念,其目的是实现设备接入In One、全要素数据In One、功能开发In One、知识沉淀In One、主(重)要作业线操控In One,最终实现智慧工厂的管控“All In One”。
  如今,“All In One”在马钢随处可见。
  马钢炼铁智控中心是目前业内集控操作距离最远、工序产线最齐全、覆盖产能规模较大的炼铁智控中心。据介绍,马钢铁前已形成了年产超1500万吨铁水的炼铁规模,到今年底,随着部分高炉、焦炉、烧结产线大修和新建项目结束,年产能将达到1600万吨。届时,炼铁智控中心将实现对主要工艺配置包括原料场(码头、料场、供料、烘干、固废等)、8座焦炉、1台带式焙烧机、6台烧结机、6座高炉的全流程、远程化、集中化、信息化操控。
  炼铁智控中心以流程再造为抓手,在行业内首次建立起铁区一体化流程管控体系,打造了I-DEEP(深度智能化炼铁,即intelligent智能、distance远程、extent全流程、efficiency效率、person人才)智控炼铁新模式。该模式结合工业互联网、5G+、大数据、云计算等先进技术手段,实现10公里以上的远距离生产操控,200+智能模型的过程管控,汇聚60万+数据点、2000+视频信号,建立了覆盖铁、烧、焦、球、料、能、环的铁前全流程生产系统。
  高鹏告诉《中国冶金报》记者,炼铁智控中心具有以下3个特点:一是化整为零,集技术集成中心、决策支持中心、生产指挥中心和运行管理中心于一体,打破了组织边界、提升了人事效率,组织架构扁平化、高效化。二是数字化生产,可在系统中直观看到反映高炉内部状态的三维画面,实时掌握高炉生产状况,通过建模、数字仿真等技术,实现智能监控分析。三是人文生产,提升一线职工获得感、幸福感。远距离大规模的集控,使46个控制室346人撤离现场,实现本质化安全。同时,在智能应用的支撑下,员工每天可缩短低效重复劳动工作时长2小时。
  “All In One”在马钢冷轧总厂的实践,则催生了全球最大的冷轧智控中心和“一线一岗”的新型生产作业模式。
  该总厂选取17条典型产线分两期入驻冷轧智控中心,形成冷轧、涂镀、硅钢三大集中操控制造单元,产品覆盖冷轧、镀锌、硅钢、酸洗、彩涂五大品种。两年间,两期项目完成了51个操作室跨越5地超10公里、同处一室的集控建设,实现多线一室操作,全面提升了冷轧生产过程的智能化水平,人均劳动生产率较之前提升了68%。整个项目集成了“数字钢卷”“精细化能源”“智慧安全、消防、环保”“移动操检”“设备远程运维”“一键式轧钢”“大数据分析”等复合技术,实现了区域化、工序化的无边界协同操作,以及生产现场与智控中心的无缝衔接。这一实践所形成的“基于工业互联网的冷轧‘All In One’智控创新应用”成果获批为工信部2021年国家级工业互联网平台创新领航应用案例。
  “构建冷轧‘All In One’智慧工厂,17条产线操控In One是关键。” 陈立君告诉《中国冶金报》记者,冷轧总厂由此首创了“一线一岗”作业模式。冷轧大型机组作业一般由分布在全线的3个~4个操作室的若干作业人员共同完成。“一线一岗”则是整条生产线由一名人员操控完成。
  据介绍,马钢冷轧17条产线中部分已实现“一线一岗”,目前他们正通过不断提高机组自动化率,加速推进全部产线实现“一线一岗”。在“一线一岗”的带动下,冷轧总厂的基层单位已由原来的19个整合为8个,作业区由81个优化为42个,实现纵向到底、横向到边的岗位融合,为接下来打造“黑灯工厂”奠定了坚实基础。
  “这种作业模式促进机构变革,追寻流程再造,探求极致效率。”陈立君介绍,“一线一岗”对岗位人员要求很高,比如全面掌握整条生产线所有岗位操作技能,熟悉生产现场从入口到出口所有设备功能、作业环境、操作要领和安全要点等。为此,冷轧总厂同步开展了“一线一岗”理论培训,并通过导师带徒、轮岗实操帮助员工尽快掌握技能。
  马钢制造管理部制造体系信息技术首席工程师刘强认为,从“一线一岗”带来的组织变革可以看出,智慧制造打破了地域边界、行政边界、层级边界,岗位边界也在逐步模糊,人的角色和职责已被重新定义。
  “从职业角度看,以前,搞IT是搞IT的、搞工艺是搞工艺的,而钢铁智慧制造则是信息技术与钢铁工艺的深层次结合,因此就需要既懂工艺又懂计算机程序和算法的复合型人才。”张吾胜解释道。目前,马钢除了对外招聘复合型人才,还在岗位上进行重点培养,比如让IT人才到岗位学习工艺,让工艺人才学习编程等。另外,宝武内部也经常举行职工技能大赛,其中就有仅面向工艺技术人员的编程大赛。
  “工业大脑”——
  协同发展带来无限想象
  “马钢取得的成绩,既有我们自身努力的成分,又有加入宝武以后平台化运作的推动。”丁毅说。
