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“黑灯工厂”,点亮钢铁制造智慧之光——宝钢股份冷轧厂建设C008热镀锌智能车间的思考
信息来源:中国宝武集团      时间:2019-09-12 14:55:01


夏日午后,跨入宝钢股份冷轧厂C008热镀锌车间,眼前瞬间一暗。这里的能见度,和厂房外刺目的阳光形成了巨大的反差。目及之处,只有几个行车警报灯嗡鸣转动着,发出一点微薄的亮光,提醒着人们,头顶上的无人行车正在作业。

这里就是宝钢股份冷轧厂的“黑灯工厂”。这个工信部钢铁企业智能制造示范试点和工业互联网应用试点项目,2017年启动,今年底将全部结题。按照项目结题的五大标准,“黑灯工厂”将实现吨钢能耗下降15%、综合污染物吨钢下降30%、劳动效率提升30%、产能提升20%、加工成本下降10%。

2019年1月,中国宝武第一次党代会明确提出以“成为全球钢铁业引领者”为愿景,以“共建高质量钢铁生态圈”为使命。中国宝武党委书记、董事长陈德荣多次强调,智慧制造,是中国宝武实现愿景和使命的重要路径之一。

建设“黑灯工厂”,显然就是中国宝武在探索智慧制造之路上的一次破冰之旅。回望它走过的路和历经的艰辛,凝聚着中国宝武对传统钢铁制造业转型升级的一种探索——明天的钢铁往哪里去?新时代的钢铁路在何方?

用“黑色”的眼睛寻找光明

2016年,冷轧厂在C008热镀锌车间率先实施了行车无人化改造,成功在钢卷中间库区域实现了无人化。原先灯火通明的库区具备了全天候黑灯条件。2017年成为工信部钢铁企业智能制造示范试点和工业互联网应用试点项目后,冷轧厂又先后研发应用了工业机器人、人工智能判级、数字钢卷、远程集中操作等多项创新技术,灭失了一批需要开灯作业的岗位,“黑灯工厂”因此得名。

从某种意义上来说,“黑灯工厂”只不过是个形象的“人设”,以便于非专业人士理解。然而,“黑灯工厂”的内涵,远不止字面上这么简单,不仅喻示着绿色、节能的作业方式,更是一种颠覆传统生产管理模式的系统性创新。

2019年,中国钢铁产能很有可能突破10亿吨,供大于求是一个长周期、大概率事件。陈德荣在接受专业媒体采访时说,“在钢铁行业供大于求的情况下,我们如何自我救赎?我认为智慧制造是未来的出路。”的确,成本压力、人力短缺、环境负荷、能源消耗、安全生产……细数这些当前钢铁行业面临的痛点,人们不难发现,传统的发展模式已经很难全面破解这样的行业难题。

“黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它寻找光明。”“黑灯工厂”正如同传统钢铁行业里黑色的眼睛,寻求着智慧制造的光明,也让人们看到了钢铁行业智能化发展的光明前景。与此同时,通过项目的实施,无论是宝钢股份还是宝钢工程、宝信软件,技术力量队伍都得到了检验和锻炼,冷轧厂高级主任工程师张亚林认为,“这或许是一笔更大的财富”。

设备更智能,员工更自由

在“黑灯工厂”加热炉区域,总共7层加热炉有几十米高,层层叠叠,看上去颇为壮观。但是巡检工作的强度也很高,点检员要一层层地爬上去检查炉体泄漏、烧嘴损坏等。今年,冷轧厂在每个楼层上安装轨道,配置了专业的巡检机器人,这个智慧制造项目彻底解放了每天爬上爬下的点检员们。

“机器取代人”,少人化,乃至无人化,是“黑灯工厂”最为直观的一个变化。这个智能车间最先达成的一项硬指标,就是劳动效率提升了30%。偌大的厂房里空无一人,从拆捆、打捆到质量自动判级;从锌锅捞渣、撇渣到出口取样、自动贴标……一大批智能机器人的上岗,把车间里的基层员工从劳动强度高、作业环境差、不安全因素多的岗位中解放了出来。

锌锅捞渣、撇渣,可以说是C008机组主操最犯怵的活。锌锅温度有450多摄氏度,两米范围内温度也高达60摄氏度左右,即便是穿上防护装备,工作服上也时常会烫出一个个小洞,劳动强度高,作业环境差。智能化改造中,捞锌、撇渣机器人相继上岗,完全取代了人工操作。C008机组主操邢云明对这种变化津津乐道:现在重活、累活基本都是机器人干,而且设备的智能化水平在不断地提升。比如锌层的控制,过去都要操作工进行人工数据录入,现在智慧平台上线后,完全就不需要了。“我个人感觉吧,我们一线操作工以后干活再也不是凭力气了,而是都要靠脑子了!”上个月,小邢还参加了机器人维修的专项培训。

智慧制造,或许不仅仅是指装备的高度智能化,还有基层员工专业智慧的激发和养成。把人从低水平的重复性劳动中解放出来,去从事更有想象力和创新力的工作,从而实现自由而全面的发展,这或许是智慧制造的一个“目的地”。尽管,这条路才刚刚出发,但这不正是中国宝武提倡的“三有”理念当中“有趣”的真谛么!

