近年來(lái)，特別是“十三五”期間，以人工智能、5G、云計算、大數據等為代表的新興ICT（信息通信技術(shù)）迅猛發(fā)展。隨著(zhù)國家一系列鼓勵產(chǎn)業(yè)轉型升級的政策出臺，各行各業(yè)都掀起了數字經(jīng)濟革命浪潮。實(shí)施綠色制造（決定鋼企的生存）、智能制造（決定鋼企的發(fā)展）和精益制造（決定鋼企的地位），成為各鋼鐵企業(yè)轉型升級的主旋律。
 
　　數字經(jīng)濟時(shí)代，鋼企數智化轉型不可跨越的發(fā)展階段是標準化、信息化、精益化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化、智慧化等。而當前，國內大部分鋼企仍處于信息化階段，鋼鐵貿易互聯(lián)網(wǎng)化成為約30%企業(yè)轉型的重要方向，只有5家大型鋼企將發(fā)展大數據產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展戰略之一，僅中國寶武一家將智能制造寫(xiě)入公司“十三五”戰略。
 
　　鋼企實(shí)施數智化轉型的探索
 
　　當前，鋼企實(shí)施數智化轉型主要有兩種模式：
 
　　一類(lèi)是以自主研發(fā)為主。例如，中國寶武自主研發(fā)了兩個(gè)數智化平臺，并在寶武鄂鋼首次實(shí)現了大生產(chǎn)驗證應用。一個(gè)是智能工廠(chǎng)平臺iPlat，即云、邊一體化智慧制造平臺。該平臺擁有數據采集治理及服務(wù)、智能化生產(chǎn)過(guò)程控制、數字化制造執行應用及成本績(jì)效管控、全面整合的生產(chǎn)過(guò)程監控和多源數據的融合創(chuàng )新應用等功能。另一個(gè)是智慧生態(tài)平臺ePlat，支撐集團公司構筑鋼鐵生態(tài)圈。該平臺為產(chǎn)業(yè)鏈參與主體提供金融、物流、技術(shù)、質(zhì)檢、資訊、采購等綜合集成服務(wù)，實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈商流、信息流、資金流、物流四流合一，通過(guò)大連接、大數據、大共享實(shí)現向生態(tài)圈的輻射傳導和賦能服務(wù)。
 
　　另一類(lèi)是以借助社會(huì )專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量為主。例如，河鋼集團原有的電商平臺設備老舊，日常運行穩定性、靈活性差；資產(chǎn)管理繁雜，使用本地數據中心，每年都要進(jìn)行資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)，費時(shí)費力。經(jīng)多輪比選后，河鋼集團選擇與華為公司合作，快速完成了云商平臺的轉型升級，基于華為云構建了B2B電商業(yè)務(wù)新平臺。新平臺實(shí)現了性能優(yōu)——客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站流暢，在競拍、秒殺等極端場(chǎng)景下依然能夠平穩可靠運行；輕資產(chǎn)——華為按一定周期僅收取服務(wù)費，河鋼無(wú)須關(guān)注資源維護，專(zhuān)注于主營(yíng)業(yè)務(wù)即可。
 
　　在這兩種模式下，國內一些標桿鋼企已經(jīng)進(jìn)行了數智化轉型的積極探索。
 
　　如中國寶武，2015年以來(lái)，通過(guò)與國際領(lǐng)先的專(zhuān)業(yè)技術(shù)公司合作，在大力自主實(shí)施智慧制造的同時(shí)，努力向行業(yè)推廣商業(yè)技術(shù)模式。2015年，寶鋼股份即在鋼鐵行業(yè)率先承擔工信部智能制造示范試點(diǎn)項目“熱軋1580智能車(chē)間”；2018年基本建成，技術(shù)經(jīng)濟指標改善明顯，工序能耗下降6.5%，內部質(zhì)量損失下降30.6%，廢次降下降10%，全自動(dòng)投入率提升10.5%，指標實(shí)績(jì)大大優(yōu)于設定目標。2019年，寶鋼股份成功入選達沃斯世界經(jīng)濟論壇“燈塔工廠(chǎng)”（至今國內鋼鐵行業(yè)唯一一家）。
 
