1 引言

中国制造 2025 指出，我国钢铁行业要打造面向制造业的“互联网＋”产业生产体系，构建钢铁全流程智能制造系统，力促钢铁行业转型升级。浙江省将发展数字经济列为“一号工程”，宁波作为全国首个“中国制造 2025”试点示范城市，以推进制造业转型升级和提质增效为中心，推进宁波制造业率先向高端、智能、绿色、服务转型升级。以中国制造 2025 及省数字经济“一号工程”和集团公司要求为指导编制宁钢智能制造发展规划大纲，在宁钢现有信息系统的基础上，通过物联网、互联网、云计算、大数据及智能优化模型等技术的应用，构建宁钢虚拟网络——实体物理相互映射的系统，重点推动宁钢智能制造迈上新台阶，全面推行两化融合、智能制造，提升宁钢的核心竞争力。

2 规划目标

以打造宁钢持续竞争优势和新型能力为关注点，以两化融合体系建设为契机，以智能制造为发展主线，实现公司转型升级。通过推进新技术应用，将生产制造过程与业务管理系统深度集成，提升公司智能制造水平，满足市场消费个性化需求，对生产要素高度灵活配置，达成大规模定制化生产，加快环境治理，推行节能环保前沿技术应用。着力推进由响应制造到预测制造的转变、由事后处置到事前预防预判的转变、由自动化向智能化的转变，全力打造智慧宁钢。

（1）完善两化融合体系，进一步提升新型能力建设。

（2）广泛使用智能机器人，改善工作条件、提高劳动生产率。

（3）建成一批区域集控中心，优化生产作业模式，开展操作集控化。

（4）建设智慧管控中心，增强高效、精细化、一体化管控能力。

（5）建设智能决策模型支持公司决策，增强体系化运行能力。

（6）建设智慧宁钢数据管理中心，数据资产化。

通过智能制造规划的有效实施，使宁钢整体生产经营水平再上新台阶，关键指标力创行业领先。规划蓝图如图 1 所示。

图1 大纲规划蓝图

3 规划内容

围绕两化融合体系建设、制造装备智能化、跨企业供应链协同、大数据智能决策平台目标，规划遵循“统一规划、分步实施、先易后难、注重实效”的原则，逐项分解规划大纲，形成按专业、区域的详细设计，以项目方式推进落地，其中应优先改善危险度高、重复劳动且强度大、环境恶劣的现场岗位，降低安全风险，减少人工操作，提高作业效率。

3.1 构建两化融合体系建设

按照体系化运营的管理理念，搭建两化融合整体管理体系，设立组织科学、权限清晰的管理架构；通过实施两化融合新型能力打造，获取可持续竞争优势；通过统筹资源务实基础设施支撑，全位为宁钢智能制造发展提供体系支持。

3.2 实现制造装备智能化

装备智能化的研究重点在现场智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的智能改造。通过对危险度高、重复劳动且强度大、环境恶劣的现场岗位，应用机器人完成“机械化”代替“人工操作”的改造，减少人工操作，降低安全风险，提高作业效率；结合制造现状，根据需要按照工艺流程从焦化、炼铁、炼钢、轧钢至产品检验进行以智能检测技术、智能模型应用为主的适用性“模型化”代替“人脑控制”改造，提升自动化、智能化水平，提升产品质量，挖掘降本增效新潜力。

（1）作业无人化。采用激光成像、无线通讯、电子防摇、微波测距等技术，建立炼钢智能行车定位及钢包管理系统，实现行车操作“无人化”全自动作业。以安全化为基础，将工业机器人应用于公司中安全要求较高的部分区域或工位。

（2）过程智能化。采用传感器技术、建模技术、无线通讯技术，加强生产制造、物流过程中对象的感知和智能识别，形成关键基础数据，结合智能控制，融合相关控制系统，实现模型之间相互协作，在生产控制层级进行智能制造的精细控制和最优实现。

3.3 实现跨企业供应链协同

通过挖掘现有产供销协同的内部信息资源，依托业务互联网延伸，深化客户、供应商战略合作，将客户纳入“生产车间”，视供应商为“原料仓库”，实现跨企业供应链协同。围绕“管理制度化、制度流程化、流程信息化”的原则，不断扩展业务管理深度和广度，在经营、制造、物流、财务等业务的基础管理方面进行大量的协同管理数字化实践，实现供、产、销全链条协同,提升供应商管理和服务能力。

（1）生产计划一体化协同。通过高级排程组建数据融合平台，对挖掘的数据进行分析处理，全方位支持企业级生产计划编制、自动排程及可视化展示，实现智能化组单、智能化计划、智能化排产，减少人工干预，提升物料利用率，提高计划排程效率。

（2）绿色制造。充分利用互联网技术、物联网技术，采用先进的节能、环境治理、安全监控装备和技术，建立能源、环保、安全等节能、监控系统，收集生产运营过程中能耗、环保、安全等运行数据并统一监控，实行能源精细化管理，根据生产实际进行供、用能自动匹配控制，对环保超标、运行安全进行预警及防护，实现优化能源结构、减少能源消耗、降低能源成本、持续减少企业和产品使用过程的能源消耗与环境影响，提升企业对运营问题的响应能力。

