工信部印发三大规划，推动钢铁行业数字化转型，助力数字经济发展

2021年11月30日，工信部印发《“十四五”信息化与工业化深度融合规划》《“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》。三大规划是贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划纲要》建设制造强国、网络强国、数字中国战略的重点产业规划，确定了“数字工业化、产业数字化”的发展目标、任务、行动、保障，将有力带动钢铁行业实现转型升级和高质量发展。

习近平在中共中央政治局第三十四次集体学习上强调，“数字经济正在成为重构全球资源要素、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，推动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。中国钢铁行业数字化转型、智能化发展，是实现高质量发展的内在要求。那么数字技术如何赋能钢铁行业，实现放大、叠加、倍增呢？本期，我们来看看安赛乐米塔尔、蒂森克虏伯、塔塔、浦项、新日铁、JFE等企业的数字化转型。

安赛乐米塔尔

1. 安赛乐米塔尔数字化推广组织

安赛乐米塔尔成立了专门的数字化委员会，由集团首席技术官协调，集团和部门领导参与，以加速整个供应链的数字化，提高制造和业务流程的性能和可持续性。

数字化项目的采用也受到信息收集、存储和计算成本下降的推动和加速。安赛乐米塔尔的数千个在线传感器以及这些传感器利用大数据技术获取的海量数据正在能源消耗、水消耗和设备磨损等领域创造价值。

2. 安赛乐米塔尔主要数字化转型项目

1）建立数字卓越中心

安赛乐米塔尔正在其全球生产基地附近建立数字卓越中心，以使新技术能够更快地从原型走向成熟。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

安赛乐米塔尔已使用无人机来提高运营的安全性、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，同时无人机还被用于在高空发射红外摄像机来跟踪能源使用情况。

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。自动化堆场项目正在进行中，该项目将生产线调度和运输设备（如自动起重机）联系起来，以减少库存并缩短交货时间。安赛乐米塔尔加拿大 Dofasco 使用全自动起重机在装运过程中识别和提升钢卷。安赛乐米塔尔在美国、加拿大和墨西哥的焊接工厂完全实现了机器人化，这不仅提高了产量和质量，还满足了汽车客户的“扩大规模”需求。

4）人工智能（AI）项目

安赛乐米塔尔的AI项目正在取得进展。加拿大一家热轧厂的图像识别项目和AI模型已实现焊缝脱模的实时自动判断。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的自动分类。

5）孪生数据项目

数字数据使用从传感器收集的数据来创建虚拟模型，以优化物理资产和制造流程，例如使用传感器为计划交付的钢卷建立数字指纹。钢卷质量缺陷用条形码标记，并与云端钢卷的孪生数据相关联。客户在钢卷到达时扫描条形码，从云端访问质量数据，并利用这些信息优化其运营。

6）虚拟现实（VR）项目

VR项目可用于加强安全培训。安赛乐米塔尔在其巴西和美国工厂的密闭空间内使用VR进行安全培训。

3.安赛乐米塔尔的数字实验室

2021年7月，安赛乐米塔尔宣布将在其欧洲最大的钢铁生产基地法国敦刻尔克附近建立首个数字实验室。该数字实验室将汇聚其他制造商、初创企业、大学和本地数字公司，为钢铁行业带来最佳数字创新，加速安赛乐米塔尔的数字化转型。实验室将重点关注三个主题：安全、能源和环境。

该实验室的主要作用包括：根据安赛乐米塔尔的数字化转型战略，与合作伙伴（主要集团、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、技术和数字化培训中心；以及共同主办会议和相关活动的场地。

安赛乐米塔尔还将与实验室的其他合作伙伴开展联合项目，例如与Engie在能源效率领域开展联合项目、与爱立信在5G移动连接领域开展联合项目、与Ultiwatt在能源优化领域开展联合项目、与EasyMile在自动驾驶领域开展联合项目。

安赛乐米塔尔的第二个数字实验室位于摩泽尔省，靠近其佛罗伦萨工厂。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概念

蒂森克虏伯认为，工业4.0是第四次工业革命，与第一次工业革命同等重要，工业4.0将把现实世界与网络空间融合，形成海量数据进行精准生产决策，实现产品与生产的数字化转型和数字化对话。

2. 蒂森克虏伯主要数字化转型项目

1）无边界业务流程

蒂森克虏伯的一家热轧带钢厂实施了工业 4.0 解决方案，该解决方案远远超出了单个公司的界限，连接了价值链。供应商、热轧带钢厂和下游用户都通过数字网络连接起来。Hüttenwerke Krupp Mannesmann 的板坯生产由 80 公里外的热轧带钢厂控制，使其能够快速响应客户的快速交货要求。

同时，客户还可以根据自己的“Just in time”需求介入热轧带钢的生产，可以直接将订单输入工厂IT系统，并决定何时处理订单，还可以在生产前更改宽度、厚度等规格。

