06 信息化给钢铁行业带来的机遇和挑战

冷轧标记
用用用用用用用用用 户户户户户户户户户 1 2 3 4 5 6 7 8 9
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标记 提高质量效果明显； 适用于所有产品，投 入少、产出快；降低 成本、提高效益
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
生产制造过程信息化的重要性
钢铁企业信息化包含了销售、财务、生产、技术、设备、战略决策等许多内 容，而且还在不断发展新的理念和功能，但是其中最核心的内容是生产制造过程 的信息化。 生产制造过程信息化是企业工艺技术、生产管理理念和方法的具体体现。要 实现适应钢铁企业发展需要的生产制造过程信息化，必须采用科学先进的工艺技 术、生产管理理念和方法，通过信息化手段对生产制造过程进行有效控制，合理 地处理好品种之间、工艺之间、工序之间的关系，消除孤岛式的管理模式，建立 完整的、系统的生产制造信息化平台。只有这样才能充分挖掘工艺技术和生产管 理的潜力，最大限度地提高产品质量，降低生产成本，直接而不是间接地为企业 创造效益。
1. 钢铁企业的信息化
钢铁行业的发展阶段
半机械化 机械化 自动化 信息化 人工喂钢的横列式轧机、叠轧薄板轧机 机械化的炼钢设备，早期的板带轧机 自动化的炼钢和轧钢设备 全流程的生产制造过程，以及设备、财务、 销售、人力资源计算机管理系统 信息化
装备及信息化 水平对企业经 营效益的影响
自动化 机械化
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
◇按牌号生产方式
（粗放式生产方式）
目标牌号(成分范围) 热轧性能范围
冷轧性能范围
牌号A 用户1 用户2 用户3 冷轧工艺1 热轧工艺1 冷轧工艺2 牌号B 用户4 用户5 用户6
◇按标记生产方式
（精细化生产方式）
内部产品标准 (成分范围)
热轧工艺1 热轧工艺2 热轧工艺3 冷轧工艺4 冷轧工艺5 冷轧工艺1
0
1. 钢铁企业的信息化
信息化的基本构成
L5 企业决 供应商管理系统、供应链管理系统、电子商务管理系统和企业决策支持系统 策管理系统
企业全方位的管理运营支持平台，是针对整个钢铁企业内人、财、物的 L4企业资 管理，以采购、生产、销售、财务 、质量、设备和人力资源等企业宏观 源计划系统 管理和运营层面的内容为主体。 是钢铁制造过程的精细化管控平台，是针对某条生产线所对应的 车间或分厂范围内的物料、命令和工艺的管控，管理内容主要包 L3生产制造 括作业计划编制、命令下达、生产调度、质量控制和实绩收集 执行系统 等。 随着设备的引进而得到应用，为加强过程监控和提高控制效 果，在很多过程控制系统中引入了模糊控制、神经元网络和专 L2过程控制系统 家系统等人工智能技术。
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
出钢记号最初是在宝钢建设初期从新日铁引进的，在国内也有称为炼 钢标记。它是对生产制造过程实现精细化管理的一种方法，可以在按牌号 进行生产技术管理的基础上将一个牌号的成分、工艺条件、表面质量等技 术要求进行细分，根据质量要求配置多个不同的生产工艺，以达到控制产 品质量的目的。新日铁在它的质量管理体系中不仅有出钢记号还有轧钢记 号，轧钢记号又分热轧和冷轧。这种通过记号来实现从炼钢到冷轧生产全 过程的精细化管理的方法，是新日铁质量管理体系中的核心技术。
60,000 GDP/亿 50,000
500,000
400,000
40,000
300,000
30,000
200,000
20,000
100,000
10,000
0 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
1. 钢铁企业的信息化
钢铁企业的信息化