（3）智能化物流平台。利用物联、移动、传感器、图像识别等技术，依托现有物流建设基础，推进内外部物流智能化建设，通过延伸物流跟踪，实现物流从原料采购、生产制造、产品产出、产品运输的全流程定位及跟踪服务，建设供产销协同的智能调度、管控物流网。建设智能化仓储，优化库存布局，提高仓库劳动效率，实现少人化的“无人仓”作业模式。推进厂内物流机车智能驾驶技术研究，采用自动控制解决方案，实现机车控制运行、精准对位，结合 GPS 监控等实现现场调车作业全过程自动化。

（4）设备在线状态诊断及预测性维护。结合装备特点和管理要求，创新驱动，利用移动互联、物联网、传感器、图像识别、远程监控等技术，建立生产制造关键设备在线状态诊断、智能点检和远程运维等系统，加强设备运行监控，提高设备作业率，避免因机组故障造成生产事故，能更大限度地监测设备在线振动、温度、扭矩、转速等状态，进行设备预测维修管理。

（5）质量全程管控。通过实时采集制造全过程的质量数据，对从原料直至成品出厂全过程所涉及的人员、机器、原料、方法、环境等关联性因素进行监控，通过对原料、半成品、产品的质量信息进行有效跟踪和在线分析，实现在线表面质量自动判定、工序质量问题预测和预警、产品质量自动判定。通过全流程可追溯的质量管理体系，实现从“判定产品是否符合标准”向“判定生产过程和工艺过程是否符合规范”转变，结合质量先期设计，做到质量管理的事前、事中、事后全方位精准管理，全面提升产品质量及量化质量成本管理。

（6）智能服务拓展。应用移动互联、微信公众号、APP 等信息化技术，通过电子采购平台、电子商务平台，及时了解前端原材料及生产辅料的市场信息，获得精准的市场终端客户需求结构，为合理进行生产组织，安排生产计划、控制生产制造成本提供信息指导依据。生产制造内部通过对物流数据的采集、分析、挖掘，根据物流船期，合理制定原材料采购计划，同时根据终端客户个性化定制需求、物流运输需求，提供大规模定制化生产及产品仓储物流配送服务。强化客户关系管理，为客户量身智造，进而达到发掘有效客户、提高销售，实现企业互利互赢。

3.4 打造综合应用智能信息系统平台

通过采集业务经营过程状态实时监测与控制数据，进行数据的分析、加工、分拣，再进行可视化展示，建成企业内部业务运营的数据仓库，包括销售、采购、制造、设备、能源、环保等，构建宁钢综合应用智能信息系统平台，从制造成本、盈利能力、市场研判等方面为高层提供智能决策服务支撑。

4 智能制造实践

宁钢智能制造发展规划内容的实施，存在着实施周期较长、专业实施难度大、投资成本较高、关键技术储备不足等诸多问题，为确保智能制造发展规划项目的顺利推行，规范、高效落实智能制项目，必须要设立专项推进组织，制订各项管理要求，明确各方职责分工，确保“智能制造规划大纲”得以有效的贯彻落实。

4.1 全过程管控

以“智能制造规划大纲”为总领，横向明确区域、专业推进项目，纵向制订年度“智慧宁钢”行动计划，遵循“统一规划、分步实施、先易后难、注重实效”的原则，组织策划项目的选择、实施、落地，并做好项目的分析评价与效益效果评估。通过召开定期专题例会，来检验智能制造实施进度，协调解决项目实施过程中出现的难点，确保智能制造工作顺利开展。

4.2 技术积累及人才培养

在项目团队组建方面，以自身团队为主，通过实施自主实施项目激励方案发挥技术骨干优势，同时充分利用外部智能制造技术优势，通过项目合作、建立与重要合作伙伴形成战略合作关系等方式，培养具有核心竞争力的智能化技术力量，以点带面、以面带全地深入推进智慧宁钢建设工作。

4.3 实施效果

宁钢通过强化物联网、人工智能、大数据、云计算等技术与工业生产现场应用的深度融合，加快智能制造具体项目的实施，以推动传统制造业设备智能化、生产自动化、管理信息化、车间无人化为目标，促进传统产业迈入数字化转型，截止到 2020 年，累计立项 65 个，完成《废钢配槽收料信息化改造》《焦炉机车智能作业系统研发之熄焦车智能作业系统研发》《连铸漏钢预报模型优化》《连铸大包滑动水口油缸实现智能安装》《宁钢智能烧结控制系统》《钢铁料结构最优化模型研究》《1#连铸加渣机器人应用》《综合应用智能信息系统》等 34 个项目，作业效率等技经指标得到明显改善，其中订单制造周期（天）缩短至 9.44 天，炼钢GE 命中率达到 96.63%，热轧直装率达到 69.33%，热装率达到 85.34%。 

5 结语

十四五期间，宁钢将进一步加快对区域场景项目的谋划与研究，重点加强以 5G、区块链等为代表的重大新技术应用的思考和新场景、新模式、新业态的探索，积极扩大 AI 技术运用的深度和广度，将人工智能和大数据持续扩大至生产经营等各个层面，为今后实现大规模集控、无边界协同、大数据决策等功能夯实基础，助力宁钢智能制造行稳致远。

作者：宁波钢铁有限公司运营改善部 郑文艳 应东海