06信息化给钢铁行业带来的机遇和挑战

信息化给钢铁行业带来的机遇和挑战首钢技术研究院2015年6月目录钢铁企业的信息化钢铁企业面临的机遇与挑战生产制造过程信息化两个核心内容——标记与MIC体系生产制造过程信息化的关键技术信息化给钢铁企业带来的效益123451.钢铁企业的信息化信息化是指培养发展以计算机为主的智能化工具为代表的新生产力，并使之造福于社会的历史过程。（智能化工具又称信息化的生产工具，它一般必须具备信息获取、信息传递、信息处理、信息再造、信息利用的功能）与智能化工具相适应的生产力，称为信息化生产力。智能化生产工具与过去生产力中的生产工具不一样的是它不是孤立分散的，而是一个具有庞大规模的自上而下的有组织的信息网络体系，这种网络性生产工具将改变人们的生产方式、工作方式、学习方式、交流方式、思维方式等，使人类社会发生极其深刻的变化。信息化定义钢铁企业的信息化是钢铁企业以计算机为智能化工具的新的生产力，也可称为钢铁企业的信息化生产力。它将钢铁企业中多部门分专业、分工序、孤立、分散的专业工作和质量信息构成一个自上而下的信息网络体系，调动所有要素，使企业经营活动的整体效益最大化。这个信息网络体系将改变钢铁企业的技术、生产、管理的思维模式、工作内容和工作方式，使钢铁企业发生极其深刻的变化。1.钢铁企业的信息化钢铁企业的信息化钢铁行业的发展阶段1.钢铁企业的信息化机械化自动化信息化50s70s90s年代装备及信息化水平对企业经营效益的影响半机械化人工喂钢的横列式轧机、叠轧薄板轧机机械化机械化的炼钢设备，早期的板带轧机自动化自动化的炼钢和轧钢设备信息化全流程的生产制造过程，以及设备、财务、销售、人力资源计算机管理系统GDP/亿钢产量/万吨010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,0000100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,000800,000900,00019791980198119821983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022202320242025钢产量/万吨GDP/亿如果GDP继续以7%的速度增长，钢产量的走势如何？随着环保、资源的压力加大，经济增长模式转变，钢产量不可能与GDP同步提高，而是稳定在一定数量上或缓慢下降，但是优势钢铁企业将进一步做大做强。1.钢铁企业的信息化L1基础自动化系统L2过程控制系统L3生产制造执行系统L4企业资源计划系统L5企业决策管理系统1.钢铁企业的信息化以PLC控制为主的基础自动化层随着设备的引进而得到应用，为加强过程监控和提高控制效果，在很多过程控制系统中引入了模糊控制、神经元网络和专家系统等人工智能技术。是钢铁制造过程的精细化管控平台，是针对某条生产线所对应的车间或分厂范围内的物料、命令和工艺的管控，管理内容主要包括作业计划编制、命令下达、生产调度、质量控制和实绩收集等。企业全方位的管理运营支持平台，是针对整个钢铁企业内人、财、物的管理，以采购、生产、销售、财务、质量、设备和人力资源等企业宏观管理和运营层面的内容为主体。供应商管理系统、供应链管理系统、电子商务管理系统和企业决策支持系统信息化的基本构成2.钢铁企业面临的机遇与挑战机遇国内钢铁企业在装备水平、品种结构上已具备了与国际先进企业相当的水平。1.钢铁企业信息化是一个相当长的发展过程，虽然我们与国外先进企业存在差距，但是从现在开始发展钢铁企业的信息化仍然为时不晚。在今后信息化的发展过程中，国内先进企业有可能也应该赶上和超越国外的先进企业，最终实现由钢铁大国向钢铁强国的转变。2.钢铁企业信息化的核心是改变传统的工艺技术生产管理理念，是一个创新思维的过程。掌握了新的工艺技术生产管理理念后，具体技术问题的解决相对容易，钢铁企业的信息化能够实现快速发展。