宝钢的工业4.0：如何让产能过剩的钢铁业柳暗花明
本文来源于《第一财经日报》
导读：“中国制造2025”和德国“工业4.0”对接，对正在去产能的钢铁行业，会带来怎样的影响?那些压力巨大的钢铁企业，会因此“柳暗花明”吗?
近日，中德智能制造合作试点示范项目经验交流会在上海临港举行。首批14个中德智能制造合作试点示范项目正式揭晓。上海地区的“中德合作智能制造临港综合示范区试点示范”以及“宝钢与西门子联合探索钢铁行业工业4.0 试点示范”两个项目入选。
对宝钢而言，此次合作的一大目标，除了为钢铁行业提供智慧制造实施的路线和经验参考之外，更重要的是形成商业模式，向其他企业和行业推广。
在此次经验交流会上，宝钢集团有限公司运营改善部高级经理沈立明表示，“宝钢与西门子联合探索钢铁行业工业4.0”的短期目标，是要完成“1580热轧智能车间”(国家工信部智能制造试点项目)，中期目标是在2017年建立钢铁行业工业4.0的框架，协助宝钢开展工业4.0方案的策划。而长期的目标，则是双方建立产业联盟，向宝钢集团外的一些其他行业输出工业4.0的商业化模式。
今年上半年，宝钢集团有限公司董事长徐乐江在访问西门子时表示，当前中国、欧洲乃至全球钢铁行业形势十分严峻并且充满了变数，双方应利用互联网时代德国“工业4.0”和“中国制造2025”的战略契机，共同拓展新的商业模式。而中国钢铁产能逾8亿吨，市场潜力巨大，因此宝钢与西门子合作探索新的制造模式、商业模式更显得十分必要。
“中国制造2025”与德国“工业4.0”的合作对接渊源已久。2013年4月，德国政府正式推出“工业4.0”战略。2015年5月，国务院正式印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。同年10月，默克尔访华时，中德两国宣布，将推进“中国制造2025”和德国“工业4.0”战略对接，共同推动新工业革命和业态。
2015年，宝钢与西门子建立了联合工作组，共同推进《宝钢西门子联合探索工业4.0项目》。
2016年6月13日，中德经济顾问委员会第三次全会在北京召开，在国务院总理李克强与德国总理默克尔的共同见证下，宝钢集团总经理陈德荣与西门子股份公司总裁兼首席执行官凯飒代表双方公司共同签署了《宝钢与西门子智慧制造(工业4.0)战略协议》。
宝钢如何实施工业4.0项目?
沈立明说，钢铁行业现在面临的情况，一是产能过剩，而且产能过剩逐渐向高端化的方向延伸。二是钢铁行业最近一段时间出口贸易摩擦在增多，使得出口困难。三是中国经济增速的下行，使得钢铁需求的增速放缓。再加上劳动力总量的减少，劳动力成本的上升，包括环境要求的提升，对于整个钢铁行业的发展都有巨大的压力。
1996年中国粗钢产量首次突破1亿吨，从此全球钢铁业开启了“中国时代”。在过去20年里，中国贡献了全球粗钢增量的80%。
但是，以“产能过剩”为突出表象的中国钢铁业结构失衡矛盾在2015年集中爆发，国内101家大中型钢企亏损率达50.5%。
2016年初，中国推出了去产能目标——用5年时间化解钢铁过剩产能1亿~1.5亿吨。根据工信部及国家发改委数据，今年上半年，我国钢铁去产能的量达到1300多万吨，是今年目标任务的30%左右。中钢协大中型会员钢企上半年实现利润125.9亿元，同比增加427.3%，但亏损面仍达26.3%。
沈立明说，钢铁行业目前的质量水平还不是很稳定，钢铁行业综合废率，在宝钢也有5%—6%，高端产品比如汽车板，成材率一般在85%左右。高等级的硅钢还无法按照合同来组织生产，只能产出来以后再对它定级，然后按客户要求交货。
再比如，客户对于产品的个性化需求，也在倒逼钢铁行业的生产模式进行变革。对于用户的快速响应，也是产业发展的一个竞争力。
今年5月举行的第九届中国国际钢铁大会上，陈德荣表示，“十三五”期间是中国钢铁业结构调整的关键期。转型再平衡的实质就是以市场为导向，从供给侧出发满足钢铁消费个性化、精准化要求。中国钢铁业调结构不是简单的去产能，而是必须和技术进步相结合，提高高附加值产品比例，通过集约化和专业化提高生产效率和弹性，实现供需结构的匹配。
“我们也在积极寻找钢铁行业转型的路径，智慧制造的前景和潜在的利益，和钢铁行业的发展以及要解决的问题是一致的。”沈立明说。2015年，宝钢股份全年销售商品坯材2214.83万吨，实现营业总收入1641.2亿元、利润总额18.5亿元，经营利润保持国内钢铁行业上市公司最优。
宝钢的构想，是要建立一个全透明的数字化钢厂，逐步在数字化的空间里建设一个与现实并行一致的虚拟工厂，实现快速响应并满足个性化需求，且交付高品质产品的制造模式。
由此，企业运营将从响应式制造转变为预测制造;从局部优化到全球优化转变;工厂制造过程管理从事后向事中、事前转变，最终实现柔性制造。
根据规划，宝钢的智慧制造将分成3+1的模式，智能装备、智能工厂、智能互联，再加上基础设施。
在智能装备方面，“我们选择设定了一个范围，我们把‘3D’的岗位，就是危险、肮脏、重复的岗位我们要用机器人去代替。”沈立明说。
沈立明说，钢铁行业的自动化、信息化、网络化的水平相较于其他传统制造行业来说是比较高的，目前钢铁行业主线的装备自动化水平达到了98%以上，基本上所有的设备都是自动化控制。但是很多物流作业的自动化水平不高，所以在宝钢的智慧制造规划里，有相当多的自动化也就是工业2.0的举措要实施。
而在智能工厂方面，包括实时的过程管控，设备维护，物流管理，精细化的成本管理、人员管理上还有大量的空间;在用户的互联互通方面，跟供应商的互联互通之间有大量的举措要做。
这3+1层面，宝钢和西门子共形成了12个团队来开展工作。其中，“1580热轧智能车间示范试点”将从8个领域开展，包括传感器和检测技术、设备诊断和监控、数字化工厂的建设等。“完成以后我们整个1580车间无论是从质量的水平，全自动化的水平，劳动效率水平上面都可以得到一个大跨步的前进，在国际上成为一个比较有代表性的热轧智能空间。”
日前，宝钢股份热轧1580智能车间改造提升正式启动，项目计划于2017年完成。宝钢股份1580产线投产于上世纪90年代，年产热轧卷400 万吨。该产线自动化、信息化建设基础较好。但与世界一流先进水平相比，产线自动化率、产品质量和关键消耗指标等仍存在一定差距，具有一定的改造空间。而在项目完成后，1580智能车间能源利用率、全自动轧钢率、劳动效率将分别提升5%、6%和10%，成本下降20%，钢铁制造将更安全、高效、环保。
“我们跟西门子的合作，对处于困境中的钢铁行业转型具有示范作用，可以为钢铁行业提供智慧制造实施的路线和经验参考，我们有信心进行提质增效，建设一个具有新时代意义的数字化的工厂，为中德合作创建一个样板。”沈立明说。
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