智能化无人钢厂

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1、一、项目背景分析1.1 概述近年来，随着互联网、移动通讯、物联网、云计算、大数据、智能机器人等技术的发展，以德国为代表的欧美 发达国家提出了 “智慧工厂”的概念，给传统制造业带来了革命性的变革与挑战。2 0 13年德国政府制定并大力推 进工业4.0,将其作为德国高技术战略2 0 2 0确定的十大未来项目之一，并已上升为国家战略；学术 界和产业界认为，工业4.0概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命。工业4.0概念包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变，目标是建立一个高度灵活的个性化 和数字化的产品与服务的生产模式在“工业4.0”的愿景下，制造业将通过充分利用传感技术、信息通讯和网

2、络 虚拟技术形成的信息物理系统CPS，通过价值网络实现横向集成、通过物联网与服务网实现纵向集合，强调基于 知识的人、智能产品、智能设备实时沟通机制，建立可重构的智能制造体系，将对传统制造业带来革命性的变化， 也将引导制造业向智能化转型。根据德国电子电气工业协会的预工业4.0将使工业生产效率提高3 0%.美国 通用电气公司也提出了与之相同的概念一工业互联网”；日本各企业目前大力推进的M2M（machine to machine）也 与工业4.0有异曲同工之妙，并已有了许多应用成果.面对国际先进国家主导下的互联智能工厂的发展趋势,中国要保住世界制造中心的地位，加强工业数字化进程, 构建工业集成化的

3、平台，无疑成为中国制造业应对工业4.0变革的重要举措。在工业4。 0时代，中国的工业生产已 不能仅满足于劳动密集型和资源密集型产品的生产，只有将新技术与工业生产密切结合，优化工艺流程，进行数字 化、智能化生产。同时，培育新的商业模式,在国内形成供应链、价值链体系，以供应链的形式进入国际市场，才能 在国际化制造业竞争中立于不败之地。国务院总理李克强2014年10月访德期间，发表了中德合作行动纲要，宣布两国将开展“工业4.0” 合作；国家工信部、发改委、科技部和国资委等多个部门一起正在研究起草的中国制造2 0 2 5战略规划纲 要，是我国制造业未来发展顶层设计的重要纲领性文件，纲要提出到2 0 2

4、 5年我国力争从工业大国转型为工业强国, 它也是以德国工业4.0为基础的.作为宝钢来说，如何迎接工业4.0对未来企业转型带来颠覆性的挑战，对宝钢未来发展至关重要。工业4.0 是当今世界智能制造的一种整合，对制造业今后更有效生产有积极作用，工业4.0在宝钢的应用会产生现代信息 化对宝钢生产的价值为此，宝钢集团公司战略发展部在编制2 0 1 6 - 2 0 2 1宝钢战略发展规划前，下达了开展 宝钢智慧制造专项课题研究的要求，以探寻以工业4.0为核心的智慧制造到底对未来宝钢整个供应链管理、生产 制造、营销、研发、办公、决策带来哪些深刻的变化？ 对宝钢企业转型带来哪些革命性影响? 同时，明确宝钢股

5、份智慧制造的定位，研究未来宝钢股份智慧制造聚焦的重点、实现的目标、重大举措、技术难点及应对的措施。1.2 国外同行先进企业发展动态近年来， 以德国蒂森、日本新日铁、韩国浦项为代表的国外先进钢铁企业投入了大量的人力、物力和财力进 行信息化建设,提升了核心竞争力和持续发展的后动力，代表了当今钢铁行业信息化最先进水平.同样，在智慧工厂 的研究与实践上，也走在了同行业的前列。1.2.1 韩国浦项实现智慧制造情况韩国浦项早在2012年就开始了智慧工厂的研究，并对什么是智能企业已给出了明确的定义，并从顶层设计, 有组织的进行推进通过应用智能手机、无线通讯、无所不在的传感器网络、射频识别（RFID）、智能图

6、像处理、 全球定位系统（GPS）、地理位置系统（LBS）、智能监测和分析、机器对机器（M2M）等技术，从制造、工程、 材料、供应链、工作环境等各个方面，将工人从单调、程序化的工作中解放出来，把精力集中在创新和增值业务上为了改善恶略的工作环境，减轻作业负荷，使操作者更好地摆脱事故的危险，提高生产效率,2011年浦项成 立了机器人开发小组，专门研究和推广使用工业机器人浦项还将GIS引入设备、物流、环境、能源及安全等管理 体系中,实现智慧制造。建立智瑟的人工智能融合杀蜿f便任诃人在任何地方和任何时间都能抉連他出决走.系 统依据从人工智能系统中诊断和预测垢果进彳雅!1造工厂中的无人控制杓捉作.新时优的

7、制造模式制造 MES+P/C Manufactuiring Mobile Pulpit-RFSD Application堆护7辰星 Quality* MdruFactuiring Ev-erffy Fhroduct ControlWihg BcN,.WMS* logfefes-Transpon GPS Trading Application安全雁康 Eatetys Ernergpnry Hearth Care RTLS Appiicano-n Mobile Offict Sefvici? Wefc-bastd Control-RED Applicationt 2fr rt.|十fl IIili

8、皆di白1Mobile Pulpit移动控制台.Wibro：无违室带接入,BcN：S带融合网络.RTL5:实时世置跟岳 萦蜿,WM立仓库管理泵统II业40时代下的制造IJ1-1 韩国浦项智慧制造概念图1.2.2 德国钢铁工业智慧制造情况德国工业协会对钢铁企业集成智慧制造进行了定义，他们认为,钢铁企业的集成智慧制造是一种对包含所有工艺、 制造过程、供应链进行集中监控和管理的、具有附加智慧的、先进的制造方式。它根据工业4.0的概念，提出了 钢铁企业智慧制造概念图（如图1 2）,横向水平E协通一t工却程的所有曲煨备垂宜七刮性能曲器_一丄设备状杏监测4應暑缺甩谬断-A于和识号HMI左忙的捉ft憎导I设

