幹勇:時代呼喚著中國鋼鐵向智能化、綠色化發展
2026-05-03 01:26:08
本報記者 何惠平 實習記者 賈林海
2020年末,工信部公開征求對《關於推動鋼鐵工業高質量發展的指導意見(征求意見稿)》(下稱《意見》)的意見。《意見》提出,力爭到2025年,鋼鐵工業基本形成產業布局合理、技術裝備先進、質量品牌突出、智能化水平高、全球競爭力強、綠色低碳可持續的發展格局。《意見》對鋼鐵行業“十四五”發展提出了更高的要求。
那麼,“十四五”時期,鋼鐵行業如何實現在智能化、綠色化領域更高質量的發展?圍繞這一話題,日前,中國金屬學會理事長、中國工程院院士幹勇在接受《中國冶金報》記者采訪時,深入解讀了鋼鐵行業智能化、綠色化發展現狀,並指出了鋼鐵行業在智能化、綠色化領域存在的問題及突破的方向。
工藝、生產、管理的智能化須同步進行
“智能製造將是‘十四五’時shi期qi流liu程cheng製zhi造zao業ye技ji術shu創chuang新xin的de主zhu要yao抓zhua手shou和he轉zhuan型xing升sheng級ji的de主zhu要yao路lu徑jing。中zhong國guo已yi經jing成cheng為wei全quan球qiu治zhi金jin生sheng產chan中zhong心xin和he消xiao費fei中zhong心xin,應ying進jin一yi步bu成cheng為wei全quan球qiu治zhi金jin教jiao育yu中zhong心xin和he研yan發fa中zhong心xin。時shi代dai呼hu喚huan著zhe中zhong國guo鋼gang鐵tie向xiang智zhi能neng化hua、綠色化發展,中國將引領全球冶金技術的發展。”幹勇指出。
“智能製造是先進信息技術和先進製造技術深度融合的大係統,是由智能產品、智能生產及智能產業模式(產業和產業鏈的智能化)三大功能係統和工業互聯網這一支撐係統集合而成的大係統。”幹勇如此定義智能製造。
對dui鋼gang鐵tie行xing業ye而er言yan,智zhi能neng製zhi造zao的de實shi踐jian主zhu要yao體ti現xian在zai生sheng產chan工gong藝yi的de智zhi能neng化hua上shang。據ju他ta介jie紹shao,鋼gang鐵tie企qi業ye工gong藝yi智zhi能neng化hua的de內nei涵han極ji其qi豐feng富fu,主zhu要yao體ti現xian在zai以yi下xia方fang麵mian:一(yi)是(shi)建(jian)立(li)融(rong)合(he)工(gong)藝(yi)機(ji)理(li)與(yu)生(sheng)產(chan)大(da)數(shu)據(ju)統(tong)計(ji)規(gui)律(lv)的(de)複(fu)合(he)調(tiao)控(kong)模(mo)型(xing),提(ti)高(gao)對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)精(jing)準(zhun)控(kong)製(zhi)的(de)水(shui)平(ping)。二(er)是(shi)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)基(ji)於(yu)鋼(gang)廠(chang)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)傳(chuan)輸(shu)現(xian)象(xiang),形(xing)成(cheng)適(shi)用(yong)於(yu)鋼(gang)廠(chang)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)傳(chuan)輸(shu)理(li)論(lun),指(zhi)導(dao)鋼(gang)廠(chang)智(zhi)能(neng)化(hua)生(sheng)產(chan)運(yun)行(xing)。三(san)是(shi)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)可(ke)靠(kao)性(xing)強(qiang)的(de)在(zai)線(xian)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)與(yu)裝(zhuang)置(zhi),借(jie)助(zhu)複(fu)合(he)調(tiao)控(kong)模(mo)型(xing),實(shi)現(xian)對(dui)全(quan)流(liu)程(cheng)運(yun)行(xing)效(xiao)果(guo)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)與(yu)閉(bi)環(huan)調(tiao)控(kong),提(ti)高(gao)對(dui)流(liu)程(cheng)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)的(de)控(kong)製(zhi)水(shui)平(ping)。