国外主要钢企的数字化转型进程
来源： 世界金属导报 发布时间：2022-05-10
2021年11月30日，工信部印发《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》《“十四五”大数据产业发展规划》。三大规划是落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》制造强国、网络强国、数字中国战略的重点产业规划，确定了“数字产业化、产业数字化”的发展目标、任务行动、保障措施，将有力牵引钢铁行业实现转型升级、高质量发展。
习近平在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调，“数字经济正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。……充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式。”中国钢铁行业的数字化转型、智能化发展是实现高质量发展的内在需求，那么如何使数字技术赋能钢铁行业，实现放大、叠加、倍增作用？本期，我们来看看安米、蒂森、塔塔、浦项、日本制铁、jfe的数字化转型之路。
安赛乐米塔尔
1、安赛乐米塔尔的数字化推进组织
安赛乐米塔尔成立了专门的数字委员会，由集团首席技术官负责协调，集团和部门领导参与相关工作。该委员会致力于加快整个供应链的数字化进程，提高制造业和商业流程的绩效和可持续性。
由于收集、存储和计算信息的成本不断降低，数字化项目的采用也得到了推动和加速。安赛乐米塔尔的数千个在线传感器，以及利用大数据技术处理这些传感器获得的海量数据，正在能耗、水耗和设备磨损等方面创造价值。
2、安赛乐米塔尔数字化转型的主要项目
1）建立数字卓越中心
安赛乐米塔尔正在其全球各地的生产基地附近建立数字卓越中心，使新技术更快速地从原型走向成熟。安赛乐米塔尔比利时工厂的100多名工程师正在推进自动化项目，并在整个集团推广这些技术。法国的两个新数字实验室为员工、学生和当地初创企业提供培训和创新中心。
2）工业无人机应用
安赛乐米塔尔已将无人机用于提高操作的安全性、效率和准确性，例如用于设备维护，以最大限度地减少对员工安全的危害。同时，无人机也被用来在高空发射红外相机，来追踪能源的使用。
3）自动化项目
安赛乐米塔尔的自动化项目正在提高生产率和质量。自动化堆料场项目正在实施，该项目的生产线调度和运输设备（如自动起重机）对接，减少了库存并缩短了交货期。安赛乐米塔尔加拿大dofasco在发运过程中采用完全自主作业的起重机来识别和吊运钢卷。安赛乐米塔尔的美国、加拿大和墨西哥拼焊厂实现了完全机器人化，不仅提高了产量和质量，而且实现了汽车客户“扩大规模”的需求。
4）人工智能（ai）项目
安赛乐米塔尔的ai项目正在推进。加拿大某热轧厂的图像识别项目和ai模型实现了焊缝脱模的实时自动判定。巴西的ai图像识别项目，一个用于冷卷宽度测量，另一个用于环境排放自动分级。
5）孪生数据项目
数字数据使用从传感器收集的数据创建虚拟模型，以优化物理资产和制造过程，如利用传感器建立计划交付钢卷的数字指纹。钢卷质量缺陷用条形码标记，并链接到云中该钢卷的孪生数据。客户在钢卷到达时扫描条形码，即可从云端访问质量数据，并利用这些信息优化其操作。
6）虚拟现实（vr）项目
vr项目可用于增强安全培训。安赛乐米塔尔在巴西和美国工厂利用vr，开展受限空间的安全培训。
3、安赛乐米塔尔的数字化实验室
2021年7月，安赛乐米塔尔发布信息称，将在法国敦刻尔克——其欧洲最大的钢铁生产基地——附近建立第一个数字实验室。这个数字实验室将把其他制造商、初创企业、大学和当地的数字企业聚集在一起，旨在为钢铁行业带来最好的数字化创新，加速安赛乐米塔尔的数字化转型。实验室将特别关注三个主题：安全、能源和环境。
