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【案例】寶鋼股份的智慧制造實踐
寶鋼股份作為全球領先的現代化鋼鐵聯合企業，積極踐行智能制造戰略，力求實現轉型發展。本案例以1580智能車間改造項目為切入點，提供一個觀察國內生產企業開展生產環節數字化轉型的窗口。
1.項目簡介 寶山鋼鐵股份有限公司（以下簡稱“寶鋼股份”）是全球領先的特大型鋼鐵聯合企業，是《財富》世界500強中國寶武鋼鐵集團有限公司的核心企業。2000年2月，寶鋼股份由原上海寶鋼集團公司獨家創立；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之一。 公司年報顯示，2018年寶鋼股份營業收入3048億元，同比增長5.4%；歸屬于上市公司股東的凈利潤216億元，同比增長12.5%。寶鋼股份2019—2024年發展規劃進一步強化“成本變革、技術領先、服務先行、智慧制造、城市鋼廠”五大能力建設。持續推進寶武整合工作，強化項目舉措有效實施，以實現協同效益最大化。 2.項目背景 鋼鐵工業是重要的基礎工業部門，是發展國民經濟與國防建設的物質基礎。國內鋼鐵產業鏈已經非常完整，但是也面臨產能過剩、降本增效、節能減排等挑戰。國內鋼鐵工業處于結構調整、轉型升級的關鍵階段，“互聯網+”戰略、中國制造2025戰略的提出，為鋼鐵工業的轉型升級帶來重大機遇。中國鋼鐵工業的結構調整不是簡單的去產能，而是與技術進步相結合，提高高附加值產品比例，通過集約化和專業化提高生產效率和彈性，實現供需結構的匹配。 寶鋼股份作為全球領先的現代化鋼鐵聯合企業，積極踐行智能制造戰略，力求實現轉型發展。2014年起，寶鋼股份開始組織開展智慧制造的系統籌劃，組建虛擬團隊，選擇鋼鐵制造的核心環節——熱軋作為智能車間的試點，通過與西門子、IBM等業內專家交流，結合自身摸索和研究，在國內鋼鐵工業首先制定了智慧制造專項規劃，構建集智能裝備、智能工廠、智能互聯為一體的智慧制造體系。 寶鋼股份1580產線投產于上世紀90年代，年產熱軋卷400萬噸。該產線自動化、信息化建設基礎較好。但與世界一流先進水平相比，產線自動化率、產品質量和關鍵消耗指標等仍存在一定差距，具有一定的改造空間。2016年9月，寶鋼正式啟動1580智能車間改造項目，以期搭建一個自動化、無人化、智慧化的平臺來實現產品的生產管理。這種生產線改造，對于寶鋼股份而言，非常具有挑戰性，具體表現在三方面：一是智能制造屬于領先技術，如何應用需要摸索；二是板坯庫無人化項目在全球范圍內應用少，如何應用同樣需要摸索實踐；三是項目的投入運營需要做大量的準備。 寶鋼股份1580智能車間改造，是我國鋼鐵業唯一正式入圍國家工信部《2015年智能制造試點示范專項行動實施方案》試點示范的項目。 3.數字化邏輯和方案 施耐德電氣作為全球領先的能效與自動化領域的專家，成為此次項目改造的服務商之一。結合施耐德電氣前期研究，寶鋼股份計劃通過三個階段來實現此項目。 第一階段，通過智能化車間改造，為1580產線搭建自動化、信息化、可視化平臺，實現板坯庫管理智能化、行車無人化。為此，寶鋼股份策劃細分了六大類實施模塊，具體為智能裝備、智能節能、智能可視、智能模型、智能診斷、智能物流，每個模塊下屬若干具體項目。第二階段，進一步優化幾大模塊的作用，實現生產過程進一步穩定，效率進一步提升。第三階段，從公司層面上搭建一個大的平臺，貫通溝通訂單到生產管理立項，到過程制造，甚至到成品出廠、技術服務等，為用戶提供更好的產品。 在1580板坯庫智能車間升級項目中，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、開關、Fluxx軟件管理平臺及EMS能源管理系統等在內的無人行車解決方案及全套產品、優化吊裝及物流系統算法、互聯互通系統和專家工程支持，使得1580熱軋智能車間實現了無人化值守，為寶鋼股份智能制造轉型升級提供切實保障。
4.項目成果 2016年，寶鋼股份決定與施耐德電氣進行合作，將1580板坯庫內的六臺行車全部改造成無人行車。2017年，寶鋼股份熱軋1580板坯庫的無人化行車調試成功。 在寶鋼股份熱軋1580智能車間，實現了以下功能： （1）無人化板坯庫，自動識別板坯信息、板坯可自動吊裝至指定位置； （2）全流程質量監控，實時調控爐內燃燒狀態，節省能耗；翹扣頭檢測，保持中間坯的質量；實時動態智能調整軋制過程；根據過程參數，實現成品性能預報； （3）機器人應用，機器人自動噴涂編號； （4）智能點檢，遠程終端隨時查看、診斷設備狀態。 公開信息顯示，寶鋼股份熱軋1580智能車間示范試點基本建成，技術經濟指標改善明顯，工序能耗下降6.5%，內部質量損失下降 30.6%，廢次降下降 10%，全自動投入率提升10.5%，指標實績大大優于設定目標。 借助服務商，寶鋼股份1580熱軋智能車間從工程控制、高效運營、安全可靠、智能化運營等多方面顯著提升，并為寶鋼股份1580智能車間的整體智慧制造建設提供堅實保障。完工后的1580熱軋智能車間將成為中國鋼廠熱軋車間中第一個真正意義的無人行車車間，為我國鋼鐵工業的智能化轉型提供經驗。 5.數字化遠景 1580熱軋智能車間升級改造只是寶鋼股份智慧制造的一個具體實踐。寶鋼股份2018年可持續發展報告顯示，過去一年全面落實生產廠部區域智慧制造藍圖，全年啟動智能裝備改造項目104個。啟動1580智能車間第二階段建設任務，進一步提升制造過程自動化水平。全面啟動C008冷軋智能車間試點示范建設任務，推進產能提升。 2018年年報顯示，2019年寶鋼股份將深入探索智慧制造，將充分體現2019-2024年智慧制造專項規劃內容，落實2019年勞動效率與管理效率提升目標。智能裝備由當前的工序/工廠，拓展組合成流程；專業層面加大數字化補缺，形成系統性突破；以大數據化為重點，與人工智能結合形成點、面突破。 從更大層面看，寶鋼股份的“智慧鋼廠路線圖”為：面向鋼鐵產品全生命周期，以物聯網、互聯網、云計算、大數據等新技術與寶鋼股份全供應鏈的深度融合應用為基本路徑，逐步提升寶鋼股份制造裝備、全供應鏈管控、分析決策過程的智能化水平，構建集智能裝備、智能工廠、智能互聯于一體的智能制造體系。 而在寶鋼股份智慧鋼廠建設過程中，除了施耐德電氣，其他服務商包括西門子、海爾集團、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程。 |