四(si)是(shi)擴(kuo)大(da)對(dui)單(dan)體(ti)工(gong)序(xu)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)及(ji)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)參(can)數(shu)的(de)監(jian)測(ce)、信號采集、傳輸等自動化技術及基礎自動化設備的應用範圍。五是完善與流程製造業智能化相匹配的控製理論和算法,以及發展儀器儀表、計算機控製、軟件編程、大數據分析和其它信息技術,推動流程製造業智能化升級。
鋼鐵企業如何實現生產環節智能化?麵對《中國冶金報》記者這一提問,幹勇給出了以下幾點建議:
一是構建實時感知、數字化及工業互聯網係統,及時采集產量、質量、能耗、加工精度和設備狀態等數據,與訂單、工序、人(ren)員(yuan)進(jin)行(xing)關(guan)聯(lian),對(dui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)全(quan)程(cheng)追(zhui)溯(su)。二(er)是(shi)開(kai)發(fa)複(fu)雜(za)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)特(te)殊(shu)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)。三(san)是(shi)建(jian)立(li)高(gao)精(jing)度(du)複(fu)合(he)模(mo)型(xing)或(huo)仿(fang)真(zhen)中(zhong)心(xin),以(yi)及(ji)全(quan)流(liu)程(cheng)一(yi)體(ti)化(hua)調(tiao)控(kong)體(ti)係(xi)。四(si)是(shi)構(gou)建(jian)工(gong)藝(yi)設(she)備(bei)智(zhi)能(neng)化(hua)運(yun)維(wei)體(ti)係(xi),包(bao)括(kuo)大(da)型(xing)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)的(de)健(jian)康(kang)狀(zhuang)態(tai)監(jian)測(ce)與(yu)智(zhi)能(neng)維(wei)護(hu)係(xi)統(tong),跨(kua)區(qu)域(yu)、跨行業、跨平台的設備運維雲平台,以及設備運維遠程響應機製與配套服務體係。
“鋼廠生產與工藝的智能化要有覆蓋全工序的智能化管理製度。”在幹勇看來,這種智能化管理製度應涵蓋對設備、質量、能源及數據等的管理。例如,智能化設備管理,要設置設備管理模塊,最大限度減少設備的非計劃性停機次數;智能化質量管理,要建立質量數據庫,為產品檔案提供基本的質量數據;智zhi能neng化hua能neng源yuan管guan理li,要yao製zhi訂ding多duo場chang景jing能neng源yuan計ji劃hua,精jing準zhun預yu測ce能neng源yuan的de消xiao耗hao與yu產chan生sheng,與yu能neng源yuan管guan網wang反fan饋kui信xin息xi相xiang結jie合he,實shi現xian能neng源yuan網wang絡luo的de動dong態tai調tiao控kong,減jian少shao煤mei氣qi、蒸汽等氣體放散;智能化數據管理,在智能化工廠運轉過程中,會產生設計、工藝、製造、倉儲、物流、質量、人員等業務數據。這些數據可能分別來自於ERP(企業資源計劃係統)、MES(製造企業生產過程執行管理係統)、QIS(質量管理信息係統)等應用係統。因此,企業要建設邊緣計算、工廠數據中心和雲計算平台,並確定哪些數據需在工廠範圍內處理、哪些數據要上傳到雲平台處理。