“地标性建筑”的 示范辐射效应

空无一人的行车、六合一的操作室、数字化的钢卷、不知疲倦的机器人……随之而来的是劳动强度低了、作业环境好了。当管理者和基层员工从“黑灯工厂”的建设中获得越来越强的幸福感时,大家对智慧制造的认识越来越趋于一致。

“中国宝武应定位于一家以钢铁业为载体的高科技企业。”这样颠覆性的论断放在几年前,恐怕没几人能接受。冷轧厂的一位管理者回忆说,前几年宝钢股份提出“五大能力”,其中一条就是智慧制造。当时我们都不太理解,钢铁企业为啥要搞这些“花哨”的东西?

冷轧厂副厂长王劲说,当成本削减越来越难以挤出水分,劳动效率越来越难以提升时,大家渐渐意识到,智慧制造不是“干和不干”的问题,而是“早干和晚干”、“怎么干”的问题了。现在,更是到了“流程再造”的关键阶段,因为市场和现场都在倒逼着他们。

对于一家特大型钢铁企业来说,要玩转人工智能、大数据应用这样的高新科技,难度是可想而知的。“黑灯工厂”完全找不到可以借鉴的模板,对于大多数理工科底子的技术人员们来说,这种跨界的难度是非常大的。在很多项目参与者的印象中,项目前期大量的专业培训和技术交流持续了好几个月,一直到现在都没有断过。从美国大河钢厂到韩国浦项,从施耐德到西马克,然后边学边干,艰难地将这些应用移植到钢铁制造流程中。

在项目负责人、分厂厂长陆勇看来,“黑灯工厂”是中国宝武智慧制造的一个“地标性建筑”。宝钢股份的装备自动化和信息自动化水平都比较高,学习能力也比较强,这为“黑灯工厂”的创建打下了良好的基础。宝钢工程、宝信软件等单位都不遗余力地给予了支撑。可以说,从顶层设计到细节描绘,都是“倾全集团之力”的。这个项目最重要的战略意义可能就是“一点突破,全面开花”,也就是集团公司领导始终强调的,宝钢股份的智慧制造项目要“可复制,能借鉴”。

打破传统钢铁制造业的“天花板”

“黑灯工厂”新建的集控操作室叫“6 in1”,大幅透明的落地窗,雪白的吊顶,干净敞亮,设计得很有现代感。乍一看,还以为是某个高端展会的一个展台。C008机组原来两条镀锌线的6个操作室全部都合并到了这里。除了集中了原来的功能外,还能够为远在千里之外的湛江钢铁提供运维支持。纵观整个“黑灯工厂”,践行了中国宝武智慧制造“四个一律”中的“现场操控室一律集中”、“操作岗位一律采用机器人”、“运维监测一律远程”。

首席工程师俞鸿毅介绍说,在“黑灯工厂”,一个钢卷,从库区吊运出来一直到发货,可以做到信息不落地,全流程在线运作。扁平化的信息流,让现场问题更加具有透明性、即时性和可视性,而且,这也为模糊甚至打破原来泾渭分明的管理界面创造了硬件基础。纵向来看,一条机组的信息断点连成了线;横向来看,生产、能源、成本数据,在一个界面上就一目了然。按照专业的说法,“信息从一个点转变为一条线,从一张纸转变为一本书,从数据池转变为数据湖,实现了数据汇集、数据交付和数据服务三大功能”。而这些,都给钢铁制造流程再造和管理变革注入了源源活力。

“黑灯工厂”从一台行车的无人化开始,两年的时间里,已经通过大量的高新技术手段,初步将产线、流程、工序进行了有效整合。其五大指标的显著改善,也很好地回答了智慧制造与管理变革之间的辩证关系。这不仅给宝钢股份最新提出的“ONE MILL”理念提供了一个初具雏形的实践样板,也给钢铁企业智慧制造描绘了一个美好的前景。

如果用当下大热的量子力学术语“跃迁”来形容“黑灯工厂”所带来的变化,可能还为时过早。但有一点是肯定的,一种对传统钢铁制造革命性的颠覆在这里已经初见端倪。劳动效率的提升、成本可视可控……这些都只是冰山的表面,“黑灯工厂”改变的是钢铁制造业的传统流程、组织模式,其实就是打开了传统钢铁制造进一步突破提升的“天花板”。

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