该实验室的主要定位包括：根据安赛乐米塔尔的数字化转型战略，与亚博ag旗舰厅的合作伙伴（主要团体、初创企业、数字企业、大学）开展合作；作为安赛乐米塔尔员工和外部人员的新职业、新技术和数字化培训中心；联合主办会议和相关活动的场所。
安赛乐米塔尔还将在该实验室内和其他亚博ag旗舰厅的合作伙伴开展联合项目。如和engie在能源效率领域、和爱立信在5g移动连接领域、与ultiwatt在能源优化领域、与easymile在自动驾驶领域开展合作研究。
安赛乐米塔尔的第二个数字实验室在摩泽尔，位于其弗洛朗日工厂附近。第二个数字实验室的主要方向是大数据、质量和维护。
蒂森克虏伯
1、蒂森克虏伯的工业4.0理念
蒂森克虏伯认为，工业4.0属于第四次工业革命，与第一次工业革命同样重要。工业4.0将融合现实世界和网络空间，形成进行准确的生产决策的海量数据，将实现数字化转型、产品和生产的数字对话。
2、蒂森克虏伯数字化转型的主要项目
1）无边界的业务流程
在蒂森克虏伯的一家热轧带钢厂实施了一个工业4.0亚博ag旗舰厅的解决方案，该方案远超出单个公司的界限，实现了价值链的链接。供应商、热轧带钢厂和下游用户都通过数字网络被连接起来。hüttenwerke krupp mannesmann的板坯生产由80千米外的热轧带钢轧机控制，可以快速响应客户的快速交货要求。
同时，客户也可以根据其“just in time”的需求，对热轧带钢生产进行干预，他们可以直接在工厂的it系统中输入订单，并自行决定何时处理订单。客户还可以在生产前改变规格，如宽度和厚度。
除了上述柔性和灵活性之外，跨公司边界的流程链还有其他优势，如可以节省原材料和产品的存放空间和成本、节约资金占用等。
2） 产品与生产过程“对话”
在蒂森克虏伯的伊尔森堡工厂，凸轮轴钢产品和生产制造过程能够“对话”。每个凸轮轴钢产品都有自己独特的id，在整个生产过程中如同有名字。它携带了大量的数据，如它的最终客户、当前的处理状态，以及在何种情况下离开上个工步。产品和生产之间的这种对话是基于与互联网的接口。
以凸轮轴钢产品为例，产品也是有“记忆”的，即制造过程的全部工艺。在伊尔森堡，物质世界正在与数据网络融合，形成一个“网络物理系统”。蒂森克虏伯认为，这是工业生产的未来。它要求生产过程中的所有元素都有一个名称、一个历史记录和一个web接口。目标是“智能工厂”，能够自我管理、学习和灵活操作。
3）3d工厂
蒂森克虏伯是世界领先的汽车生产线供应商之一，特别是白车身、发动机和变速箱的装配线。由于不断提高的处理能力和改进的软件工具，蒂森克虏伯可以在计算机上设计完整的汽车生产线，包括机器、机器人和装卸设备。数以百计的机器人完成从单独钣金零件到白车身的制造，辅助设备包括搬运设备、固定部件的夹具和连接技术，如焊接钳连接钣金零件。所有机器人、机器岛和控制元件都在三维仿真中进行虚拟装配和测试。因此，可为用户呈现一个虚拟验证生产线，从而大幅减少调试时间。
4）保证数据安全的“工业数据空间”
在工业4.0时代，快速、安全地移动大量数据非常重要。“工业数据空间”旨在消除不确定性，使用户可以完全控制自己的数据。
5）新的商业模式、智能产品
通过新的商业模式、智能产品和服务获得竞争优势。例如，零售商、供应商和物流供应商形成了一个数字生态系统，在这个生态系统中，每个部分都可获得所需要的一切信息，如货物的位置、状况和需求。
塔塔钢铁
1、塔塔钢铁的数字化转型定位及发展目标
