智能化无人钢厂_炼铁_炼钢_轧钢_宝钢内部

一、项目背景分析

1.1概述

近年来，随着互联网、移动通讯、物联网、云计算、大数据、智能机器人等技术得发展，以德国为代表得欧美发达国家提出了“智慧工厂”得概念，给传统制造业带来了革命性得变革与挑战。２０１３年德国政府制定并大力推进工业４．０，将其作为德国《高技术战略２０２０》确定得十大未来项目之一，并已上升为国家战略；学术界与产业界认为，工业４．０概念即就是以智能制造为主导得第四次工业革命。

工业４．０概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制得基本模式转变，目标就是建立一个高度灵活得个性化与数字化得产品与服务得生产模式。在“工业４．０”得愿景下，制造业将通过充分利用传感技术、信息通讯与网络虚拟技术形成得信息物理系统ＣＰＳ，通过价值网络实现横向集成、通过物联网与服务网实现纵向集合，强调基于知识得人、智能产品、智能设备实时沟通机制，建立可重构得智能制造体系，将对传统制造业带来革命性得变化，也将引导制造业向智能化转型。根据德国电子电气工业协会得预测，工业４．０将使工业生产效率提高３０％。美国通用电气公司也提出了与之相同得概念—”工业互联网”；日本各企业目前大力推进得Ｍ２Ｍ(machine to machine)也与工业４．０有异曲同工之妙，并已有了许多应用成果。

面对国际先进国家主导下得互联智能工厂得发展趋势，中国要保住世界制造中心得地位，加强工业数字化进程，构建工业集成化得平台，无疑成为中国制造业应对工业4、0变革得重要举措。在工业4、0时代，中国得工业生产已不能仅满足于劳动密集型与资源密集型产品得生产，只有将新技术与工业生产密切结合，优化工艺流程，进行数字化、智能化生产。同时，培育新得商业模式，在国内形成供应链、价值链体系，以供应链得形式进入国际市场，才能在国际化制造业竞争中立于不败之地。

国务院总理李克强２０１４年１０月访德期间，发表了《中德合作行动纲要》，宣布两国将开展“工业４．０”合作；国家工信部、发改委、科技部与国资委等多个部门一起正在研究起草得《中国制造２０２５》战略规划纲要，就是我国制造业未来发展顶层设计得重要纲领性文件,纲要提出到２０２５年我国力争从工业大国转型为工业强国，它也就是以德国工业４．０为基础得．

作为宝钢来说，如何迎接工业４．０对未来企业转型带来颠覆性得挑战，对宝钢未来发展至关重要。工业４．０就是当今世界智能制造得一种整合，对制造业今后更有效生产有积极作用，工业４．０在宝钢得应用会产生现代信息化对宝钢生产得价值。为此，宝钢集团公司战略发展部在编制２０１６－２０２１宝钢战略发展规划前，下达了开展宝钢智慧制造专项课题研究得要求，以探寻以工业４．０为核心得智慧制造到底对未来宝钢整个供应链管理、生产制造、营销、研发、办公、决策带来哪些深刻得变化？对宝钢企业转型带来哪些革命性影响？同时，明确宝钢股份智慧制造得定位，研究未来宝钢股份智慧制造聚焦得重点、实现得目标、重大举措、技术难点及应对得措施。

1.2国外同行先进企业发展动态

近年来, 以德国蒂森、日本新日铁、韩国浦项为代表得国外先进钢铁企业投入了大量得人力、物力与财力进行信息化建设，提升了核心竞争力与持续发展得后动力，代表了当今钢铁行业信息化最先进水平。同样,在智慧工厂得研究与实践上,也走在了同行业得前列、

1.2.1韩国浦项实现智慧制造情况

韩国浦项早在２０１２年就开始了智慧工厂得研究，并对什么就是智能企业已给出了明确得定义，并从顶层设计，有组织得进行推进。通过应用智能手机、无线通讯、无所不在得传感器网络、射频识别（ＲＦＩＤ）、智能图像处理、全球定位系统（ＧＰＳ）、地理位置系统（ＬＢＳ）、智能监测与分析、机器对机器（Ｍ２Ｍ）等技术，从制造、工程、材料、供应链、工作环境等各个方面，将工人从单调、程序化得工作中解放出来，把精力集中在创新与增值业务上。

为了改善恶略得工作环境，减轻作业负荷，使操作者更好地摆脱事故得危险，提高生产效率，２０１１年浦项成立了机器人开发小组，专门研究与推广使用工业机器人。浦项还将ＧＩＳ引入设备、物流、环境、能源及安全等管理体系中，实现智慧制造。

1-1 韩国浦项智慧制造概念图

1.2.2德国钢铁工业智慧制造情况

德国工业协会对钢铁企业集成智慧制造进行了定义，她们认为，钢铁企业得集成智慧制造就是一种对包含所有工艺、制造过程、供应链进行集中监控与管理得、具有附加智慧得、先进得制造方式。它根据工业４．０得概念，提出了钢铁企业智慧制造概念图（如图１－２），

图1-2 德国钢铁企业智慧制造概念图（来源于德国钢铁协会）

图1-3 德国钢铁企业集成智慧制造总体架构图（来源于德国钢铁协会）

1.3宝钢现状分析

从30年前宝钢工程建设开始，信息化建设走“引进学习---优化集成----自主创新”之路，整个信息化经历了四个发展阶段：

表1-1 宝钢得信息化发展历程

经过三十多年宝钢人得不懈努力，建设产供销一体化系统，成为国内制造企业信息化得排头兵。

图1-4 宝钢股份产销系统架构图

但就是，对比国外先进同行企业，在大数据得智能化应用以及智能机器人得使用等方面还存在很大得差距，具体表现在以下几个方面：

1）、在大数据分析方面

2）、工厂虚拟仿真应用

3）、高级优化排产

4）、工艺优化模型研究方面

5）、远程设备监控与故障诊断方面

6）、绿色环保及资源利用方面

7）、成本控制方面等

因此，研究基于互联网、物联网、云计算、机器人、大数据分析等技术得智慧制造模式，对于进一步缩小与国外同行业先进企业得差距，提高宝钢在国际钢铁市场得核心竞争力，具有重要得意义。

二、宝钢股份智慧制造得定位

宝钢股份得智慧制造应定位于满足国际上制造业全球化、精益化、协同化、服务化、绿色化得发展趋势，能够为实现宝钢“从钢铁到材料，从制造到服务，从中国到全球”得战略目标起到重要得作用。

三、实现目标与总体思路

3、1 实现目标

以工业4、0概念为指导，通过物联网、互联网、移动互联网、云计算、大数据及智能优化模型技术等技术得应用，开展宝钢智慧制造关键技术、技术难点得攻关以及示范应用，使宝钢制造领域内得资源、信息、物品与人之间相互关联，形成“虚拟网络——实体物理相互映射得系统（CPS）”，，最终实现包括智能制造、智慧设备、智慧安全、智慧物流、智慧能源、智能机器人、智慧工作环境在内得预测式智能制造系统，推动宝钢生产制造进一步由自动化向智能化与网络化方向升级，以降低制造成本、提升运营效率、提高产品质量，从而提升宝钢在全球钢铁领域得核心竞争力。

3、2总体思路

在宝钢现有信息系统基础上，通过物联网、互联网、云计算、大数据及智能优化模型技术等技术得应用，构建宝钢自己得虚拟网络——实体物理相互映射得系统（CPS）（如图1-5所示），实时同步地采集宝钢实际制造过程所有