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首都的钢铁“灯塔”
——首钢冷轧的数字化革命之路

2025-10-21 08:15:00

  本报记者 王志 实习记者 屈雨欣 康瑞鑫
  9月26日,金秋时节,在北京顺义北京首钢冷轧薄板有限公司(以下简称首钢冷轧)管控中心内,10米长的巨幅显示屏上,酸轧产线的轧制力曲线、连退炉的温度波动、镀锌线的锌层厚度参数,连同安全预警、环保数据、设备状态等9大类信息实时跳动,在这里就可以轻松了解全厂产线生产状态。首钢冷轧首席工程师李凤惠站在屏幕前,指尖划过镀锌线的实时数据,对《中国冶金报》记者说:“你看这个10微米级的锌层厚度精度,相当于头发丝直径的1/10,放在3年前很难控制这么薄的锌层均匀性。”
  2025年初,首钢冷轧凭借67个数字化用例的规模化应用成功入选第13批全球“灯塔工厂”名单,成为全球钢铁行业第7家、中国钢铁行业第3家获此殊荣的企业。这个被誉为“制造业奥斯卡”的称号,标志着这家年产约145万吨汽车板的冷轧企业,正式跻身全球工业4.0的标杆阵营。
  灯塔之光——
  从中游到上游
  “灯塔工厂不是技术展览,而是要解决自身真问题。”李凤惠的办公桌上,摊开着世界经济论坛与麦肯锡联合制定的评选标准资料。
  作为流程工业的典型代表,冷轧生产涉及工艺的约束条件多,从3000多吨的轧制力控制到米级的质量跟踪,从带钢1200米/分钟的运行速度到微米级的厚度精度,任何参数波动都可能导致整卷产品报废。
  “全球钢铁企业数千家,首钢冷轧是全球201家‘灯塔工厂’中唯一以汽车板为主营业务的工厂。”李凤惠的语气中带着自豪。中国钢铁工业协会发布的《2024年数字化转型评估报告》显示,尽管95.1%的钢企已将数字化纳入发展战略,但2023年行业平均数字化投入仅为28.6元/吨钢,同比下降25.7%。钢协副会长兼秘书长姜维认为:“全行业应更加积极主动拥抱数字化浪潮,将‘AI(人工智能)+钢铁’转化为发展新动能,实现钢铁行业全要素升级。”
  首钢冷轧的转型始于2021年,彼时,其数字化基础在行业内仅属中游水平。“在2021年之前,首钢冷轧的数字化情况处于从传统生产模式向初步数字化、智能化转型的探索阶段,工业4.0新技术的应用基本空白,但已具备一定自动化和信息化基础,并围绕业务痛点开展早期数字化尝试。”李凤惠回忆道,转型初期最棘手的不是技术引进,而是观念转变——老操作工质疑“电脑不如经验准”,管理人员担心“投入打水漂”。为此,首钢冷轧设立数字化转型办公室,确立了“带领不代替”的定位。“我们不做业务部门的‘包办代替者’,而是搭平台、促沟通、保交付。”李凤惠解释,67个数字化用例的第一负责人全部由生产、质量、设备等业务部门负责人担任,IT团队仅提供技术支撑,这种模式彻底避免了“系统与业务两张皮”的行业通病。
  在镀锌车间,450摄氏度的带钢从退火炉中涌出,瞬间浸入锌锅;出口处的气刀正按照AI模型的指令自动调整高度与压力,测厚仪显示,锌层的3克命中率(每平方米锌层重量与目标值的差值在正负3克以上的概率)超过99%。这在3年前是不可能完成的任务。过去,锌层控制全凭经验。在带钢速度120米/分钟的情况下,测厚仪的90秒滞后意味着调整指令下达时,不合格带钢已产出180米。更换产品规格时,操作工需反复调试参数,而且不同班组有不同打法,同一个人早晚状态不一样,锌层3克命中率始终徘徊在79%左右。
  改变源于AI模型的落地。技术团队基于2年的生产数据,构建了锌层厚度AI控制模型,包含预设定和前馈模型,可以自适应对锌层厚度进行精准控制。更关键的是其自学习能力——系统每秒进行4次数据时空对齐与模型优化,如今锌层的3克命中率已提升至99%以上。“仅锌耗降低一项,两条产线一年就能省出数百万元成本。”李凤惠算了一笔账。
  这种技术突破在首钢冷轧随处可见。智能切头尾系统通过提取热轧与冷轧带钢的头尾特征,将镀锌线每个钢卷的平均切损从9.89米降至6.5米;39套摄像头组成的视觉识别系统如同“电子哨兵”,24小时监测带钢表面黑点、卡钢堆钢等异常,使镀锌线设备综合效率(OEE)提升19%;无人检化验车间里,各个检测设备实现自动检测,检测结果直接上传MES(制造执行系统)进行质量判定,实现“数据不落地”的全流程管控。5G技术的深度应用则破解了物流瓶颈。在备料区,超级电容驱动的RGV(有轨制导车辆)沿着预设路线穿梭,通过5G网络与调度系统实时联动,自动完成钢卷转运与充电。“以前4台天车经常‘打架’,现在地面运输全自动化,物流效率提升40%。”李凤惠介绍,这套系统解决了冷轧行业“物流复杂导致生产组织受限”的共性难题。