　　又如沙鋼集團，自2015年起，就將智能制造作為信息化與智能化深度融合的切入點(diǎn)和主攻方向，針對不同工廠(chǎng)、車(chē)間、工序、崗位技術(shù)裝備水平各不相同，處于不同發(fā)展階段的實(shí)際情況，確定了差異化、跨越式實(shí)施路徑，由點(diǎn)及面全面推進(jìn)智能制造戰略工程。2017年，沙鋼創(chuàng )新實(shí)施“高端線(xiàn)材全流程智能制造新模式應用”智能化項目，為鋼企提供智能工廠(chǎng)解決方案。2020年，該項目通過(guò)政府驗收，包括轉爐特鋼、開(kāi)坯修模、棒線(xiàn)車(chē)間的改造升級，總投資4億元。該項目通過(guò)建設一個(gè)中心、一條智能化生產(chǎn)線(xiàn)、四大系統、七大平臺，探索形成了一種高端線(xiàn)材智能制造新模式，為企業(yè)節能減排、減員增效、提質(zhì)增效等提供強大的技術(shù)支撐。該項目建成實(shí)施后，生產(chǎn)效率提高31.5%，運營(yíng)成本降低23.2%，產(chǎn)品研制周期縮短35.4%，產(chǎn)品不良率降低26.8%，單位產(chǎn)值能耗降低19.7%。
 
　　“十四五”鋼鐵行業(yè)數智化轉型路徑辨析
 
　　鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟支柱性基礎產(chǎn)業(yè)。鋼鐵是制造業(yè)的“脊梁”，是工業(yè)的“糧食”，在我國由制造大國向制造強國挺進(jìn)的過(guò)程中，鋼鐵行業(yè)由全球“老大”變“強大”至關(guān)重要，其中數智化轉型將發(fā)揮不可替代、舉足輕重的作用。
 
　　鋼企智能制造包含技術(shù)與管理兩大維度的變革，目標是實(shí)現資源全局優(yōu)化配置，解決不確定性問(wèn)題，實(shí)現大規模定制和預測式制造，以滿(mǎn)足下游客戶(hù)越來(lái)越強的個(gè)性化需求；基礎是標準化和精益化；手段是虛擬化（即數字化）和閉環(huán)控制；核心是工業(yè)軟件，即軟件定義工業(yè)SDI（數字串行接口）。數字化的關(guān)鍵是有數據，實(shí)現業(yè)務(wù)對象、規則、流程的數字化。智能化的關(guān)鍵是實(shí)現數據自動(dòng)流動(dòng)，即將正確的信息在正確的時(shí)間、以正確的方式發(fā)送給正確的人或系統，使其做出正確的決策。智慧化的關(guān)鍵是實(shí)現知識工作自動(dòng)化，即數據能夠自動(dòng)轉化為信息、信息能夠自動(dòng)轉化為知識、知識自動(dòng)轉化為智慧（決策），進(jìn)而實(shí)現知識持續的沉淀、固化、迭代、提升和傳承。
 
　　鋼鐵產(chǎn)品的競爭力雖然最終是通過(guò)產(chǎn)品的制造、質(zhì)量、性能、成本、服務(wù)等因素表現出來(lái)的，但是追根溯源，都會(huì )深層次地延伸到設計層面。設計是鋼鐵產(chǎn)品競爭力的起點(diǎn)，在未來(lái)的市場(chǎng)競爭中，設計是決定鋼鐵產(chǎn)品競爭力的根本要素。鋼鐵產(chǎn)品、工藝、裝備和工程等智能設計（或集成研發(fā)IPD），既是鋼鐵制造流程實(shí)現智能化的關(guān)鍵環(huán)節之一，又發(fā)揮著(zhù)先導和引領(lǐng)作用。通過(guò)智能設計，既可高效創(chuàng )新、優(yōu)化鋼鐵制造流程的物理系統，又能為實(shí)現鋼鐵制造流程智能化提供所有數字化基礎數據和模型系統。同時(shí)，智能制造為智能設計持續不斷地提供最真實(shí)工況環(huán)境下極其豐富寶貴的1∶1驗證與實(shí)驗數據。通過(guò)智能設計與智能制造之間相互驅動(dòng)、交互校驗，可大大促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)品、工藝、裝備和工程技術(shù)的快速迭代。
 
