自动化技术，助力钢铁企业未来发展——访宝钢中央研究院首席研究员 郭朝晖

本刊记者/宋慧欣

钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志，钢铁发展直接影响着与其相关的国防工业及建筑、机械、造船、汽车、家电等行业。随着国际产业的转移和中国国民经济的快速发展，中国钢铁工业取得了巨大成就，然而也面临着严峻的挑战。展望2014年钢铁行业发展前景，中国钢铁工业协会副会长张长富认为应谨慎乐观，因为影响钢铁行业发展的三个基本面没有改变。钢铁产能过剩矛盾化解工作才刚刚起步，效果并不明显；钢材价格持续走低，短期难以改变；而钢铁生产成本仍居高不下，后期还将继续面临环保成本、资金成本的进一步走高。

由此可见，对于钢铁企业来说，降低成本、提升效率已成当务之急，而如何做到？宝钢中央研究院首席研究员郭朝晖认为：“自动化最根本的作用是提升生产效率。”对此，他给出了强有力的数据：80年代初，中国最好的钢铁企业鞍钢有50万职工，产钢800万吨，人均16吨。现在，宝钢股份等钢铁企业的人均产钢量超过1000吨。其中，自动化水平的提高是主要原因之一。

自动化助力效益提升

自动化为钢铁企业实现的效益提升已体现在整个钢铁企业管理、生产、物流等方方面面，郭朝晖举例到：“ 去年6月，某上市钢铁公司声明修改上年度财务报表：有2万吨钢坯库存忘记统计。这种情况在宝钢绝不可能发生。造成这种差异的根本原因，是宝钢具有现代化的计算机管理系统。在宝钢，每一炉钢、每一块钢坯、每一卷钢卷的位置都时时刻刻处于计算机的跟踪范围内，信息丢失或错误的概率非常低。服务水平是决定钢铁企业盈利能力的重要因素。其中，交货期准确是用户最关心的问题之一。过去，交货期的确定是以年为单位的。在信息系统的支撑下，有些钢铁企业的交货期逐渐过渡到按月交货、按周交货。这在过去是无法想象的。”

钢铁行业是大型流程型制造业，现代化钢铁企业一直重视自动化水平的提升，而对于中国钢铁行业的龙头企业来说，宝钢一直以来也引领着中国钢铁行业自动化建设的潮流。据郭朝晖介绍，上世纪八十年代，宝钢刚开工的时候，自动化系统就实现了计算机的分层管理。其中，L1系统定位设备电气仪表控制、负责基础自动化，L2系统定位模型计算和过程优化、负责过程控制，L3系统的功能定位是单元管理、负责生产控制。从行业的角度看，这些技术的通用性较强，国内外有多家成熟的开发团队，采用相关技术的普遍性和成功率都较高。

然而，公司级生产管理和经营决策计算机（L4)系统的开发却遇到过巨大的挑战。无论是从国外引进还是自主开发，失败的例子都很多。郭朝晖分析认为，究其原因是企业间管理体系差别较大，对管理计算机的个性化要求很多。所以，必须针对企业的具体情况进行开发。

2000年，宝钢自主开发的L4计算机（ERP系统）成功上线。这一系统的成功，也是在吸取失败教训的前提下取得的。2003年，宝钢获2003年度中国企业信息化500强第一名，该系统功不可没。郭朝晖认为该系统成功的重要原因是：契合业务部门的具体需求，把面向业务流程的设计置于企业信息化理念的核心。正反两个方面的经验和教训证明：为信息化而信息化、脱离用户需求盲目追求先进性，就很容易导致失败。

依我的体会，冶金行业进行自动化、信息化建设时，对软硬件的稳定性、可靠性要求特别高。现代化设备每天生产上万吨的产品、产生上亿的产值。设备一旦发生故障，对生产造成的损失是难以估量的。

