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【案例】寶鋼股份的智慧制造實(shí)踐
寶鋼股份作為全球領(lǐng)先的現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，積極踐行智能制造戰(zhàn)略，力求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展。本案例以1580智能車間改造項(xiàng)目為切入點(diǎn)，提供一個(gè)觀察國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的窗口。
1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介 寶山鋼鐵股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“寶鋼股份”）是全球領(lǐng)先的特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，是《財(cái)富》世界500強(qiáng)中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司的核心企業(yè)。2000年2月，寶鋼股份由原上海寶鋼集團(tuán)公司獨(dú)家創(chuàng)立；同年12月，在上海證券交易所上市。2017年2月，完成吸收合并武鋼股份后，寶鋼股份擁有上海寶山、南京梅山、湛江東山、武漢青山等主要制造基地，成為全球碳鋼品種最為齊全的鋼鐵企業(yè)之一。 公司年報(bào)顯示，2018年寶鋼股份營(yíng)業(yè)收入3048億元，同比增長(zhǎng)5.4%；歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)216億元，同比增長(zhǎng)12.5%。寶鋼股份2019—2024年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)一步強(qiáng)化“成本變革、技術(shù)領(lǐng)先、服務(wù)先行、智慧制造、城市鋼廠”五大能力建設(shè)。持續(xù)推進(jìn)寶武整合工作，強(qiáng)化項(xiàng)目舉措有效實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)協(xié)同效益最大化。 2.項(xiàng)目背景 鋼鐵工業(yè)是重要的基礎(chǔ)工業(yè)部門，是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)與國(guó)防建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常完整，但是也面臨產(chǎn)能過(guò)剩、降本增效、節(jié)能減排等挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)處于結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略、中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的提出，為鋼鐵工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)重大機(jī)遇。中國(guó)鋼鐵工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整不是簡(jiǎn)單的去產(chǎn)能，而是與技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合，提高高附加值產(chǎn)品比例，通過(guò)集約化和專業(yè)化提高生產(chǎn)效率和彈性，實(shí)現(xiàn)供需結(jié)構(gòu)的匹配。 寶鋼股份作為全球領(lǐng)先的現(xiàn)代化鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，積極踐行智能制造戰(zhàn)略，力求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展。2014年起，寶鋼股份開(kāi)始組織開(kāi)展智慧制造的系統(tǒng)籌劃，組建虛擬團(tuán)隊(duì)，選擇鋼鐵制造的核心環(huán)節(jié)——熱軋作為智能車間的試點(diǎn)，通過(guò)與西門子、IBM等業(yè)內(nèi)專家交流，結(jié)合自身摸索和研究，在國(guó)內(nèi)鋼鐵工業(yè)首先制定了智慧制造專項(xiàng)規(guī)劃，構(gòu)建集智能裝備、智能工廠、智能互聯(lián)為一體的智慧制造體系。 寶鋼股份1580產(chǎn)線投產(chǎn)于上世紀(jì)90年代，年產(chǎn)熱軋卷400萬(wàn)噸。該產(chǎn)線自動(dòng)化、信息化建設(shè)基礎(chǔ)較好。但與世界一流先進(jìn)水平相比，產(chǎn)線自動(dòng)化率、產(chǎn)品質(zhì)量和關(guān)鍵消耗指標(biāo)等仍存在一定差距，具有一定的改造空間。2016年9月，寶鋼正式啟動(dòng)1580智能車間改造項(xiàng)目，以期搭建一個(gè)自動(dòng)化、無(wú)人化、智慧化的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)管理。這種生產(chǎn)線改造，對(duì)于寶鋼股份而言，非常具有挑戰(zhàn)性，具體表現(xiàn)在三方面：一是智能制造屬于領(lǐng)先技術(shù)，如何應(yīng)用需要摸索；二是板坯庫(kù)無(wú)人化項(xiàng)目在全球范圍內(nèi)應(yīng)用少，如何應(yīng)用同樣需要摸索實(shí)踐；三是項(xiàng)目的投入運(yùn)營(yíng)需要做大量的準(zhǔn)備。 寶鋼股份1580智能車間改造，是我國(guó)鋼鐵業(yè)唯一正式入圍國(guó)家工信部《2015年智能制造試點(diǎn)示范專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》試點(diǎn)示范的項(xiàng)目。 3.