9、曲雉护方更g-爭工序之间时关昵-产咼理尊-所有高册事菲及敖聒的 追鬧过程间的豳 袁面质水迪创丸控整牛过程撐制牡 亠迪程质盘谁断”工莒技术方面 “軽新效益方面 环境慄护方面图 12 德国钢铁企业智慧制造概念图（来源于德国钢铁协会）Intgrated Intelligent Manufacturing (12lp31H(/WI+ KFm B !H：EBimteltjrKiTrprNn MHitiiuiiive quality decision self adaptive disasterHMIcontrolsupportplanning handlingEldiagnosis, nionitorm

10、g喘僭腳optimthnrobust controluse of experienceprocessstoragecustomeradv, plantdataTTnioddsnianuf specdemandsmaiiiteuancestorage11process understandingsensoredata acquisiiiondatalecoiiciliationmatenal trackingSlhhl-Zeutruiu图 1 3 德国钢铁企业集成智慧制造总体架构图（ 来源于德国钢铁协会）1.3 宝钢现状分析从 30 年前宝钢工程建设开始，信息化建设走“引进学习- 优化集成- 自

11、主创新之路，整个信息化经历了 四个发展阶段：发展阶段辔理发展惜息化建设以生产宵中心（19了旷1992年建设一 、二期工程】.提出禺三髙一流”目岳 仪集中一贯管理为樓心2. 五制配套，保证生产稳定3. 主辅分离税生产管建更精干髙尅信息化建设与工程建此同歩.実现 产找级、区域级信息化起步以财务为中心（199旷3000年建设三 期工程）1.计划熒需向市场鏗疥转吏，确立财务在金业菅 理中的核心地住2，由主产导向向用户导向转变，认识到满足用户 需求的重要性信息化建设与管理按展同歩.着力 制造基地级信息化提升*建成爰盖 一、二、三期工程、自下而上辙向 集成的四级计算机怵系。面向用户.以提升竟 争力为中心（

12、2000200阵丈施ESI工程）1.提出“建成全球最具竞争力钢铁企业“目标Z树亚“以客户为中心1*的经宫瑶念，面向企业管 理业务，实腌企业系统创新EWI工程宝钢脆份实施医I工程，开展电干 商务.巍戚面向客户90係统、散 据仓库，在核心业务上实现了信息 化开爼一瓠五钠、梅钢、宁波 宝新制遗管理系境战运。提升轶实力.实現跨 越式发屣（2005年推进钢铁 主业一体此）1.宝钢股份芫咸增境收购.推进琳向-化管理 与橫向协洞管理相结合的新型管理体系2实现从噸辅帛战略到惴品珮模”战略的转 变和从親建为主到“萍并璽组打新骥相结合 护张方式的转变弈姑向支挣一休化运营他模式的 信息化迈进.基本建成一体化经营 管

13、理杀统，为一体化运营和规跚T 张提供了杀统平合，提升了宝钢的 软实力”表 1-1 宝钢的信息化发展历程经过三十多年宝钢人的不懈努力，建设产供销一体化系统，成为国内制造企业信息化的排头兵。经背Bs理B宝钢股份总剖信息化管理系统总图iSWJW制能氣打_j輯直曽耳tiHMF优驚H求 与 #* 怕!计制蹒IEM.PiWM&:l用朋目hflft* irasifiAtim榊爾林 羁拉U*M5环储战痹平會二滋忧U立换寰匪卒台t主fintl期曽帧t星厂袖諮驱电厂立吃酹碗宝嘶闕 运牡昔理期走宝罰的議畑迨馬綁ODSRfi盘主js尸主isjauR两主捡間漏主島握优盘鞋主程喊主层域曲扫BISiRffiB臟左静敢主廳聯

14、主區蛙磋島zttfflSH剧洗执行晶竝內忡IF H班区晉即合冋飙出rMa责源警哩质毎It锂归協哩集成平舎衣陕13康坡昱钢股忖总郃制造胃理斂 （大院+SHSJ-15IH. 23WKU二 lan/is&dBimitCL?连申報羞住 TH制哙沁2訓锻u也ML2-OTttHtMLZ廉酗冷删吃酗植賊L2wansuRKAJW二曲咖 L2 .MM 口fe3S*4tmi 血口钿BH血彗并良.n 晞IM巒WSBtBfflKJESH綴 HHFWSFR L3M图 1 4 宝钢股份产销系统架构图 但是，对比国外先进同行企业，在大数据的智能化应用以及智能机器人的使用等方面还存在很大的差距,具体 表现在以下几个方面：1）、在大数据分析方面2）、工厂虚拟仿真应用3）、高级优化排产4）、工艺优化模型研究方面5）、远程设备监控与故障诊断方面6）、绿色环保及资源利用方面7）、成本控制方面等因此,研究基于互联网、物联网、云计算、机器人、大数据分析等技术的智慧制造模式， 对于进一步缩小与国 外同行业先进企业的差距，提高宝钢在国际钢铁市场的核心竞争力，具有重要的意义。二、宝钢股份智慧制造的定位宝钢股份的智慧制造应定位于满足国际上制造业全球化、精益化、协同化、服务化、绿色化的发展趋势，能够 为实现宝钢“从钢铁到材料，从