  组织变革——
  让数字融入血脉
  数字化转型的本质是管理变革,不是技术革命。”李凤惠把这句话写在笔记本上,也写在实践中。在他看来,160人核心团队的组建、业务部门主导的项目模式、全员数字化思维的培育,比任何技术引进都更重要。
  首钢冷轧在数字化转型的赛道上发力,专门组建起一支“核心作战单元”——数字化转型推进办公室。这支队伍规格很高:由该公司“一把手”亲自挂帅,领导班子成员与基层负责人并肩“入局”,还特意配齐转型专员,并从生产一线筛选出41名懂工艺、接地气的基层产品经理,最终聚合成160人的“转型攻坚队”。他们靠“周例会盯进度、月总结破难点、专题推进会解堵点”的“三会联动”机制,一步步把应用场景从“图纸构想”推到“车间落地”,让每一个数字化方案都长出“实效根须”。
  为了让转型落地,办公室成员主动“沉”到项目一线:小到跨部门沟通、大到资源协调,都帮着捋顺;实时跟踪进度、动态评价效果,确保每个环节都不偏离“靶心”。
  项目推进的同时,“经验提炼”也没落下——办公室会第一时间对典型经验与实践路径进行总结,并开展宣传贯彻培训。公司级数字化大赛也定期举办:全员围着FineBI(帆软软件公司推出的一款商业智能产品)学开发、技术管理者扎堆练Python编程,一个个“数字擂台”让员工从“旁观者”变成“参与者”,数字化转型不再是“少数人的事”。
  在“练内功”上,办公室更是双管齐下:一边靠数字化培训、组织与业务变革,让“用数字说话,让数据说话”变成大家的自觉习惯,一点点培育出数字化企业的“独特气质”;一边既引导全员升级数字化技能,又重点打磨“转译员”“产品经理”的“专业硬活”,最终搭起能扛住未来挑战的数字化组织架构,养出了适配转型的管理文化。
  这场转型还少不了“外力助攻”——首钢股份、首自信公司、大数据研究院等单位全力支持,首钢冷轧则把项目现场变成“人才练兵场”:用真实业务需求带教,让人才跟着项目“长本事”。就这样,首钢冷轧通过“项目实战淬炼+业务需求牵引”为数字化转型筑牢了“人才蓄水池”。
  面向未来——
  激活更多可能
  “中国制造业的规模与品类优势,是数字化转型的天然土壤。”李凤惠表示。
  2020年—2024年,我国全部工业增加值从31.3万亿元增长到40.5万亿元,制造业增加值从26.6万亿元增长到33.6万亿元,制造业增加值占全球比重已接近30%,总体规模连续15年位列全球第一,在全世界504种主要工业产品中,我国大多数产品的产量位居世界第一。基于此优势,截至2025年9月,全球“灯塔工厂”已累计评选出201家,中国占比超40%,稳居世界智能制造第一梯队。
  首钢冷轧的实践,也为钢铁行业提供了可复制的转型路径。其构建的“云边协同”架构颇具示范意义——针对与首钢迁安数据中心200公里距离导致的响应延迟问题,首钢冷轧自建超融合算力平台,实现本地数据快速处理与云端系统协同联动,解决了流程工业“实时控制与全局管理脱节”的痛点。
  面向未来,李凤惠的规划清晰而务实:深化数字化在供应链协同中的应用,实现上下游200公里的“透明化管控”;数字化赋能企业经营标准化,确保管理刚性;通过数字化技术及时感知生产经营中的风险,把不确定性转化为确定性。
  “灯塔不是终点,是航标。”李凤惠在窗前望着满载汽车板的列车驶出厂区,出库信息在其手机上得到提示。正如首钢集团“一引领两融合”战略所指向的,当技术创新与管理创新深度融合时,就能在钢铁这样的传统行业中,培育出高质量发展的新质生产力。这场发生在钢卷上的数字革命,正在北京顺义这片工业热土上书写着新的篇章:中国制造业的未来,不在于颠覆传统,而在于用数字技术激活传统产业的无限可能。
  《中国冶金报》(2025年10月21日 04版四版)

来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网

编辑:宋玉铮

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