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智能工厂的三种搞法

产业智能 浏览:61 回复:1 收藏

gchui  2025-01-21 09:49

我不久前意识到:在钢铁行业,智能工厂至少有三种搞法。


首先要说一下背景。20年前,与离散制造业相比,钢铁行业的自动化、信息化水平都是非常领先的。离散行业的自动化和计算机系统一般分成三级(基础自动化、MES、ERP),典型的钢铁行业则分成四级,分别是L1~L4。其中,在基础自动化和MES之间插入了一级,也就是L2级、或者称之为L2级。这一级下接基础自动化,上接管理系统。在我看来,这一级的本质就是原始的工业互联网。钢铁厂有几种典型的类型。

宝钢是典型的大型钢铁联合企业,包括炼铁、炼钢、热轧、冷轧等四大工序(工厂)。每个工序又包含若干更小的工序(车间或分厂)。比如,炼钢包括转炉、精炼、连铸等相对独立的工序。这类钢厂产品种类往往很多。考虑成分、厚度、涂镀、冷热轧、性能要求等因素,产品种类有上百万种。生产过程对成本、质量、作业率、收得率、能耗、效率、排放、人均产钢量等各种指标都有全面的要求。


这种企业的智能化,首先是在满足上述指标的前提下,实现按合同组织生产,并追求小品量、多品种、快交货。宝钢在20多年前就完成了这个任务(当然,这些方向没有止境)。此后,智能工厂的重点应该是对上述指标进行进一提升。钢铁行业的老专家王天义先生曾经说:衡量智能钢厂最重要的指标,应该是能耗而不是机器人的数量。这个观点很有道理。成本、质量、作业率、收得率、能耗、效率、排放、人均产钢的进一步优化,主要决定于工序之间的协同。能耗低则是工序之间协同好的最典型的表现。冶金部原总工程师殷瑞钰院士,更明确地强调了工序之间的界面。从某种意义上说,他提出的“冶金流程学”的关键,就是优化工序之间的界面。总之,智能化更多体现在协同上。


第二种做法适合短流程,本质上是通过物理手段促进工序之间的协同。大约30年前,以薄板、薄带为代表的短流程开始流行起来。这种工艺把炼钢、连铸、加热、轧钢等工序变成了连续的流程,消除或者弱化了工序界面之间的断点。短流程的生产效率大大提升、能耗大大降低。形象地说:就是把多个工厂并成一个工厂,协同性大大提高了。但这种生产方式有个问题,就是产品一般比较低端。换个角度,对产品质量的要求不是太高。这种工厂的智能化,差不多就是自动化。


第三种做法介于两者之间:物理上仍然是不同的厂子。但用了工业互联网技术后,就可以像管一个厂一样管理多个工厂,实现了工厂之间更好的协同,让效率更高、能耗更低、损失更少。美国的大河公司和国内的永锋钢铁差不多就是这样。永锋的工业互联网平台,有点类似L2系统的加强板、把不同车间一起管起来了。这种做法是有前提的:产品大纲也比较简单、质量要求也相对较低。有了这样的基础,生产过程就容易做得比较顺畅——不会时常让质量问题干扰生产。当然,管理上的精益化也是一个重要的前提。如果大河或永锋的产品大纲像宝钢大院一样复杂,技术难度就高多了。


总之,不能脱离工厂和产品的特点谈智能工厂,不能仅仅着眼于信息技术,关键是做得更好。这就是因地制宜吧。智能工厂的本质不是有没有大屏、有多少机器人、也不是采用AI算法,不是咬文嚼字,而是能对业务指标有大的帮助。


来源:微信号 蝈蝈创新随笔

作者:郭朝晖

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