當(dāng)下，“低碳”、“節(jié)能”、“增效”，這些字眼不斷在人們的視野中出現(xiàn)，不僅表明了目前的技術(shù)熱點(diǎn)，同時(shí)也揭示了現(xiàn)代制造業(yè)的一種發(fā)展趨勢(shì)――綠色。不管綠色背后的目的到底是什么，環(huán)境的承載能力已經(jīng)迫使我們開始不斷尋找減緩能源消耗的捷徑，而物聯(lián)網(wǎng)的“火熱”適時(shí)地打開了人們思維的閘門，每一個(gè)行業(yè)似乎都有物聯(lián)網(wǎng)的位置，那么物聯(lián)網(wǎng)到底能否賦予“低碳”、“節(jié)能”、“增效”以新的含義？
物聯(lián)網(wǎng)：應(yīng)用中求發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)作為國(guó)家的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，實(shí)際上是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)展到一定程度后，利用信息技術(shù)、通信技術(shù)等使社會(huì)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)更加有效的一種技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是技術(shù)，如傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分析技術(shù)等，而推動(dòng)其發(fā)展的核心動(dòng)力則是應(yīng)用。在“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的理念下，鋼鐵行業(yè)等原材料工業(yè)、制造業(yè)、能源工業(yè)對(duì)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間的管理和流通都提出了更高的要求。因此，物聯(lián)網(wǎng)將不斷推動(dòng)鋼鐵行業(yè)的信息化與自動(dòng)化進(jìn)程，拓展企業(yè)的發(fā)展空間，并在應(yīng)用當(dāng)中不斷完善和發(fā)展，繼續(xù)推動(dòng)行業(yè)的優(yōu)化，逐漸將信息化滲透到行業(yè)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)。
物聯(lián)網(wǎng)起源于感知、傳感技術(shù)的發(fā)展，它通過(guò)無(wú)線和有線相結(jié)合的方式來(lái)傳遞、接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，因此物聯(lián)網(wǎng)需要感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)方面的配合。要建立鋼鐵行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)，我們的自主技術(shù)還不過(guò)關(guān)，RFID、條形碼和其他傳感技術(shù)還有待發(fā)展，而應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)可以刺激民族工業(yè)的發(fā)展，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向更精、更小巧、價(jià)格更低廉的方向發(fā)展，不斷順暢信息的銜接，加快制造過(guò)程，提高解決制造過(guò)程中處理問(wèn)題的能力。
鋼鐵行業(yè)屬于原材料工業(yè)，是上下游企業(yè)中比較靠前的典型中間企業(yè)，除鐵軌以及少數(shù)金屬網(wǎng)格等最終產(chǎn)品外，鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品基本上為中間產(chǎn)品，它為下游制造加工業(yè)提供的原料，如汽車、家電、船舶、集裝箱板，以及建筑(如橋梁、鐵路、高速公路、大壩、工廠以及民用建筑)等。