“2020年新冠肺炎疫情期間,寶鋼股份通過遠程運維、大數據、人工智能等技術手段,將上海寶山基地的冷軋廠熱鍍鋅智能車間變成了1座24小時運轉卻無需多人值守的‘黑燈工廠’,2條200米長的生產線基本實現了機器代人操作,每條生產線隻有2名~3名(ming)工(gong)人(ren)流(liu)動(dong)檢(jian)視(shi)。而(er)且(qie)當(dang)生(sheng)產(chan)線(xian)遇(yu)到(dao)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)時(shi),工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)家(jia)通(tong)過(guo)手(shou)機(ji)就(jiu)能(neng)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)。通(tong)過(guo)手(shou)機(ji)上(shang)的(de)軟(ruan)件(jian),相(xiang)關(guan)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)清(qing)晰(xi)地(di)看(kan)到(dao)上(shang)海(hai)寶(bao)山(shan)基(ji)地(di)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang),而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)遠(yuan)在(zai)3000公裏外的寶鋼湛江基地的情況,真正做到了‘不碰麵生產’。”幹勇以寶鋼股份冷軋廠熱鍍鋅智能車間為例,介紹了鋼企如何利用智能製造實現遠程生產。
“鋼廠未來智能製造的目標將是建成世界領先的綠色、智慧、創新、精品的工廠;遵循‘流程最優、信息最快、智慧最佳、效率最高、成本最低’的智能製造方案,以全行業最高水平的智能製造架構,打造出領先世界同行一代的智能製造標杆。”幹勇這樣描繪行業智能製造領域的願景。
智能製造的成績、挑戰、機遇並存
據幹勇介紹,當前鋼鐵行業智能製造的發展主要表現為以下特點:
一是兩化融合水平明顯提升。2018年,鋼鐵行業兩化融合指數達51.2%,關鍵工序數控化率達到68.7%,應用電子商務的企業比例超過50%。大型鋼鐵集團企業兩化融合水平高,兩化融合指數為56.2%,高於行業平均水平5個百分點,基本構建出“產線自動化係統、過程控製係統、生產執行係統、製造管理係統”自上而下、縱向集成的4級體係。
二是智能裝備水平明顯提升。智能裝備已在國內鋼企如寶鋼、南鋼、沙鋼、河鋼等的生產環節得到應用,不僅提高了操作精度、生產效率,而且加強了安全保障。
三是軟件產品不斷推陳出新。隨著我國鋼鐵企業智能化水平不斷提升,國內智能製造團隊相繼開發出眾多優秀的智能製造軟件產品。
四是知識產權不斷豐富。目前,國內重點鋼鐵企業取得了多項軟件著作權,部分項目還獲得了冶金科學技術獎。
“雖然鋼鐵工業兩化融合程度不斷加深,但距離智能製造仍有較大差距,需要不斷提升數字化、網絡化、智能化水平。”幹勇坦言,“這些差距主要表現在工藝過程數學模型的適用性較差、全生命周期質量管控通道尚未打通、供應鏈協同存在較大差距、管控一體化水平有待提高等方麵。”
幹勇認為,鋼鐵行業智能製造的目標為:到2022年底,形成由標準引導、平台服務的鋼鐵行業智能製造推進機製,全麵提升鋼鐵行業數字化、網絡化、智能化水平,形成一批可複製的解決方案,提高鋼鐵企業工業軟件應用普及率,促進鋼鐵企業在研發設計、數據分析、質量控製、能源管理、環境管理、集成應用、協同創新等方麵的提升,推進鋼鐵企業智能化轉型。
他建議,鋼鐵企業應建立完善的智能製造標準體係,夯實智能製造基礎;提高自主創新能力,攻克關鍵核心技術;創新產業機製,構建協同發展平台;研究行業智能製造解決方案;推進大數據應用,提高鋼鐵企業智能決策水平。
鋼鐵行業須出台綠色發展規劃
“gangtiexingyedelvsefazhan,shizhianzhaoxunhuanjingjidejibenyuanze,yiqingjieshengchanweijichu,zhongdianzhuahaoziyuangaoxiaoliyonghejienengjianpaigongzuo,quanmianshixianjigangtiechanpinzhizao、能源轉換、廢棄物處理及消納功能為一體,能與其他行業和社會生活實現生態聯結,從而保證良好的經濟、環境和社會效益的發展模式。”幹勇對鋼鐵行業的綠色發展做了深入的界定。
他進一步介紹,進入新世紀以來,鋼鐵行業在綠色發展方麵取得了長足進步,例如對幹熄焦、高爐幹法除塵、轉爐幹法除塵技術的引進、研發、推廣,對高爐渣、轉爐渣及含鐵粉塵的加工處理和綜合利用,對焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣及各類蒸汽的回收利用和自發電技術的推廣等。
“suizhelvsefazhandeshenrutuijin,gangtiexingyedungangzonghenenghaozhunianjiangdi,dungangeryanghuatanpaifangliangzhunianxiajiang,dunganghaoxinshuizhunianxiajiang,gutifeiqiwuliyonglvzhuniantigao,gongyeshengtailianqudelianghaofazhandeng。”幹勇在總結鋼鐵行業綠色發展成績的同時,表示挑戰同樣存在。