塔塔钢铁通过与领先的研究机构、大学、行业协会、第三方以及客户合作，推进数字化转型。其短期目标是，通过推进和利用数字化，提供与公司开展业务的便利性，提高运营的灵活性和生产率，并改进对客户的服务；长期目标是，通过创建数字亚博ag旗舰厅的解决方案来改善服务并提高对客户的透明度，以适应数字时代的要求；推进和利用数字技术、大数据分析等改进流程、产品和服务。
2、塔塔钢铁的主要数字化转型项目
塔塔钢铁的数字化战略有三大支柱，即更智能的技术、更智能的连接、更智能的服务。塔塔钢铁的数字创新中心正在不断试验最新技术，如孪生数据、ai、增强/虚拟/混合现实、区块链和无人机等。在钢铁制造基地实施并同时为下游用户开发增值数字服务。
1） 塔塔钢铁的“智能服务”项目
（1）动态满足用户需求：通过工业云实现供应链间的实时数据流。
（2）同步计划：通过数字化赋能s&op规划以提高交付性能。
（3） 连接客户和售后市场：ar和ai赋能服务以进行即时亚博电竞网的技术支持。
（4）智能工厂：基于物料数据的动态过程控制、提高质量、通过数字化技术将材料视角引入预测性维修。
（5）智能供应：采用条形码/二维码/激光蚀刻标记以提高材料可追溯性、区块链支持的有争议材料跟踪或可持续采购、通过可追溯性提高可回收性。
（6）数字产品开发：模拟材料的孪生数字。
2）塔塔钢铁“面向汽车行业的数字化制造发展”项目
塔塔钢铁认为，转型需要巨额投资，因此结合实际情况找到有效的节约之道至关重要。制造过程的数字化是在提高整体设备效率的同时节约成本的关键因素之一。
汽车行业正面临着“互联、自动、共享、电气化”（case）的大趋势的挑战。塔塔钢铁的项目之一是“汽车价值链的数字化”。项目的发展路线如下：（1）第一阶段：于2020年实现材料的可追溯性。（2）第二阶段：于2021年实现首次智能化数据使用。（3）第三阶段：到2025年实现动态过程控制。（4）第四阶段：到2030年实现“kitchen to kitchen”目标。（5） 第五阶段：2030年之后，要实现供应链完全集成。
浦项钢铁
光阳厂建成热轧人工智能中心
浦项钢铁公司光阳厂在热轧板生产线上建成“热轧人工智能中心”，将远程开展设备控制的核心操作。该厂将以热轧全工序为起点，对冷轧和涂镀等整个轧制工序引入智能钢厂技术。
热轧人工智能中心是一个远程操作室，基于人工智能、物联网等智能技术的远程控制，可以控制热轧厂设备。即使不去现场，也能远程实时控制设备，有助于实现工作模式的创新。
此外，光阳厂还采用了smart wave控制技术，利用实时监控影像在精轧工序中检测和控制钢材的形状。光阳厂热轧部以热轧工序为起点，实现从加热到卷取的热轧全工序的综合监测和远程操控。根据热轧厂智能化及运营经验，光阳厂将在冷轧部、电镀部等轧制全工序实现操作自动化。
开发“质量影响因子分析系统”
浦项钢铁开发了“质量影响因子分析系统”，可以快速准确地找出质量缺陷的发生原因，进一步提升质量管理。在出现产品质量缺陷时，利用作业数据分析质量波动核心原因因子，应对质量缺陷。只有迅速找出导致缺陷的作业条件，才能提前防止缺陷的大量和重复发生，因此分析质量影响因子至关重要。要找出质量影响因子，必须统计分析优良品与次品之间作业变量值（代表作业条件的数据项目）是否存在显著差异，并根据工作经验和知识进行解析。
目前，浦项厂在21个质量指标和487个作业因子的分析中使用了质量影响因子分析系统，提高了质量管理工作的效率和准确性。该厂质量技术部表示，通过引进该系统，可以轻松分析并掌握质量影响因子，今后有望彻底解决固有缺陷的问题。
利用设备故障预知系统提高作业稳定性
浦项钢铁公司在浦项厂利用设备故障预知系统 prism （prognostics and health management initiativef or smart maintenance，智能维护预测和健康管理计划）提高作业稳定性，该系统通过自动化逻辑来反映5400多种设备的管理诀窍，主动检测设备异常情况并通知管理人员。该套系统是由浦项厂炼钢设备部自主研发的。