信息化說(shuō)到底就是把生產(chǎn)過(guò)程中的物資流管理起來(lái)，實(shí)際上就是對(duì)物資流的追蹤。從物聯(lián)網(wǎng)的角度看，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程就是一個(gè)行業(yè)內(nèi)部的物流過(guò)程，這其中也有物聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的追蹤和優(yōu)化安排，可以使得產(chǎn)銷銜接更為準(zhǔn)確，而且對(duì)能源、原料的消耗以及效率的提高都有很大的影響。例如，沙鋼從煉鐵到煉鋼采用“一包到底”的技術(shù)，使得電爐鋼每噸鋼冶煉電耗由改造前的221度下降到167.7度，降幅達(dá)24.12%，既減少了鐵水熱量消耗，又提高了效率。其中，“一包到底”工藝在鐵水包運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中省去了中間包和混鐵爐等環(huán)節(jié)，但還需要對(duì)運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行全程跟蹤與調(diào)度，這就需要用物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)來(lái)解決。
企業(yè)間物聯(lián)促進(jìn)大供應(yīng)鏈形成
生產(chǎn)出滿足汽車等行業(yè)需求的鋼鐵產(chǎn)品，就是鋼鐵企業(yè)信息化所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。盡量提高交貨的準(zhǔn)確性，以縮短交貨期，這樣就可以減少庫(kù)存的積壓和原料的保有量，減少資金的占用。而鋼鐵行業(yè)的下游企業(yè)，如汽車制造業(yè)等信息化程度較高的行業(yè)，對(duì)產(chǎn)品的要求極為嚴(yán)格，對(duì)每一個(gè)零件型號(hào)、尺寸等的要求都極其精確，一旦不符合標(biāo)準(zhǔn)即成為廢品。對(duì)于汽車制造商來(lái)說(shuō)，如何降低原料庫(kù)存是它不能夠完全左右的事情，因?yàn)樵蠋?kù)存與上游企業(yè)之間的中間環(huán)節(jié)(如采購(gòu)和運(yùn)輸)都有直接聯(lián)系。而一旦這些中間環(huán)節(jié)對(duì)企業(yè)產(chǎn)生影響，可能會(huì)對(duì)交貨期以及零件批次產(chǎn)生比制造過(guò)程更大的影響。制造的過(guò)程是以分、秒甚至是更為精確的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算的，而物流若是出現(xiàn)如原料不到位等問(wèn)題，那么制造過(guò)程中所提高的效率就會(huì)被完全掩蓋。因此，出現(xiàn)這些問(wèn)題最直接的解決辦法就是加大庫(kù)存，隨之產(chǎn)生的最直接后果就是大量資金的占用。
針對(duì)企業(yè)間這些不可控因素可能出現(xiàn)的問(wèn)題，很多鋼鐵企業(yè)都在努力尋找解決的辦法。如寶鋼建立了配送剪切中心，按照客戶的尺寸需求直接將所需零件剪切好送到用戶那里去，中間的運(yùn)輸過(guò)程由企業(yè)自己來(lái)負(fù)責(zé)，即由寶鋼來(lái)主導(dǎo)企業(yè)之間的物聯(lián)，這樣寶鋼下游企業(yè)的供貨就有了保障，成功保證了產(chǎn)銷銜接的緊密性和精確性。然而，能夠做到這一點(diǎn)的鋼鐵企業(yè)并不多，可見(jiàn)針對(duì)企業(yè)間的物聯(lián)要做的工作還非常多。
上下游企業(yè)之間的物流除了以上游企業(yè)為主導(dǎo)的方式之外，還可以以下游企業(yè)為主導(dǎo)，如湘潭鋼鐵公司(其上游企業(yè)為鐵礦石、運(yùn)輸和碼頭)。雖然由于目前鋼鐵、板材市場(chǎng)的不景氣，下游企業(yè)在這方面可能并不積極，但是企業(yè)間的物聯(lián)已經(jīng)成為未來(lái)發(fā)展的一大趨勢(shì)，上、下游企業(yè)分別主導(dǎo)或是雙方共同主導(dǎo)，甚至是由中間的運(yùn)輸企業(yè)為主導(dǎo)的企業(yè)間物流在未來(lái)都很有可能出現(xiàn)并得到發(fā)展。企業(yè)間的物聯(lián)可以優(yōu)化路徑，既保證了供應(yīng)，又保證了生產(chǎn)，最后形成雙贏的局面。
對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)企業(yè)間的物聯(lián)還有很長(zhǎng)的路要走，要在應(yīng)用中不斷摸索，并向這方面發(fā)展較快的國(guó)家學(xué)習(xí)。將上游企業(yè)和下游企業(yè)各自的企業(yè)內(nèi)信息化工作做好，再將企業(yè)間的物聯(lián)打通，那么針對(duì)鋼鐵行業(yè)上下游企業(yè)的大供應(yīng)鏈就會(huì)形成。這不僅僅適用于鋼鐵行業(yè)，其他行業(yè)也可以針對(duì)各自行業(yè)的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行企業(yè)間的物聯(lián)，甚至是跨行業(yè)的物聯(lián)。在這一點(diǎn)上，企業(yè)要有自主性，政府也要給予支持和鼓勵(lì)，以保證行業(yè)間的互動(dòng)。