　　鋼鐵制造流程的智能設計主要包括3個(gè)層面：一是材料基礎科學(xué)層面（分子、原子微觀(guān)維度），運用材料與工藝三維仿真設計分析計算技術(shù)，模擬仿真研究材料成分和微觀(guān)組織結構與性能之間的關(guān)系，冶金和軋制工藝過(guò)程的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、應力應變場(chǎng)等。二是工序技術(shù)科學(xué)層面（工序、裝備中觀(guān)維度），研究工序與裝備技術(shù)的可行性，模擬仿真優(yōu)化研究冶金裝備的合理性。三是流程工程科學(xué)層面（流程、工廠(chǎng)宏觀(guān)維度），運用流程與工程學(xué)三維仿真設計計算技術(shù)，研究?jì)?yōu)化流程與工程的整體性、系統性、協(xié)同性，以及鋼鐵制造全流程物質(zhì)流、能量流、信息流的動(dòng)態(tài)一體化、有序化、集約化。
 
　　ICT與OT（工業(yè)運營(yíng)管控技術(shù)）加速深度跨界融合，將給傳統的鋼鐵工業(yè)運營(yíng)管理控制技術(shù)與系統架構帶來(lái)顛覆性變革。對于鋼企而言，數據將成為核心生產(chǎn)資料和最重要的資產(chǎn)，普惠的人工智能將成為先進(jìn)生產(chǎn)工具，計算能力將成為新的先進(jìn)生產(chǎn)力，通信網(wǎng)絡(luò )將成為神經(jīng)中樞，信息和數據將深入到制造領(lǐng)域的人、機、料、法、環(huán)等各個(gè)環(huán)節。信息流對制造企業(yè)的再造，是一個(gè)完整的價(jià)值鏈再造過(guò)程，將變革傳統鋼企的商業(yè)規則和經(jīng)營(yíng)模式，形成客戶(hù)驅動(dòng)鋼企直接滿(mǎn)足其需求的生態(tài)。
 
　　實(shí)施智能制造的三大要素：人才、技術(shù)和方法論。對于智能產(chǎn)線(xiàn)、智能工廠(chǎng)、智能鋼企等這些新生事物，沒(méi)有現成樣板可供參考，研發(fā)創(chuàng )新、個(gè)性化定制的成分大。傳統的鋼鐵工程技術(shù)產(chǎn)品提供商，自身往往背負著(zhù)比較沉重的歷史包袱，既有的競爭優(yōu)勢很有可能成為新形勢下的劣勢（類(lèi)似柯達膠卷）。一方面，他們大多以銷(xiāo)售自身已有的優(yōu)勢技術(shù)產(chǎn)品為主要目的，難以完全做到以服務(wù)于鋼企個(gè)性化需求為中心；另一方面，自身大都處于數智化轉型探索過(guò)程中，如果鋼企主要依靠此類(lèi)廠(chǎng)商實(shí)施數智化轉型，很可能難以取得大的創(chuàng )新突破。
 
　　筆者認為，國內傳統的鋼鐵過(guò)程技術(shù)產(chǎn)品供應商需要加強與鋼企客戶(hù)的配合，與領(lǐng)先的原生ICT廠(chǎng)商跨界融合，潛心研發(fā)，發(fā)揮靈活、快速、行業(yè)沉淀深厚等優(yōu)勢，在某些點(diǎn)形成競爭優(yōu)勢，將自己打造成生存能力極強的“碉堡”。“碉堡”多了，自然就能共同構建起一道堅強的“鋼鐵工程高科技長(cháng)城”，從而為鋼鐵及相關(guān)行業(yè)提供自主可控的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品與服務(wù)。
 
　　鋼鐵制造流程基礎自動(dòng)化控制“計算+通信”架構將逐步代替“電子+電氣”架構。不宜將所有數據都上云，端、邊（根據國際數據公司IDC預測，未來(lái)將有超過(guò)50%的數據在邊緣側處理）也應該分擔起必要的數據處理、存儲和分析計算等功能。泛在云化控制技術(shù)等將逐步代替傳統PLC（可編程邏輯控制器）、DCS（分散控制系統）等，是國內自動(dòng)化公司趕超西方傳統自動(dòng)化巨頭千載難逢的機遇，關(guān)鍵是要實(shí)現實(shí)時(shí)操作系統、工控開(kāi)發(fā)環(huán)境、時(shí)間確定性網(wǎng)絡(luò )、統一開(kāi)放協(xié)議等核心技術(shù)自主可控，不贊成再跟隨發(fā)展傳統的PLC、DCS等技術(shù)產(chǎn)品。
 