跨公司边界的流程链除了具有上述的灵活性和敏捷性之外，还具有其他优势，例如节省原材料和产品的仓储空间与成本，节省资金占用等。

2）产品与生产过程的“对话”

在蒂森克虏伯的伊尔森堡工厂，凸轮轴钢产品和制造过程能够“对话”。每个凸轮轴钢产品都有自己独特的ID，就像一个贯穿整个生产过程的名字。它承载着大量数据，例如它的最终客户、当前的加工状态以及它在什么情况下离开了上一个工艺步骤。产品和生产之间的这种对话基于与互联网的接口。

以凸轮轴钢产品为例，产品也有“记忆”，即制造过程的全过程。在伊尔森堡，物质世界正在与数据网络融合，形成“信息物理系统”。蒂森克虏伯认为，这是工业生产的未来，要求生产过程中的所有要素都有名称、历史记录和网络界面。目标是能够自我管理、学习和灵活运营的“智能工厂”。

3）3D工厂

蒂森克虏伯是全球领先的汽车生产线供应商之一，尤其是白车身、发动机和变速箱装配线。得益于不断增强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、机器人和搬运设备。数百台机器人完成从单个钣金件到白车身的​​制造，辅助设备包括搬运设备、用于固定组件的夹具和连接技术，例如用于连接钣金件的焊接夹具。所有机器人、机岛和控制元件均在 3D 仿真中虚拟组装和测试。因此，可以向用户展示一条虚拟验证生产线，从而大大缩短调试时间。

4）“产业数据空间”保障数据安全

在工业 4.0 时代，快速安全地传输大量数据非常重要。工业数据空间旨在消除不确定性，让用户完全控制自己的数据。

5）新商业模式和智能产品

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、供应商和物流提供商形成一个数字生态系统，其中每个部分都可以访问其所需的所有信息，例如商品的位置、状况和需求。

塔塔钢铁

1.塔塔钢铁数字化转型定位及发展目标

塔塔钢铁正与领先的研究机构、大学、行业协会、第三方和客户合作，推动数字化转型。其短期目标是通过推广和利用数字化，为公司开展业务提供便利，提高运营灵活性和生产力，改善对客户的服务；其长期目标是通过创建数字化解决方案来适应数字时代的要求，改善服务并提高对客户的透明度；推广和利用数字技术、大数据分析等来改进流程、产品和服务。

2. 塔塔钢铁主要数字化转型项目

塔塔钢铁的数字化战略有三大支柱，分别是更智能的技术、更智能的连接和更智能的服务。塔塔钢铁的数字创新中心不断尝试孪生数据、人工智能、增强/虚拟/混合现实、区块链和无人机等最新技术，并将其应用于钢铁制造基地，并同步为下游用户开发增值数字服务。

1）塔塔钢铁“智能服务”项目

（1）动态满足用户需求：通过工业云实现整个供应链的实时数据流。

（2）同步计划：通过数字化赋能S&OP计划，提升交付绩效。

（3）连接客户和售后市场：AR和AI服务提供即时技术支持。

（4）智能工厂：基于材料数据的动态过程控制，提高质量，并通过数字技术将材料视角引入预测性维护。

（5）智能供应：利用条形码/二维码/激光蚀刻标记提高材料可追溯性，利用区块链支持追踪有争议的材料或可持续采购，并通过可追溯性提高可回收性。

（6）数字产品开发：模拟材料的数字孪生。

2）塔塔钢铁“汽车行业数字化制造发展”项目

塔塔钢铁认为，转型需要巨额投入，根据实际情况寻找有效的节约成本的方法至关重要。制造流程数字化是节约成本、提高设备综合效率的关键因素之一。

汽车行业正面临“网联化、自动化、共享化、电动化”（CASE）大趋势的挑战，塔塔钢铁的项目之一就是“汽车价值链数字化”，项目发展路线如下：（1）第一阶段：2020年实现材料可追溯性。（2）第二阶段：2021年实现首次智能数据使用。（3）第三阶段：2025年实现动态过程控制。（4）第四阶段：2030年实现“Kitchen to kitchen”目标。（5）第五阶段：2030年后，实现全供应链集成。

浦项制铁

光阳工厂热轧人工智能中心竣工

浦项光阳工厂在热轧板生产线上建设了“热轧人工智能中心”，将远程进行设备控制核心操作，该工厂将从热轧工序入手，将智能钢厂技术引入到冷轧、涂层等整个轧制工序。

热轧人工智能中心是基于人工智能、物联网等智能技术远程控制，实现对热轧机设备的远程操控的远程操作室，即使不去现场，也可以实时远程操控设备，实现工作模式的创新。

此外，光阳工厂还采用Smart Wave控制技术，利用实时监控图像对精加工工序中的钢材形状进行检测和控制。光阳工厂热轧部门以热轧工序为切入点，实现从加热到卷取的整个热轧工序的全面监控和远程控制。基于热轧工厂的智能化和运营经验，光阳工厂将在冷轧部门、电镀部门等整个轧制工序中实现运营自动化。