一是能源消耗和汙染物排放總量大,資源、環境承載能力有限。幹勇表示,京津冀、長三角、珠三角地區占我國國土麵積的8%,卻消耗全國42%的煤炭和60%的鐵礦石,生產55%的鋼鐵。產業布局的高度密集,造成這些地區環境汙染嚴重。
二是企業節能減排進度不一,超低排放改造難。“據統計,非重點鋼鐵企業生產了13%的粗鋼,卻排放了53%的二氧化硫,噸鋼二氧化硫排放量比重點企業多出6倍。”幹勇說,“再加上我國鋼鐵行業環保標準嚴格,在控製汙染物總量的同時,嚴格控製排放濃度的難度很大,鋼鐵企業的環保成本也因此大大增加。”
三是綠色技術支撐體係不完善,綠色發展的科技創新能力有待加強。“鋼gang鐵tie行xing業ye應ying用yong節jie能neng技ji術shu取qu得de了le良liang好hao的de效xiao果guo,但dan這zhe些xie技ji術shu多duo源yuan於yu國guo外wai,我wo國guo在zai汙wu染ran物wu協xie同tong控kong製zhi領ling域yu對dui自zi主zhu開kai發fa的de核he心xin技ji術shu儲chu備bei依yi然ran嚴yan重zhong不bu足zu,行xing業ye普pu遍bian側ce重zhong於yu產chan品pin、生產工藝的開發,對節能減排的技術創新重視不夠、投(tou)入(ru)不(bu)足(zu),對(dui)廢(fei)棄(qi)物(wu)消(xiao)納(na)與(yu)產(chan)業(ye)化(hua)應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)的(de)開(kai)發(fa)與(yu)配(pei)套(tao)政(zheng)策(ce)支(zhi)持(chi)力(li)度(du)不(bu)夠(gou),以(yi)企(qi)業(ye)為(wei)主(zhu)體(ti)的(de)產(chan)學(xue)研(yan)用(yong)科(ke)技(ji)創(chuang)新(xin)體(ti)係(xi)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)低(di),評(ping)價(jia)體(ti)係(xi)不(bu)健(jian)全(quan)等(deng)問(wen)題(ti)突(tu)出(chu)。”幹勇指出。
針對鋼鐵行業綠色發展麵臨的挑戰,幹勇提出以下建議:
一是調整結構、控製總量。要研究以結構調整、產業升級為主線的合理需求和總量控製問題,提出鋼鐵行業全局性的綠色發展規劃;淘汰不符合國家環保排放標準、能源消耗限額標準和產品標準的落後產能、落後工藝、落後產品等;減少重複建設,控製生產總量。
二(er)是(shi)完(wan)善(shan)綠(lv)色(se)發(fa)展(zhan)科(ke)技(ji)創(chuang)新(xin)體(ti)係(xi)。要(yao)對(dui)從(cong)事(shi)行(xing)業(ye)共(gong)性(xing)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa)單(dan)位(wei)及(ji)個(ge)人(ren)給(gei)予(yu)資(zi)金(jin)支(zhi)持(chi),提(ti)高(gao)在(zai)行(xing)業(ye)共(gong)性(xing)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)上(shang)的(de)投(tou)入(ru)比(bi)例(li);促進研發成果產業化、工程化轉化,形成支撐鋼鐵行業綠色發展的持續動力;以誠信開放為基礎,完善激勵機製,促進企業真正成為綠色發展技術創新的主體;協調相關部委,重視行業與生態鏈相關的關鍵技術開發和示範項目的引導性投入。
三是以內需為主,調整鋼材出口政策。不能以出口導向作為化解過剩產能的出路;禁止生鐵、鋼坯等初級產品出口,嚴格限製高耗能和低附加值產品出口,不鼓勵大量中檔產品出口;對技術含量高的鋼材出口,以動態管理的形式調整出口目錄;鼓勵加工成高端製成品或機電產品後出口;鼓勵到國外建廠,就近生產、銷售。
四是鼓勵利用廢鋼資源。促使社會廢鋼形成“回收一分類一加工配送一利用”的完整體係;對符合準入條件的廢鋼加工配送企業給予增值稅即征即退60%的稅收減免政策;鼓勵資源性產品(廢船、廢舊汽車、廢舊家電等含鐵資源)的進口,規範並簡化廢鋼進口管理程序,在零關稅的基礎上,將進口廢鋼的增值稅降到8%~10%。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:楊珊山
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