2.钢铁企业面临的机遇与挑战机遇3.国内钢铁企业的装备水平近年来得到快速发展，自动化水平较高甚至优于国外先进企业，为信息化的发展创造了较好的硬件条件。4.信息化的发展投入相对较少，但效益明显。在信息化的发展过程中，企业间的差距快速拉大，优势企业将有机会迅速扩大市场份额，劣势企业将在这个过程中被迫让出已有的份额，因此可以说钢铁企业的信息化过程将是一个快鱼吃慢鱼的过程，任何一个企业都有可能在信息化的进程中实现反超，成为优势企业。2.钢铁企业面临的机遇与挑战挑战1.转变传统的工艺技术生产管理理念，对于钢铁企业管理层和工艺技术人员是一个严峻挑战。传统的工艺技术理念是过去成功的基础，但也是实现钢铁企业信息化的最大障碍。如果不改变传统观念，建立创新性思维，探索新的工艺技术生产管理方法，就无法实现真正意义上的钢铁企业信息化。信息化平台上实现。2.建立一个精细化钢铁生产过程控制的信息化管理体系，需要工艺技术人员做大量艰苦细致的工作，研究探索全新的工艺技术经营管理方法，形成一套适应自身企业特点的质量管理体系，并在信息化平台上实现。2.钢铁企业面临的机遇与挑战挑战3.针对钢铁企业的一般特点，实现制造过程控制信息化，有以下关键技术需要突破：炼钢标记、轧钢标记的应用技术，MIC体系的建立，内部牌号与内部产品标准的规则，二级工艺代码体系建立和应用，在线合同评审，在线的计算机生产排程等。4.钢铁企业的信息化过程是一个创新过程，核心的内容是不可能买来的，企业一旦开展了这项工作，就必须长期坚持不懈地开展工艺技术经营管理改进和完善工作。如果把信息化作为一个阶段性标志性的工作，不持续创新和改进，就将很快被其它企业超越。建立起一套持续创新和改进的机制，培养出有相应技术素质和能力的专业队伍，将是决定一个企业能否真正实现信息化的关键。3.生产制造过程信息化两个核心内容钢铁企业信息化包含了销售、财务、生产、技术、设备、战略决策等许多内容，而且还在不断发展新的理念和功能，但是其中最核心的内容是生产制造过程的信息化。生产制造过程信息化是企业工艺技术、生产管理理念和方法的具体体现。要实现适应钢铁企业发展需要的生产制造过程信息化，必须采用科学先进的工艺技术、生产管理理念和方法，通过信息化手段对生产制造过程进行有效控制，合理地处理好品种之间、工艺之间、工序之间的关系，消除孤岛式的管理模式，建立完整的、系统的生产制造信息化平台。只有这样才能充分挖掘工艺技术和生产管理的潜力，最大限度地提高产品质量，降低生产成本，直接而不是间接地为企业创造效益。生产制造过程信息化的重要性3.生产制造过程信息化两个核心内容生产制造过程信息化的重要性尽管生产制造过程信息化是钢铁企业信息化的核心内容，但也是目前最薄弱的一个环节。由于钢铁生产工艺的复杂性，以至于我们还不能将所有工艺技术、生产管理的工作进行量化，变为可以通过计算机进行处理的信息，许多工作还要靠人工处理，这成为实现生产制造过程信息化的最大障碍，需要在信息化的进程中通过创新工艺技术、生产管理的理念和方法加以解决。目前在生产制造信息化系统中，有两个关键技术将使我们的工艺、生产管理水平有本质上的提高，一个是出钢记号、轧钢记号，它拓宽了技术专业的理念、思路，提供了新的工艺技术管理方法；另一个是全新的MIC体系，它可以将记号的方法和其它所有业务工作通过代码整合在一个信息化平台上，使先进的管理理念在生产制造过程中得到实现。3.生产制造过程信息化两个核心内容出钢记号最初是在宝钢建设初期从新日铁引进的，在国内也有称为炼钢标记。它是对生产制造过程实现精细化管理的一种方法，可以在按牌号进行生产技术管理的基础上将一个牌号的成分、工艺条件、表面质量等技术要求进行细分，根据质量要求配置多个不同的生产工艺，以达到控制产品质量的目的。新日铁在它的质量管理体系中不仅有出钢记号还有轧钢记号，轧钢记号又分热轧和冷轧。