　　此外，數據質(zhì)量將直接影響數據價(jià)值的呈現和應用效果。因此，鋼企在實(shí)施數智化轉型過(guò)程中，首先必須把好數據治理關(guān)。其次，需要以業(yè)務(wù)數字化為前提，以數據入湖為基礎，以建設數據中臺為重點(diǎn)，通過(guò)構建完整、清潔的邏輯數據湖，做厚業(yè)務(wù)與數據雙驅動(dòng)的數據中臺，進(jìn)而筑牢與業(yè)務(wù)主題緊密聯(lián)接的數據底座。IDC（互聯(lián)網(wǎng)數據中心）將成為鋼企重要的新型基礎設施，不應以短期的投入產(chǎn)出比來(lái)衡量，越早建立或租用越好。數據構架、數據頻次、數據分析三位一體，構成數據體系。每個(gè)企業(yè)都有自己獨特的數據體系，即數據編碼基因。企業(yè)數據編碼是一項復雜、長(cháng)期、艱巨、實(shí)踐性很強的工作，決定了企業(yè)數智化轉型的成敗，需要由鋼企業(yè)務(wù)專(zhuān)家主導、與IT專(zhuān)家等協(xié)同完成。
 
　　數智化轉型的幾點(diǎn)建議
 
　　傳統的鋼鐵行業(yè)數智化轉型是一個(gè)長(cháng)期漸進(jìn)的過(guò)程，不可能一蹴而就，需要足夠的耐心和定力。筆者基于自身的一些實(shí)踐與思考，就鋼鐵行業(yè)數智化轉型提幾點(diǎn)粗淺的建議，以期拋磚引玉，引發(fā)相關(guān)方面更廣泛、深入的思考與實(shí)踐探索。
 
　　法規標準：“智能制造，標準先行”。規范化與標準化工作是實(shí)現智能制造的重要基礎。數據確權、信息安全等是實(shí)現智能制造系統三向集成（特別是產(chǎn)品全生命周期域的端到端集成、價(jià)值鏈域企業(yè)之間的橫向集成）的前提。鋼鐵行業(yè)相關(guān)的政府部門(mén)與行業(yè)組織等，需要在數據安全與權利保護法律法規、規范標準制定方面充分發(fā)揮好組織、協(xié)調、監督等重要作用。
 
　　研發(fā)模式：變革目前廣泛采用的經(jīng)驗試錯法傳統手工作坊式的鋼鐵產(chǎn)品和工藝研發(fā)模式，大力發(fā)展大數據與人工智能驅動(dòng)的高通量計算加高通量試驗的材料和工藝集成數字化研發(fā)模式。
 
　　技術(shù)路徑：將專(zhuān)業(yè)知識（機理模型等）+專(zhuān)家經(jīng)驗（操控規則等）+數據智能（人工智能、大數據等）有機結合，充分發(fā)掘挖掘利用好技能、技術(shù)、業(yè)務(wù)、管理等各方面的專(zhuān)家經(jīng)驗至關(guān)重要。即使將來(lái)實(shí)現了智能制造，人的決策作用依然是最重要的。
 
　　實(shí)施步驟：透明化（信息/經(jīng)驗/模型等可視化，支撐實(shí)現決策優(yōu)化等） ——智能化（數字孿生，支撐實(shí)現產(chǎn)線(xiàn)異地遠程智能操控與運維等）——智慧化（人-信息物理系統，支撐實(shí)現行業(yè)知識的持續沉淀、固化、迭代、提升和傳承等）。
 
　　實(shí)施方式：鋼企、行業(yè)技術(shù)產(chǎn)品提供商、專(zhuān)業(yè)ICT提供商、高校/專(zhuān)業(yè)研究院所等相關(guān)單位，強強合作，優(yōu)勢互補，跨界研發(fā)，協(xié)同創(chuàng )新。
 
　　實(shí)施方法：應用開(kāi)發(fā)、平臺打造、數據治理、人員賦能、管理變革協(xié)同發(fā)展，齊頭并進(jìn)；自上而下，自下而上，同步推進(jìn)。
 
　　能力建設：企業(yè)數智化轉型，組織與人才的數字化能力將成為關(guān)鍵元素。企業(yè)擁有強大的數字化平臺，組織將變得敏捷、高效、生機勃勃，人才的潛能才能得到充分發(fā)揮和釋放。數字化組織中人才的引進(jìn)、培養、任用、使用、考核、評價(jià)、激勵等每個(gè)相關(guān)環(huán)節都需要相互聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而構成人才能力全生命周期持續閉環(huán)、迭代、提升。