數(shù)字化邏輯和方案 施耐德電氣作為全球領(lǐng)先的能效與自動(dòng)化領(lǐng)域的專家，成為此次項(xiàng)目改造的服務(wù)商之一。結(jié)合施耐德電氣前期研究，寶鋼股份計(jì)劃通過(guò)三個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)目。 第一階段，通過(guò)智能化車間改造，為1580產(chǎn)線搭建自動(dòng)化、信息化、可視化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)板坯庫(kù)管理智能化、行車無(wú)人化。為此，寶鋼股份策劃細(xì)分了六大類實(shí)施模塊，具體為智能裝備、智能節(jié)能、智能可視、智能模型、智能診斷、智能物流，每個(gè)模塊下屬若干具體項(xiàng)目。第二階段，進(jìn)一步優(yōu)化幾大模塊的作用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)一步穩(wěn)定，效率進(jìn)一步提升。第三階段，從公司層面上搭建一個(gè)大的平臺(tái)，貫通溝通訂單到生產(chǎn)管理立項(xiàng)，到過(guò)程制造，甚至到成品出廠、技術(shù)服務(wù)等，為用戶提供更好的產(chǎn)品。 在1580板坯庫(kù)智能車間升級(jí)項(xiàng)目中，施耐德電氣提供了包括斷路器、變頻器、可編程控制器（PLC）、安全可編程控制器、開(kāi)關(guān)、Fluxx軟件管理平臺(tái)及EMS能源管理系統(tǒng)等在內(nèi)的無(wú)人行車解決方案及全套產(chǎn)品、優(yōu)化吊裝及物流系統(tǒng)算法、互聯(lián)互通系統(tǒng)和專家工程支持，使得1580熱軋智能車間實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守，為寶鋼股份智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)提供切實(shí)保障。
4.項(xiàng)目成果 2016年，寶鋼股份決定與施耐德電氣進(jìn)行合作，將1580板坯庫(kù)內(nèi)的六臺(tái)行車全部改造成無(wú)人行車。2017年，寶鋼股份熱軋1580板坯庫(kù)的無(wú)人化行車調(diào)試成功。 在寶鋼股份熱軋1580智能車間，實(shí)現(xiàn)了以下功能： （1）無(wú)人化板坯庫(kù)，自動(dòng)識(shí)別板坯信息、板坯可自動(dòng)吊裝至指定位置； （2）全流程質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)時(shí)調(diào)控爐內(nèi)燃燒狀態(tài)，節(jié)省能耗；翹扣頭檢測(cè)，保持中間坯的質(zhì)量；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)智能調(diào)整軋制過(guò)程；根據(jù)過(guò)程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)成品性能預(yù)報(bào)； （3）機(jī)器人應(yīng)用，機(jī)器人自動(dòng)噴涂編號(hào)； （4）智能點(diǎn)檢，遠(yuǎn)程終端隨時(shí)查看、診斷設(shè)備狀態(tài)。 公開(kāi)信息顯示，寶鋼股份熱軋1580智能車間示范試點(diǎn)基本建成，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改善明顯，工序能耗下降6.5%，內(nèi)部質(zhì)量損失下降 30.6%，廢次降下降 10%，全自動(dòng)投入率提升10.5%，指標(biāo)實(shí)績(jī)大大優(yōu)于設(shè)定目標(biāo)。 借助服務(wù)商，寶鋼股份1580熱軋智能車間從工程控制、高效運(yùn)營(yíng)、安全可靠、智能化運(yùn)營(yíng)等多方面顯著提升，并為寶鋼股份1580智能車間的整體智慧制造建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)保障。完工后的1580熱軋智能車間將成為中國(guó)鋼廠熱軋車間中第一個(gè)真正意義的無(wú)人行車車間，為我國(guó)鋼鐵工業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供經(jīng)驗(yàn)。 5.數(shù)字化遠(yuǎn)景 1580熱軋智能車間升級(jí)改造只是寶鋼股份智慧制造的一個(gè)具體實(shí)踐。寶鋼股份2018年可持續(xù)發(fā)展報(bào)告顯示，過(guò)去一年全面落實(shí)生產(chǎn)廠部區(qū)域智慧制造藍(lán)圖，全年啟動(dòng)智能裝備改造項(xiàng)目104個(gè)。啟動(dòng)1580智能車間第二階段建設(shè)任務(wù)，進(jìn)一步提升制造過(guò)程自動(dòng)化水平。全面啟動(dòng)C008冷軋智能車間試點(diǎn)示范建設(shè)任務(wù)，推進(jìn)產(chǎn)能提升。 2018年年報(bào)顯示，2019年寶鋼股份將深入探索智慧制造，將充分體現(xiàn)2019-2024年智慧制造專項(xiàng)規(guī)劃內(nèi)容，落實(shí)2019年勞動(dòng)效率與管理效率提升目標(biāo)。智能裝備由當(dāng)前的工序/工廠，拓展組合成流程；專業(yè)層面加大數(shù)字化補(bǔ)缺，形成系統(tǒng)性突破；以大數(shù)據(jù)化為重點(diǎn)，與人工智能結(jié)合形成點(diǎn)、面突破。 從更大層面看，寶鋼股份的“智慧鋼廠路線圖”為：面向鋼鐵產(chǎn)品全生命周期，以物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)與寶鋼股份全供應(yīng)鏈的深度融合應(yīng)用為基本路徑，逐步提升寶鋼股份制造裝備、全供應(yīng)鏈管控、分析決策過(guò)程的智能化水平，構(gòu)建集智能裝備、智能工廠、智能互聯(lián)于一體的智能制造體系。 而在寶鋼股份智慧鋼廠建設(shè)過(guò)程中，除了施耐德電氣，其他服務(wù)商包括西門子、海爾集團(tuán)、霍尼韋爾等也不同程度的參與其中，助力寶鋼股份智慧制造進(jìn)程。 |