这种通过记号来实现从炼钢到冷轧生产全过程的精细化管理的方法，是新日铁质量管理体系中的核心技术。3.生产制造过程信息化两个核心内容目标牌号(成分范围)热轧工艺1冷轧工艺1冷轧工艺2热轧性能范围冷轧性能范围牌号A牌号B内部产品标准(成分范围)目标成分热轧工艺2热轧工艺1热轧工艺3热轧性能范围热轧目标值冷轧工艺1冷轧工艺3冷轧工艺2冷轧工艺4冷轧工艺5牌号A牌号B◇按牌号生产方式（粗放式生产方式）◇按标记生产方式（精细化生产方式）冷轧性能范围冷轧工艺6用户1用户2用户3用户4用户5用户6用户1用户2用户3用户4用户5用户6标记设备改进/更新提高工艺标准提高质量效果明显；适用于所有产品，投入少、产出快；降低成本、提高效益提高质量效果不明显；根据不同产品逐工序改进/更新，投入多、产出慢；增加成本、降低效益提高质量效果不明显；投入少，便于实施；增加带出品、增加成本、效益差3.生产制造过程信息化两个核心内容炼钢标记热轧标记冷轧标记热轧工艺冷轧工艺用户1用户2用户3用户6用户7用户8用户9用户4用户5内部牌号内部牌号内部牌号1231123451N成分（表面/尺寸精度/工艺条件…）NN热轧性能（表面/尺寸精度/工艺条件…）NN冷轧性能（表面/尺寸精度/工艺条件…）N热轧工艺冷轧性能（表面/尺寸精度/工艺条件…）热轧性能（表面/尺寸精度/工艺条件…）成分（表面/尺寸精度/工艺条件…）用户1用户2用户3用户6用户7用户8用户9用户4用户5冷轧工艺内部牌号内部牌号内部牌号11NNN热轧工艺冷轧性能（表面/尺寸精度/工艺条件…）热轧性能（表面/尺寸精度/工艺条件…）成分（表面/尺寸精度/工艺条件…）用户1用户2用户3用户6用户7用户8用户9用户4用户5冷轧工艺带出品带出品带出品带出品带出品带出品时间T成分/设备/工艺条件T1T2T3T4工艺工艺工艺时间T用户要求性能/表面T1T2T3T4时间T成分/设备/工艺条件T1T2T3T4时间T用户要求性能/表面T1T2T3T4工艺2工艺1工艺33.生产制造过程信息化两个核心内容这是首钢某生产线信息化系统的炼钢标记设计实际操作界面，图中的彩色部分显示的是钢种所含成分的主元素、辅元素和其它元素。采用图形的方式显示化学元素含量的目的是帮助设计人员建立标记的概念和直观地看到不同标记的成分组合情况。3.生产制造过程信息化两个核心内容3.生产制造过程信息化两个核心内容热轧工艺1热轧工艺3热轧工艺23.生产制造过程信息化两个核心内容在实际生产过程中，产品的外部标准或内部标准对应成分的规定较宽，造成在标准范围内的成分组合也不能满足性能和质量要求的情况。对应国家标准规定的牌号，如果各元素同时取成分上限或下限，都有可能造成性能超标。即使采用碳当量进行控制也无法做到精细化的管理，并且很难实现对成分及工艺控制的信息化。采用标记后可以逐步实现对不同成分组合的精细化管理，并且配以不同的生产工艺以保证产品质量的稳定，同时最大限度地扩大了成分范围，有利于降低生产成本，对于高端产品的生产效果更为明显。图中不同颜色表示的是不同元素的成分范围，在这个范围中各元素的任意成分组合都能满足产品的性能和质量要求时，这个成分区间则很窄，生产难度加大，成品率较低，生产成本增加。热轧工艺SiAlMnCSPN3.生产制造过程信息化两个核心内容核心二：冶金检索码（MIC）MIC是英文冶金检索码（METALLURGICALINDEXCODE）的缩写，它在钢铁企业信息化中起到了非常重要的作用。通过MIC体系，我们可以在信息化系统中建立从订单到具体生产工艺之间的对应关系，同时便于实现工艺参数的检索调用、生产排程、质量判定和数据分析等功能。但是在信息化发展的不同阶段，MIC体系所包含的内容不同，能够实现的功能也有所不同。随着钢铁生产、工艺、装备的发展，产品的品种和特殊需求增加，信息化初期的MIC体系已经不能适应钢铁生产过程控制和管理的要求，未来的MIC体系在形式和内容上都将发生本质的改变，这对现有的信息化系统将产生很大