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    1. 示例圖片三

      魯春叢:工業互聯網推動鋼鐵行業高質量發展

      工業互聯網推動鋼鐵行業高質量發展
      中國工業互聯網研究院院長 魯春叢
        鋼鐵行業是國民經濟的重要基礎產業,我國已建成全世界產業鏈最完備、規模最大的現代化鋼鐵工業生產體系,為建設現代化強國提供了重要支撐。習近平總書記指出:“要下大氣力推動鋼鐵、有色、石化、化工、建材等傳統產業優化升級,加快工業領域低碳工藝革新和數字化轉型?!变撹F行業作為典型的流程制造業,生產流程長、場景復雜,對數字化轉型需求迫切。隨著工業互聯網創新發展戰略的逐步深入,鋼鐵行業已成為工業互聯網融合創新的重要領域。
        一、“工業互聯網+鋼鐵”的政策引導不斷加強
        2021年12月,工信部等三部委印發《“十四五”原材料工業發展規劃》,明確提出要“加速產業轉型數字化”并對“推動工業互聯網賦能”作出專門部署,要加快原材料工業互聯網標識解析二級節點建設,打造原材料工業互聯網平臺,加快探索原材料工業與“5G+工業互聯網”融合發展等。2022年2月,《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》指出,要“推進5G、工業互聯網、人工智能、數字孿生等技術在鋼鐵行業的應用”。2022年4月,《工業互聯網專項工作組2022年工作計劃》進一步提出,要“制定鋼鐵行業工業互聯網應用標準”。
        2021年11月,工信部發布《工業互聯網與鋼鐵行業融合應用參考指南(2021年)》,這是第一個工業互聯網與垂直行業融合應用的參考指南?!吨改稀坊诠I互聯網平臺化設計、智能化制造、個性化定制、服務化延伸、數字化管理、網絡化協同等六大典型應用模式,圍繞鋼鐵行業轉型需求,梳理形成20多個應用場景;充分融合鋼鐵行業原有信息化五級結構,形成工業互聯網在鋼鐵行業的實施架構;系統性闡述了網絡、標識、平臺、安全的建設內容和具體實施路徑。2021年,共有13家鋼鐵企業應用案例入圍工信部“2021年工業互聯網平臺創新領航應用案例”,8家企業入選“2021年工業互聯網試點示范項目”;涌現出南京鋼鐵5G全連接工廠、德龍鋼鐵“基于工業互聯網的生產安全一體化管控”、河鋼集團“基于工業大數據的鋼材質量自動判定系統”、中天鋼鐵“基于服務型制造的工業互聯網供應鏈解決方案”等試點示范項目。在工信部發布的第一批《“5G+工業互聯網”十個典型應用場景和五個重點行業實踐》中,華菱鋼鐵“遠程設備操控”、鞍鋼“機器視覺質檢”、寶鋼“設備故障診斷”、馬鋼“生產現場監測”等典型應用場景在列。
        二、“工業互聯網+鋼鐵”的融合基礎日益堅實
        工業互聯網具有基礎性、聚合性、融合性的特征。
        作為基礎性技術,工業互聯網是重要的新型基礎設施,網絡、平臺、數據、安全四大功能體系建設快速推進。全國5G基站超155萬個,高質量外網實現地市全覆蓋。標識解析五大頂級節點建成并運行,二級節點超過180個。具有一定影響力的工業互聯網平臺超過150個,“綜合型+專業型+特色型”平臺體系初步構建。國家工業互聯網大數據中心、分中心體系加速建設。安全監測范圍覆蓋14個重要工業領域。
        作為聚合性技術,工業互聯網通過將物聯網、5G、云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等數字技術深度集成,帶動相關技術全面突破和迭代創新。工業芯片、5G工業模組、智能傳感終端、時間敏感網絡、工業PON、云PLC、邊緣計算等關鍵技術研究、標準研制和產業化進程加速推進。部分5G工業模組售價下降至500元以下。5G網絡切片技術已經實現端到端滿足大部分工業應用場景的基本功能。相關國家標準已發布60項,R16、R17標準推動5G核心網技術行業應用能力不斷增強。