郭朝晖（1968-），男，教授级高工，山东济南人。现为宝钢中央研究院首席研究员。分别于1990、1994和1997年获得浙江大学应用数学、化学工程、工业自动化的学士、硕士和博士学位。1997年加盟宝钢，从事信息、模型、自动控制等技术的研发工作。2000年即获得宝钢首次颁发的最高荣誉奖“金牛奖章”，是工作年限最短的获奖者。2002年获得全国青年岗位能手称号，并成为宝钢首批首席研究员。2003年，曾在牛津大学做短期访问学者。2005年晋升教授级高工。

他撰写的《管中窥道：技术创新的观念与方法》一书销售接近4000册。除了为宝钢各类技术人员授课外，他还应邀在清华、浙大、上海交大、贵州大学等多所高校以及首钢、航天集团等众多企业演讲，受到多位院士、专家学者和年轻科技工作者的高度评价。曾位列宝钢人才开发院首次颁发的“优秀兼职教师"的首位。

自动化建设需“稳定可靠”

作为宝钢研究院首席研究员，郭朝晖在1997年加盟宝钢，从事信息、模型、自动控制等技术的研发工作。十几年来参与见证了宝钢在自动化、信息化建设方面的不断成长，他对钢铁企业对于自动化、信息化的需求有着更深的理解和体会：“依我的体会，冶金行业进行自动化、信息化建设时，对软硬件的稳定性、可靠性要求特别高。现代化设备每天生产上万吨的产品、产生上亿的产值。设备一旦发生故障，对生产造成的损失是难以估量的。同样，自动化系统的稳定性差，也会对产品的质量和成本造成重大的影响。与此同时，钢铁生产现场的环境和条件较差，这也对保持稳定可靠提出了更高的要求。在此基础上，会产生一系列后续要求。比如，设计时要特别强调仿真故障扩散，关键设备、数据要有备份等。同时，一旦出现故障，最好能够迅速恢复。”

正如其言，有研究自动化的学者，盲目强调自动化的水平和先进性。其实，只有在稳定可靠的基础上，水平和先进性才能产生经济效益。在外部干扰特别大的生产环境下，检测装置的稳定可靠性会打折扣。这时，自动化水平高可能意味着风险大，甚至可能会产生负效益或安全事故。这是必须引起关注的。

提高钢铁企业自动化水平是必然的发展方向

郭朝晖认为在钢铁企业的未来发展中，自动化技术将发挥越来越重要的作用：“ 随着刘易斯拐点和老龄社会的到来，中国的劳动力成本将会在未来若干年内持续上升。钢铁企业的劳动力成本压力必将增大。为了应对这一变化，提高钢铁冶金企业的自动化水平是必然的发展方向。与国外相比，中国的人均吨钢产量还处于较低的水平，发展空间还是比较大的。比如，通过采用自动推渣机器人，新日铁等企业实现了连铸平台上的无人浇注，这样的做法值得我们学习和借鉴。另外，随着无线通信、机器视觉等技术的发展，可以减少行车、台车乃至机车的操作工，甚至采取无人操作。在境外的一些企业，采用RFID技术（无线射频识别）提高成品仓库的管理水平，并减少了用工人数。”

而对于钢铁行业未来自动化建设的发展趋势，郭朝晖也提出了自己的见解：

首先，钢铁业的权威人士指出：绿色化和智能化是未来钢铁冶金行业的主要发展方向。其中，智能化或许可以看做自动化的升级和高级阶段。去年，德国提出了工业4.0思想，美国提出的工业互联网概念。这些在本质上都是要推进制造业的智能化，值得大家关注。

其次，从制造业全局看，信息化技术应用，逐步由生产制造、管理领域延伸到产品开发领域。在机械、电子、汽车制造等行业，产品生命周期管理（Product Lifecycle Management,PLM)技术引领了这一趋势。从本质上说，这一技术推进了制造业和信息技术的深度融合，是提升企业创新能力的有效工具。但是，由于钢铁行业的相关知识模糊、琐碎，导致这一技术至今未曾进入钢铁行业。需要大家共同努力，来改变这一状况。

另外，工业大数据技术在许多领域的发展很快。其中的一个重要应用是“智能设备”。智能设备能够实现自诊断，更好地保证设备的稳定性并降低维护成本。