钢铁企业的信息化是钢铁企业以计算机为智能化工具的 新的生产力，也可称为钢铁企业的信息化生产力。它将钢铁 企业中多部门分专业、分工序、孤立、分散的专业工作和质 量信息构成一个自上而下的信息网络体系，调动所有要素， 使企业经营活动的整体效益最大化。这个信息网络体系将改 变钢铁企业的技术、 生产、管理的思维模 式、工作内容和工作 方式，使钢铁企业发 生极其深刻的变化。
热轧工艺
1
2
3
热轧工 艺
1
热轧工 艺 带出 热轧性能（表 品 N 面/尺寸精度/ 工艺条件…） 内部牌号
1
N
热轧标记
热轧性能（表 N 面/尺寸精度/ 工艺条件…） 内部牌号
带出品 热轧性能（表 面/尺寸精度/ 工艺条件…）
冷轧工艺
1
2
3
4
5
冷轧工艺 1
冷轧工 1 艺
N 冷轧性能（表 N 面/尺寸精度/ 工艺条件…） 内部牌号 带出 冷轧性能（表 品 N 面/尺寸精度/ 工艺条件…） 内部牌号 带出品 冷轧性能（表 面/尺寸精度/ 工艺条件…）
设备改进/更新 提高质量效果不明显；根 据不同产品逐工序改进/更 新，投入多、产出慢；增 加成本、降低效益
提高工艺标准 提高质量效果不明显； 投入少，便于实施； 增加带出品、增加成 本、效益差
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
成分/设备/工艺条件
性能/表面
工艺 工艺 工艺
用 户 要 求
T1
T2
T3
2. 钢铁企业面临的机遇与挑战
挑战
3. 针对钢铁企业的一般特点，实现制造过程控制信息化，有以下关键技 术需要突破：炼钢标记、轧钢标记的应用技术，MIC体系的建立，内 部牌号与内部产品标准的规则，二级工艺代码体系建立和应用，在线 合同评审，在线的计算机生产排程等。 4. 钢铁企业的信息化过程是一个创新过程，核心的内容是不可能买来的， 企业一旦开展了这项工作，就必须长期坚持不懈地开展工艺技术经营 管理改进和完善工作。如果把信息化作为一个 阶段性标志性的工作，不持续创新和改进，就 将很快被其它企业超越。建立起一套持续创新 和改进的机制，培养出有相应技术素质和能力 的专业队伍，将是决定一个企业能否真正实现 信息化的关键。
2. 钢铁企业面临的机遇与挑战
机遇
3. 国内钢铁企业的装备水平近年来得到快速 发展，自动化水平较高甚至优于国外先进 企业，为信息化的发展创造了较好的硬件条件。 4. 信息化的发展投入相对较少，但效益明显。在信息化的发展过程中， 企业间的差距快速拉大，优势企业将有机会迅速扩大市场份额，劣势 企业将在这个过程中被迫让出已有的份额，因此可以说钢铁企业的信 息化过程将是一个快鱼吃慢百度文库的过程，任何一个企业都有可能在信息 化的进程中实现反超，成为优势企业。
L1基础自动化系统
以PLC控制为主的基础自动化层
2. 钢铁企业面临的机遇与挑战
机遇
国内钢铁企业在装备水平、品种结构上 已具备了与国际先进企业相当的水平。 1. 钢铁企业信息化是一个相当长的发展过程，虽然我们与国外先进企业 存在差距，但是从现在开始发展钢铁企业的信息化仍然为时不晚。在 今后信息化的发展过程中，国内先进企业有可能也应该赶上和超越国 外的先进企业，最终实现由钢铁大国向钢铁强国的转变。 2. 钢铁企业信息化的核心是改变传统的工艺技术生产管理理念，是一个 创新思维的过程。掌握了新的工艺技术生产管理理念后，具体技术问 题的解决相对容易，钢铁企业的信息化能够实现快速发展。
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
在实际生产过程中，产品的外部标准或 内部标准对应成分的规定较宽，造成在 标准范围内的成分组合也不能满足性能 和质量要求的情况。对应国家标准规定 热轧工艺 热轧工艺1
Si Al Mn C S P N
的牌号，如果各元素同时取成分上限或 下限，都有可能造成性能超标。即使采 用碳当量进行控制也无法做到精细化的
图中不同颜色表示的是不同元 素的成分范围，在这个范围中 各元素的任意成分组合都能满
足产品的性能和质量要求时， 管理，并且很难实现对成分及工艺控制
热轧工艺2
这个成分区间则很窄，生产难 的信息化。采用标记后可以逐步实现对