  走进马钢长材智控中心,智慧操作岛台错落有致,铁水、精炼、炼钢……一道道工序清晰呈现。放眼望去,“藏”在一隅的智慧运维岛台吸引了《中国冶金报》记者的注意。
  “智慧运维岛台能够监测我们设备的状态,由宝武智维公司远程提供设备维护技术支撑。他们有工作组进驻这里。”不等《中国冶金报》记者详问,金翔就介绍起来。
  “宝武智维是马钢加入了宝武以后才成立的,整合了马钢原有的检修公司。”金翔告诉《中国冶金报》记者,除了宝武智维,加入宝武重工的马钢重机公司也在为马钢提供智慧制造解决方案。
  “在宝武大家庭,我们得到了很多支撑,冷轧智控中心项目就是基于宝信软件iPlat平台建设的。”陈立君说,“前期我们着力实现了跨界面、跨产业融合,因为平台相通,数据能够共享,接下来将重点与合肥公司板材开展跨空间融合。”
  今年6月20日,宝武发出了万名宝罗(BaoRobot)上岗实施动员令。张吾胜告诉《中国冶金报》记者,马钢正在对“3D”(危险性高、劳动环境差、简单重复劳动)等岗位进行梳理,未来将实现宝罗替代,在降低安全生产风险的同时,大幅提高劳动效率。
  宝罗上岗对马钢乃至整个宝武都提出了更高的要求。“人走了现场有问题怎么办?宝罗坏了怎么办?”张吾胜解释道,这一方面要求产线的故障率非常低,另一方面要求远程运维能够支撑解决现场的一切问题。据介绍,顺利的话,预计到2024年将有1200个宝罗在马钢上岗。
  在2019年的马钢专业化整合融合启动会上,陈德荣这样谈宝武的融合发展:“尽管每一个钢铁基地都处在不同的历史方位,但是他们拥有一个共同的未来,这就是‘成为全球钢铁及先进材料业引领者’的亿吨宝武,这是我们共同的事业。”协同发展、共建共享,就是对“共同事业”最好的诠释。
  去年11月1日,中国宝武工业大脑战略计划正式启动。据介绍,工业大脑是产业智能化的形象描述,是中国宝武“三跨融合”的组成部分。该计划分为智能制造产线、智能化全流程、智能设备运维、智能软硬件技术等四大攻关领域,14个重点攻关项目共同推进,各“一基五元”公司分头攻关实施。马钢承接了其中的“钢铁工业大脑—宝武智能炼钢项目”。该项目以现有装备水平、现行工艺理论、现实管理思想为基础,创新突破炼钢前沿关键技术,将提升炼钢工序模型群自感知、自决策、自执行能力,数据、信息驱动的工序界面联通能力,以及平台化数据挖掘运用能力,构建智能炼钢工业大脑。
  今年6月18日,马钢四钢轧总厂成功利用智能RH技术同时操控2座RH炉,完成了硅钢与汽车板的生产。这意味着,马钢不仅实现了RH炉全钢种“智能精炼”这一历史性突破,而且实现了一名主操同时操控两座RH炉。
  据了解,这套智能RH控制系统已经具备脱碳模型、温度控制模型、合金最小成本模型、增氮模型、脱硫模型、低碳钢模式智能选择模型等全套功能模型,适用汽车板、无取向硅钢、取向硅钢、管线钢、工业纯铁等高端品种,钢种覆盖率达到100%,截至目前投用率达到99%以上。
  工业大脑项目最终会给我们带来什么?在马钢人看来,这将是足以改变整个行业的成果,当下留给钢铁人太多的想象。
  “我们做很多事情往往基于经验。但是未来我们肯定会走到一个依靠系统、依靠AI(人工智能)、依靠算法解决问题的阶段。毕竟人是会犯错的。机器不一样,一旦调整到位,它就会有非常稳定的产出。即便是系统出现错误,我们也可以通过复盘调整优化,实现正向迭代。”刘强告诉《中国冶金报》记者,“我们整个行业的智慧制造最终都会走到这个阶段,基于科学的方法、数学的方法以及人类经验,实现知识、技能的不断迭代。”
  高鹏也有同感。“炼铁是一件非常辛苦的工作。大家常说高炉是‘黑匣子’,有事全靠老师傅‘把脉’。但我觉得快乐炼铁是可以实现的。”高鹏解释说,“智慧高炉会发展到什么程度?到最后一定是计算机通过数据自学习发出控制指令,把人给解放出来,让人能够充分挖掘自己的智慧潜力,不断推动企业创新,自己实现有钱、有闲、有趣的‘三有’生活。”
  ……
  谈话间,仰望智造“苍穹”的马钢人不忘脚踏实地。
  “现在宝武内部每个季度都要评智慧制造指数,就是看‘四个一律’‘三跨融合’做得怎么样,各个基地都在力争上游。虽然我们目前排第二,但其他基地进步都特别快,真是前有标兵,后有追兵,一点不能松懈。”陈立君感慨道,“‘昨天’的智慧制造1.0、‘今天’的2.0、‘明天’的3.0、4.0,智慧制造这条路真的是任重道远,我们还是要不断学习、不断追赶、不断向前。”

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑:滕珊

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