        作為融合性技術,工業互聯網將數字技術與行業特有的知識、經驗、需求相結合,加速工業機理模型的匯聚沉淀,提升生產經營各環節數字化水平,也帶動了產業鏈上下游協同高效運轉。工業互聯網創新應用已從研產供銷服轉向綜合集成與系統創新,特別是向生產控制環節加速延伸。全國“5G+工業互聯網”在建項目總數達到了2400個,形成上萬個5G應用案例和20多個典型應用場景。
        三、“工業互聯網+鋼鐵”的應用實踐成果豐碩
        隨著工業互聯網在鋼鐵行業融合創新的不斷深入,工業互聯網將在鋼鐵行業數字化、網絡化、智能化轉型中發揮出越來越重要的作用,重點體現在降本、增效、提質、綠色、安全五個方面。
        在降本方面,寶鋼利用工業互聯網平臺實現“一總部多基地”管控,實現上海寶山、武漢青山、南京梅山和湛江東山等基地間產銷平衡、資源分配、協同制造,在提升效率的同時降低了經營成本。鄂鋼構建了操業集控中心,通過連接200多套自動化系統,采集30余萬個監控點,合并多個現場操作臺、操作室,實現了噸鋼鐵耗降低70公斤。
        在增效方面,湛江鋼鐵與中國聯通合作,基于“5G+工業互聯網”打造智慧鋼廠,利用5G超高可靠低時延特性,遠程控制端到端時延降低至10毫秒級,實現智能頭盔智能巡檢、在線監測運維、設備遠程控制、AI行為分析等典型場景應用。AR巡檢故障排除率提升65%、在線監測故障預警率提升90%、運維時效提升50%、作用效率增加30%。
        在提質方面,鞍鋼與中國移動合作,結合5G和工業互聯網平臺技術將企業的人、機、物、系統進行互聯,實現了機器視覺質檢。他們利用5G網絡將采集到的冷軋現場4K/8K等高清圖像數據回傳至操作室平臺,通過視覺AI分析能力對圖像進行處理分析,完成表面缺陷實時檢測。方案部署完成后,帶鋼常規缺陷檢出率達95%以上,在線綜合缺陷分類率超過90%,提高成材率的同時減少了停機時間。
        在綠色方面,天津鋼鐵建設超低排放全生命周期信息化系統,通過智能裝備應用、精益現場管理、信息技術與集團業務的深度融合,提升了能源管控系統運行和協調效率,全年噸鋼綜合電耗、水耗同比降低14%和13%,回收轉爐煤氣同比增加2%。太鋼通過碳數據管理平臺,實現企業級碳數據管控和包含鐵礦石等10余個產品在內的全生命周期碳足跡實時計算。
        在安全方面,中國電信在太鋼和寶鋼打造基于數字孿生的智能安防管理平臺,通過嵌入5G定位+UWB室內定位,AI視覺進行人臉、軌跡識別,實現區域內人員、車輛、物料的精準管控,有效提高人員、物料、車輛的管理精度,電子圍欄及防呆管理,室內最高精度可達±0.3米。首自信打造了首鋼安全生產管理云平臺,實現了隱患排查閉環治理、預測預警、風險分級管控、電子臺賬管理、重大危險源在線監控及預警、職業病危害防治與管理、應急管理等系統功能,最大限度降低由于人、物、環境和管理因素導致的設備故障,設備完好率提高了5%,設備故障率降低6%。
        還要看到,“工業互聯網+鋼鐵”融合創新是一個長期、持續的過程,還存在諸多問題與挑戰,比如企業數字化水平差異大,數字化人才儲備少,工業互聯網建設投入大、周期長等。這更加需要開展多方“團體賽”,不斷深化高校、科研院所、企業間的協同創新,加速推動OT、IT、CT、DT深度融合,為制造強國、網絡強國建設做出積極貢獻。


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