钢铁企业中物联网技术的应用

李福存

【摘 要】基于此，文章首先阐述了物联网技术概念，然后结合工作实际分析了物联网技术在钢铁企业中的应用，以期为钢铁企业中物联网技术应用提供参考。

【关键词】钢铁企业;物联网;应用研究

中图分类号： TF089;TP391.44;TN929.5文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）22-0235-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.109

0 引言

进入21世纪以来，电子射频标签、传感器网络以及云计算等技术的快速发展与应用，造就了网联网技术的大发展，而物联网技术也被称为信息产业的第三次浪潮。就目前而言，物联网技术已被广泛应用于社会各个行业，大到航天载人，小至智能家居设备等都能发现它的身影。而钢铁行业作为我国的传统行业，在新形势下面临资本结构、技术条件以及设备状况等因素的制约，影响了钢铁行业发展模式的转变，因此，物联网技术的应用成为钢铁企业转变发展模式、提升竞争力的重要手段。虽说，多数钢铁企业已经实现过程控制、ERP等信息系统的构建，并构建设置了各类传感器与通信网络，这些系统与设备的使用提升了企业的信息化程度与管理水平，但在实际应用过程中，由于所涉及到的工序多、业务复杂程度高，且整个管理过程仍然需要较多管理人员的参与，故需进一步优化钢铁企业管理信息化平台，优化流程、提升效率、链接上下游，共享管理信息，有效实现了生产成本的管控，实现钢铁企业的可持续发展。

1 物联网技术概述

物联网概念在1999年首被提出，在2005年的信息社会世界峰会上正式提出物联网这一概念，经过十余年的发展，物联网技术显然已经成为推动世界快速发展的重要生产力，是继通信网之后的另一个万亿级市场。物联网，顾名思义即满足物与物之间的互联，学者们在进行物联网讨论时往往会引入M2M概念，即人到人、人到机器、机器到机器的互联。与传统的互联网技术相比，物联网技术具有更广泛的应用范围、更强大的信息处理能力、更精确的信息输出途径。对于物联网技术来说，由于在实际应用中，使用了大量的传感器，且由于每一个传感器所收集到的信息形式与内容是各不相同的，此外，传感器所收集到的信息具有一定的实时性，故能够实现对环境数据信息的不断获取与更新。另外，物聯网技术是基于互联网技术发展而来，其通过有线与无线网络将设备与互联网技术向连接，进而通过互联网技术将设备的信息数据传输至目标端。同时，物联网技术中所使用的传感器，自身具备信息处理能力，可以满足对设备的智能化控制，而云计算的使用使得物联网技术能够适应不同用户的各种需求，并应用与各类环境中。

物联网系统架构通常有物联网感知层、物联网网络层与物联网应用层组成。如图1所示，物联网感知层是物联网系统的基础部分，感知层主要利用RFID标签、传感器以及摄像头和GPS等终端采集物品信息，而各类传感器、无线通信技术和无线射频是感知层的主要构成。物联网网络层是指，通过互联网、广电网、云计算平台等各类网络技术将感知层采集到的物品信息传输至目标端。物联网应用层是指根据传输至目标端的物品信息数据，对被控制物品进行智能化分析，并通过计算实现物联网系统的智能应用。在实际应用中，由于各个行业需求的不同，物联网系统可通过云计算与大数据对被控制物品进行控制，如在智能家居生活中，常见的手机与电视、冰箱、空调间的连接与控制，都是基于物联网系统来完成的。

2 钢铁企业对物联网技术的需求

钢铁企业是我国传统的制造行业，从21世纪初期，我国开始逐步将信息化系统应用于钢铁制造业中，虽说经过十余年的发展，我国钢铁制造业在信息获取、信息处理方面有了长足的进步，但在整个钢铁制造管理过程中仍然需要使用大量的人力资源，使得钢铁制造信息系统与企业基础的信息获取系统脱节，影响了钢铁制造业中信息化的发展，故为了进一步优化提升钢铁制造企业的现场流动性水平，优化钢铁制造企业的信息流系统，钢铁企业就亟需通过利用物联网技术实现对生产现信息的自动、实时、高效的获取与处理。物联网技术，通过使用射频识别系统、各类传感器设备、定位系统以及激光扫描技术等将既定的物品和互联网技术相连接，并实现各类信息的交换与共享，提升钢铁制造业的管理能力。在实际应用中，由于各个钢铁制造企业流动性的不同，因此，对物联网需求程度也各不相同，当钢铁制造企业流动性水平较低时，则对物联网技术使用效果并不明显，此时，应通过提升钢铁制造企业的基础管理能力来增强企业发展能力，当钢铁制造企业的流动性较强时，则应通过构建完善的物联网系统来提升企业的发展能力，而强流动性、高自动化必然是未来钢铁制造业的发展趋势，因此，钢铁制造业对物联网技术的需求将会不断攀升，物联网在促进钢铁制造企业转型升级中将会发挥更大作用。钢铁制造行业是物联网系统应用的一个重要分支，与其他行业物联网系统应用一样，钢铁企业物联网系统同样是通过对各向生产参数信息数据的收集、传输与分析，进而将与生产管理相关的信息数据提供给各个管理部门，如生产控制室、研究中心与管理者，从而将整个生产信息透明化。此外，由于各种自动化技术以及智能化设备的使用，可以借助物联网技术进一步优化钢铁制造流程，提升钢铁生产潜力，降低生产成本，对实现钢铁企业的现代化建设具有关键作用。