通过将技术知识系统化，实现了更加定量的设备管理，除了预知故障外，还利用1300多个设备传感器对数据进行实时监控，随着功能的不断升级，自动计算出3800多种更换周期，使设备管理更加高效。
扩增机器人“员工”
受新冠肺炎疫情影响，韩国各大企业引进弹性工作制，倡导“非面对面接触”的办公环境等，并扩增rpa机器人“员工”，推动企业向数字化转型。rpa 全称为“robotic process automation”，中文翻译为“机器人流程自动化”。rpa机器人员工不是传统认知上肉眼可见的实体机器人，而是一款软件机器人，通过模拟并增强人类与机器人的交互过程，可以全天候不间断运行，有效降低办公操作中的人为错误。它的应用能够极大地提高当前办公效率，有效降低企业成本，并将员工从大量、重复、机械并基于一定规则的劳动中解放出来。浦项制铁公司的rpa机器人职员属于正式员工，拥有个人办公电脑和员工专属邮箱账号，可以代替人类员工完成单一化工作。
韩国浦项制铁公司的rpa系统 图源：韩国浦项制铁公司posco ict
日本制铁
日本制铁大力推进数字化转型。以钢铁业的数字化先进企业为目标，在运用数据和数字化技术致力于生产流程和业务流程改革的同时，推进有助于迅速决策和彻底强化课题解决能力的对策。”日本制铁将在2021年后的5年内在数字化转型战略上投入1000亿日元以上，目标是成为钢铁业的数字化先进企业。具体来说，将运用数据和数字技术，致力于如下的生产流程改革和业务流程改革，强化事业竞争力：
1、面向“创造能力”的革新进化，通过高效应用ai、iot等数字技术来推进生产的智能化。不仅在国内，在海外生产基地也要确保与国内同等水平的运行和质量，构建远程操作管理平台。
2、为了提高对应顾客的能力，构建从接受订单～生产～交货的综合生产计划平台，强化灵活且最优的供给体制。
3、作为全球管理基础，构建能够实时掌握各种经营信息和kpi并能够迅速改善行动的综合数据平台，强化商业信息（基于数据的管理支持系统）。由此，可加快从管理层到一线的决策，并可以提高课题的解决能力。
jfe
jfe于2020年7月20日宣布，在总部开设最新ict应用数据科学推广基地“jdxc（jfe数字化转化中心）”。这是日本国内钢铁行业的首次尝试，该中心具备综合使用公司东、西制铁所等所有日本制造基地生产设备运营数据的操作数据环境。
jfe钢铁生产部门积累了作业所需的温度、送风能力、热送作业状态管理、各种产品质量管理，设备、作业故障预测管理等多项数据。jfe目前正在建立一种估计值，将存储在各地区的数据共享到公司云中，可以共同分析和建模全公司数据。此次，通过将制造部门数据汇聚到总公司的“jdxc”，将丰富的数据加以更加综合多方面的应用，增强全球竞争力，场所设置在25楼。
“jdxc”谋求将上下工序数据合作利用，通过区域间的共享化，推进生产效率提高，削减成本。此外，推进制造过程中网络物理系统（cps）的共性和标准化，提高整体作业水平。同时，到本年度为止，公司将以350人为目标实现科学家的知识经验共享，通过具体课题提高个人技能，扩充数据科学家的人数。担任中心主任的是科学项目部长河村和朗。
jfe通过“高炉可视化”、利用5g实现热轧工程智能化、数据科学技术保全、图像诊断和it技术质量管理等措施。后续将以“jdxc”为据点，通过数据合作等推进其他制造工艺cps化。并且，面向后新冠时代，远程工作等新工作方法也将作为制造企业提高生产创新性和扩大设备操作稳定的方法。（世界金属导报）
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