不同成分组合的精细化管理，并且配以 度加大，成品率较低，生产成 不同的生产工艺以保证产品质量的稳定， 本增加。 同时最大限度地扩大了成分范围，有利
冷轧性能范围
用户1
牌号A 热轧性能范围
冷轧工艺2 冷轧工艺3
用户2
用户3
用户4
牌号B
用户5
目标成分
热轧目标值
冷轧工艺6
用户6
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
N 炼钢标记 成分（表面/ 尺寸精度/工 艺条件…） N 内部牌号 成分（表面/ 尺寸精度/工 艺条件…） 带出 N 品 内部牌号 带出品 成分（表面/ 尺寸精度/工 艺条件…）
50s
70s
90s
年代
1. 钢铁企业的信息化
GDP/亿
900,000 钢产量/万吨 90,000
800,000
如果 GDP 继续以 7% 的速度增长，钢 产量的走势如何？随着环保、资源的
钢产量/万吨
80,000
700,000
70,000
压力加大，经济增长模式转变，钢产
600,000
量不可能与 GDP 同步提高，而是稳 定在一定数量上或缓慢下降，但是优 势钢铁企业将进一步做大做强。
T4
时间T
T1
T2
T3
T4
时间T
成分/设备/工艺条件
性能/表面
工艺1 工艺2 工艺3
用 户 要 求
T1
T2
T3
T4
时间T
T1
T2
T3
T4
时间T
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
这是首钢某生产线信息化系统的炼钢 标记设计实际操作界面，图中的彩色 部分显示的是钢种所含成分的主元素、 辅元素和其它元素。采用图形的方式 显示化学元素含量的目的是帮助设计 人员建立标记的概念和直观地看到不 同标记的成分组合情况。
2. 钢铁企业面临的机遇与挑战
挑战
1. 转变传统的工艺技术生产管理理念，对于钢铁企业管理层和工艺技术 人员是一个严峻挑战。传统的工艺技术理念是过去成功的基础，但也 是实现钢铁企业信息化的最大障碍。如果不改变传统观念，建立创新 性思维，探索新的工艺技术生产管理方法，就无法实现真正意义上的 钢铁企业信息化。信息化平台上实现。 2. 建立一个精细化钢铁生产过程控制的信息化 管理体系，需要工艺技术人员做大量艰苦细 致的工作，研究探索全新的工艺技术经营管 理方法，形成一套适应自身企业特点的质量 管理体系，并在信息化平台上实现。
3. 生产制造过程信息化两个核心内容
生产制造过程信息化的重要性
尽管生产制造过程信息化是钢铁企业信息化的核心内容，但也是目前最薄弱的 一个环节。由于钢铁生产工艺的复杂性，以至于我们还不能将所有工艺技术、生产 管理的工作进行量化，变为可以通过计算机进行处理的信息，许多工作还要靠人工 处理，这成为实现生产制造过程信息化的最大障碍，需要在信息化的进程中通过创 新工艺技术、生产管理的理念和方法加以解决。 目前在生产制造信息化系统中，有两个关键技术将使我们的工艺、生产管理水 平有本质上的提高，一个是出钢记号、轧钢记号，它拓宽了技术专业的理念、思路， 提供了新的工艺技术管理方法；另一个是全新的MIC体系，它可以将记号的方法和 其它所有业务工作通过代码整合在一个信息化平台上，使先进的管理理念在生产制 造过程中得到实现。
信息化给钢铁行业 带来的机遇和挑战
首钢技术研究院 2015年6月
目
1 2 3 4 5
录
钢铁企业的信息化 钢铁企业面临的机遇与挑战 生产制造过程信息化两个核心内容 ——标记与MIC体系 生产制造过程信息化的关键技术 信息化给钢铁企业带来的效益
1. 钢铁企业的信息化
信息化定义
信息化是指培养发展以计算机 为主的智能化工具为代表的新生产力， 并使之造福于社会的历史过程。（智能 化工具又称信息化的生产工具，它一般必须具备信息获取、信息 传递、信息处理、信息再造、信息利用的功能）与智能化工具相 适应的生产力，称为信息化生产力。智能化生产工具与过去生产 力中的生产工具不一样的是它不是孤立分散的，而是一个具有庞 大规模的自上而下的有组织的信息网络体系，这种网络性生产工 具将改变人们的生产方式、工作方式、学习方式、交流方式、思 维方式等，使人类社会发生极其深刻的变化。