管控銜接是鋼鐵企業(yè)管理的核心
鋼鐵企業(yè)中的自動(dòng)化和信息化從來(lái)都是密不可分的，國(guó)外一些大的公司(如西門子等)，對(duì)鋼鐵企業(yè)的自動(dòng)化都有成套的技術(shù)，國(guó)內(nèi)也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)力量在做這方面的研究。
在生產(chǎn)過(guò)程的控制中，傳感及對(duì)指標(biāo)的采集等都需要通過(guò)自動(dòng)化手段來(lái)進(jìn)行，不但要采集數(shù)據(jù)，還需要通過(guò)數(shù)學(xué)模型去處理和分析，如采集到氧氣的流量和壓力、鋼水的粘稠度、渣滓成分等數(shù)據(jù)后，如何調(diào)整氧槍的高度、流量如何控制才能達(dá)到出鋼碳含量的要求等，這些都需要借助數(shù)學(xué)模型來(lái)演算。歸根到底，就是要做運(yùn)行數(shù)據(jù)的積累和分析、機(jī)理的推導(dǎo)和研究，根據(jù)目標(biāo)來(lái)推斷下一步所要控制的參數(shù)，這也是一個(gè)演算的過(guò)程。而實(shí)際上，這個(gè)過(guò)程不僅需要傳感技術(shù)，還需要網(wǎng)絡(luò)、IT技術(shù)等信息化技術(shù)，這與管理的演算非常相似，甚至更為復(fù)雜。而傳統(tǒng)上來(lái)講，將上述這些步驟都稱為自動(dòng)化。管理層需要信息技術(shù)來(lái)優(yōu)化管理流程，并在不斷積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中提出更好的方案和模型。
鋼鐵企業(yè)信息化發(fā)展是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，也是一個(gè)觀念改變的過(guò)程�，F(xiàn)在，鋼鐵企業(yè)的信息化已經(jīng)參與到了管理當(dāng)中，如寶鋼、武鋼、鞍鋼、首鋼等大型鋼鐵企業(yè)的客戶訂單都在計(jì)算機(jī)處理后直接轉(zhuǎn)化為作業(yè)，而且在管理的過(guò)程中處處體現(xiàn)著自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)的應(yīng)用。
“信息化與自動(dòng)化的融合是題中應(yīng)有之義，體現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)中就是管控銜接。”漆永新教授這樣說(shuō)。從應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，無(wú)論是依靠引進(jìn)還是自主開發(fā)，自動(dòng)化項(xiàng)目在信息化推進(jìn)的過(guò)程中都是不可或缺的。管理和控制銜接起來(lái)的主要難點(diǎn)在于接口的設(shè)置。如在含碳量傳達(dá)到自動(dòng)控制的過(guò)程中，若設(shè)計(jì)中沒(méi)有這個(gè)接口則無(wú)法進(jìn)行銜接;只有在接口處接受了指令，才能進(jìn)行氧氣流量、壓力和轉(zhuǎn)爐形態(tài)的控制。另外，在從現(xiàn)場(chǎng)收集鋼鐵冶煉完畢后的結(jié)果數(shù)據(jù)時(shí)，不同的實(shí)際溫度會(huì)影響到以后連續(xù)澆鑄的方式選擇。目前，這一點(diǎn)在鋼鐵企業(yè)中是可以做到的。
如何開發(fā)管理信息系統(tǒng)，可以自行開發(fā)，也可以選用套件。絕大多數(shù)套件并不是為鋼鐵企業(yè)量身定做的，想要解決鋼鐵企業(yè)的訂單與生產(chǎn)之間的銜接，需要進(jìn)行軟件的改造。最常用的手段就是利用原來(lái)軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能力，表述訂單及規(guī)程，對(duì)銷產(chǎn)轉(zhuǎn)換的功能打補(bǔ)丁。
節(jié)能減排乃重中之重