开发“质量影响因子分析系统”

POSCO开发了能够快速准确地找出品质不良原因，进一步改善品质管理的“品质影响因素分析系统”。当产品质量不良发生时，利用运行数据，分析品质波动的核心原因因素，以应对品质不良。只有快速找出造成不良的运行条件，才能提前预防大量不良发生，因此分析品质影响因素至关重要。要找出品质影响因素，需要统计分析良品与不良品之间的运行变量值（代表运行条件的数据项）是否存在显著差异，并基于工作经验和知识进行分析。

目前，浦项工厂在21项质量指标、487项作业要素的分析中运用了质量影响因素分析系统，提高了质量管理的效率和准确性。该工厂质量技术部门表示，通过引入该系统，可以轻松分析和掌握质量影响因素，预计未来将彻底解决固有缺陷问题。

利用设备故障预测系统提高运行稳定性

浦项钢铁公司在浦项厂使用设备故障预测系统 PRISM（智能维护预测和健康管理计划），以提高运营稳定性。该系统通过自动化逻辑反映 5,400 多种设备的管理知识，主动检测设备异常并通知管理人员。该系统由浦项厂炼钢设备部门独立开发。

通过技术知识系统化，实现设备管理更加量化，除了预测故障，还利用1300多个设备传感器实时监测数据，随着功能的不断升级，自动计算3800多个更换周期，让设备管理更加高效。

扩大机器人劳动力

受新冠疫情影响，韩国各大企业纷纷引入弹性工作时间、提倡“非面对面接触”办公环境，并扩充RPA机器人“员工”以推动企业数字化转型。RPA全称是“Robotic Process Automation”，中文翻译为“机器人过程自动化”。RPA机器人员工并非传统认知中肉眼可见的实体机器人，而是通过模拟和增强人与机器人的交互过程，实现全天候不间断运行的软件机器人，有效减少办公操作中的人为失误。它的应用可以大幅提升当下办公效率，有效降低企业成本，将员工从大规模、重复性、机械性和规则性劳动中解放出来。浦项的RPA机器人员工是正式员工，拥有个人办公电脑和员工专属邮箱账户，可以替代人类员工完成单项任务。

韩国浦项RPA系统 来源：Posco ICT

新日铁

新日铁正大力推进数字化转型。以成为钢铁行业数字化先进型企业为目标，在利用数据和数字技术改革生产流程和业务流程的同时，推进有助于快速决策的措施，彻底加强解决问题的能力。“新日铁将在2021年以后的5年内，在数字化转型战略上投资1000亿日元以上，以成为钢铁行业数字化先进型企业为目标。具体来说，我们将利用数据和数字技术改革以下生产流程和业务流程，以加强我们的业务竞争力：

1. 向“创造能力”创新进化，通过有效应用AI、IoT等数字技术，推进智能化生产，不仅在中国，在海外生产基地也确保与国内生产基地同等的运营和品质，并构建远程运营管理平台。

2、为提高对客户的响应能力，构建从订单受理到生产到交货的综合生产计划平台，强化灵活、优化的供应体系。

3.作为全球化经营的基础，构建能够实时掌握各种经营信息和KPI并迅速改善行动的综合数据平台，强化经营信息（数据化经营支持系统），加快从管理层到一线的决策速度，提高解决问题的能力。

杰富瑞

2020年7月20日，JFE宣布在总部开设最新ICT应用数据科学推广基地“JDXC（JFE数字化转型中心）”，这是日本国内钢铁行业的首次尝试。该中心拥有综合利用该公司东、西制钢所等所有日本制造基地的生产设备运行数据的运营数据环境。

JFE钢铁公司生产部门积累了大量的温度、空气供应能力、热送作业状况管理、各种产品质量管理、设备、作业故障预测管理等数据。JFE目前正在制定计划，将存储在各地区的数据共享到公司云端，以便全公司的数据能够共同进行分析和建模。这次，通过将制造部门的数据集中到总公司的“JDXC”，将更全面、多方面地利用这些丰富的数据，提升全球竞争力，会场设在25楼。

“JDXC”寻求以协同方式利用上下游工序的数据，并通过区域间共享来促进生产效率和成本降低。此外，它还推动制造过程中信息物理系统（CPS）的通用化和标准化，以提高整体运营水平。同时，到今年年底，该公司将实现以350人为目标的科学家知识和经验共享，通过特定主题提高个人技能，并扩大数据科学家的数量。该中心的主任是科学项目部主任川村和明。

JFE已采取“高炉可视化”、利用5G实现热轧工程智能化、数据科技维护、图像诊断、IT技术质量管理等措施。未来将以“JDXC”为基础，通过数据协作等方式推动其他制造工序的CPS化。此外，面向后疫情时代，远程办公等新工作方式也将作为制造企业提高生产创新、扩大设备运行稳定性的一种方式。

来源 | 世界金属通报