3 钢铁企业中物联网技术的应用

3.1 在人员管理中的应用

钢铁制造业是一种传统的大型制造产业，往往钢铁制造企业占地面积大且员工多，而由于钢铁制造流程繁杂，使得对员工的管理较为困难，要想借助传统的人员管理模式实现整个生产流程的高效化，无疑天方夜谭，因此，就可借助物联网技术实现人员管理的高效化。例如，某钢铁制造企业现有6万名职工，该企业通过设置RFID管理系统，并给每一位员工发放RFID卡，即可实现全场的门禁系统、考勤系统、就餐系统的自动化管理，同时也可根据实际需要进一步细化子应用系统，并利用以太网将各子管理系统连入企业服务器终端，实现对全场人员的统一管理，这样不仅便于各子系统独立运行，也有助于企业对公司的统一管理。另外，物联网系统的使用也便于企业后期子功能系统的扩展，可有效地提升企业对人员的管理的统一性。

3.2 铁路运输中的应用

在钢铁制造企业中，由于占地面积大，各类生产原料以及生产成品在生产车间运输时，要对生产工艺流程间的衔接以及运输成本进行控制，而大多数钢铁制造企业在进行生产原料以及构件进行运输时，多借助于企业内部的铁路运输方式实现。例如，某钢铁制造企业在2015年铁路货物运输周转量达到3千万t·km，相比于2006年的1千万t·km，增加了三倍，但该企业机车保有量在9年间只增加了23%，而备用机车仅为4台，显然该企业的铁路运输不能满足其日益发展的需求，需要通过整合該企业已有的运输管理系统，在轨道上设置相应的RFID读写器，并在机车内部安设RFID标签，通过与已有的地面信息获取系统将机车信息传输至企业终端服务器，实现对机车动态跟踪，而该系统的使用同样可实时获取机车的运输信息，工作人员可通过局域网对机车的运输情况进行实时调取，并借助无线通讯网络实现与调度中心的互联，确保机车控制人员和机车控制中心的实时应答，提升机车运行效率。

3.3 在钢包调度中的应用

钢包是炼钢-连铸生产过程中各工序的承接者，例如在生产过程中，铁水转装至炉内、转炉出钢等都需借助钢包的运作。在以往的调度作业中，大多数钢铁制造企业都是借助于语音对讲机或人员现场指挥的形式完成，但因为钢铁生产过程中会产生大量的噪音，影响信息的有效传输，极易造成目标转炉出错，另外，钢包的吊装结果多通过人工形式记录后，在传输至计算机端，这种传输方式不仅增加了信息传输产生误差的可能，还造成信息管理的滞后性。和传统的运输调度相比，钢包调度具有明显的特殊性，一方面来说，钢包在运输时并不按照原设的轨道进行，另一方面钢包调度的信息中需包含钢包的位置信息和状态信息，如对包中铁水含量信息的记录等。而在钢包调度中利用行车运输，不仅能够对行车的位置信息以及运输状态进行获取与采集，还能够对钢包的位置进行实时跟踪，例如，学者刘洪伟就通过在行车轨道设置RFID标签，并在行车上安设RFID读写器来实现对行车位置的实时跟踪。

4 结语

钢铁制造业是一项基础性产业，其对一个国家的工业化生产具有支撑作用，但传统的钢铁制造生产模式显然不能满足现今社会需求，随着计算机技术、互联网技术以及传感器技术的发展与应用，使得物联网技术在钢铁制造业中开始崭露头角。目前，我国钢铁制造业中物联网技术的使用还处在起步阶段，更多的信息系统需要去整合与利用，相信经过学者与企业的努力，物联网技术必将在钢铁制造业中发挥更大作用。

【参考文献】

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[4]魏子清，陈旭东，魏俊卿.钢铁能源管理系统发展现状与展望[J].冶金能源，2017，36（S2）：8-9.