鋼鐵企業(yè)是能源消耗的大戶，約占全國(guó)能源總能耗的15%，占工業(yè)能耗的15%~25%。當(dāng)前，能源價(jià)格仍呈上升趨勢(shì)，這對(duì)于能源費(fèi)用占企業(yè)生產(chǎn)總成本約20%~30%的鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。近日，國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加大節(jié)能減排力度加快鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見(jiàn)指出，鋼鐵工業(yè)是節(jié)能減排潛力最大的行業(yè)，在節(jié)能減排工作中占有舉足輕重的地位。因此，“節(jié)能減排降耗”成為企業(yè)信息化過(guò)程中呼聲最高的任務(wù)，鋼鐵行業(yè)也越來(lái)越重視這個(gè)問(wèn)題。漆永新向記者介紹，鋼鐵企業(yè)采取了多項(xiàng)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
漆永新認(rèn)為，節(jié)能減排應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)工藝相結(jié)合，與自動(dòng)化和信息化技術(shù)相結(jié)合。鋼鐵業(yè)的節(jié)能主要包括制造過(guò)程中的節(jié)能和排放后的節(jié)能兩個(gè)方面。制造過(guò)程中的節(jié)能減排主要是以鋼鐵技術(shù)創(chuàng)新為主，排放后的節(jié)能，要不斷推廣成熟技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(1)從整體上來(lái)說(shuō)，首先是對(duì)散放的氣體物進(jìn)行回收，如焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣。煉焦的過(guò)程中煤氣含量比較高、比較穩(wěn)定，因此廢氣的回收比較容易進(jìn)行，而轉(zhuǎn)爐和高爐中煤氣含量常常處于變化當(dāng)中，廢氣的含量不穩(wěn)定。尤其是轉(zhuǎn)爐，斷續(xù)性的廢氣排放對(duì)煙氣回收的技術(shù)具有較高的要求。搞好了，轉(zhuǎn)爐煉鋼不但不消耗能源，還能產(chǎn)生電能，將煙氣的排放和熱能都回收了，故又被稱為負(fù)能煉鋼。
(2)其次是對(duì)廢棄的固體物的回收，如高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣。先要把含鐵物從廢棄物中分離出來(lái)重新入爐，剩下的爐渣又輕又硬又可以絕熱，是非常環(huán)保的建筑材料。
(3)第三是對(duì)水的循環(huán)使用。水在鋼鐵業(yè)里的消耗量很大，用過(guò)的水通過(guò)過(guò)濾處理變成中水之后再進(jìn)行使用，在有的企業(yè)，水的循環(huán)利用率已經(jīng)基本上達(dá)到了100%。
濟(jì)南鋼鐵廠是我國(guó)節(jié)能減排的先進(jìn)典型企業(yè)，2009年，濟(jì)鋼以建設(shè)“都市型鋼廠”為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢水、CO、SO2排放量的進(jìn)一步降低，能源資源利用水平得到進(jìn)一步提高。
可以看出，如何利用信息化手段促進(jìn)節(jié)能增效是鋼鐵企業(yè)工作的重點(diǎn)，建設(shè)能源管理系統(tǒng)本身就是非常有價(jià)值的。一個(gè)完整的能源系統(tǒng)不僅要采集數(shù)據(jù)，而且要實(shí)施能源的平衡和調(diào)度。在過(guò)去，對(duì)于全企業(yè)性的能源綜合管理是薄弱環(huán)節(jié)。能源介質(zhì)分布在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，由于一些環(huán)節(jié)的環(huán)境十分惡劣，采集數(shù)據(jù)點(diǎn)繁多，因此采集十分困難，成為了鋼鐵企業(yè)的難點(diǎn)。目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和傳感技術(shù)的飛躍，這一方面的工作有了較快的發(fā)展。建立能源管理系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)運(yùn)用信息化手段達(dá)到節(jié)能目的的標(biāo)志性的臺(tái)階，寶鋼、鞍鋼、馬鋼、濟(jì)鋼、南鋼、沙鋼、邯鋼等15家鋼鐵企業(yè)已經(jīng)擁有了能源管理系統(tǒng)，更多的企業(yè)正在建設(shè)能源管理系統(tǒng)，并且得到了政府的大力支持。此外，一些企業(yè)還主動(dòng)建立了排放數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使其與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保系統(tǒng)相連接，將節(jié)能減排落到實(shí)處。
