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首钢智造的理论探索与实践北京首钢自动化信息技术有限公司，混合流程工业自动化系统及装备技术国家重点实验室首钢分实验室。通过回顾首钢发展历史及在搬迁调整过程中工业化与信息化的深度融合发展历程，介绍了两化深度融合对新首钢、新工艺与新技术的支撑。通过分析新的发展时期，钢铁企业面临的问题，开展了首钢智能制造的理论探索与实践，并提出了对三点热点问题的冷静思考。

关键词：两化融合；智能制造；大数据分析；技术应用；创新驱动

1　引言

自中华人民共和国成立至20世纪末，首钢逐渐从手工作业发展到电气化时代，再到自动化加初级信息化时代，完成了从工业1.0到工业3.0的跨越。

1958年石景山钢铁厂更名为石景山钢铁公司。1964年建成中国第一座顶底复吹转炉和全球第一家高炉喷煤装置，结束了有铁无钢的历史。1972年建成容积为1200立方米的4号高炉，提高了炼铁机械化与自动化水平。1978年后，首钢率先实现承包制，成为经济体制改革试点。1984年建成三级计算机网络系统，公司生产经营管理其中包括财务、计划等10个专业系统全部实现了计算机化，使全公司580多项管理业务应用了计算机。初步实现了信息资源共享和办公自动化。20世纪九十年代，首钢开始了第二波次的自动化信息化建设新阶段。引进了IBMES/9000及AS/400计算机，取代了旧的计算机系统，分别配置于总公司及北钢、特钢、矿山等各个子公司，并成功实现了远程联网。首钢公司级新计算机管理信息系统，采用客户端/服务器体系架构以及集中分布式相结合的网络拓扑方式，将总公司和各个子公司实现了网络连接。

21世纪以来，首钢的发展面临着搬迁调整的历史重任。首钢钢铁主业的搬迁调整有两个主要特点：一是钢铁产业的产品结构调整，由以长材生产为主向以高端板材生产为主转变；二是钢铁产业的地域布局调整，由集中在北京石景山地区向北京顺义及河北多地域转移。与此相适应的管理模式也发生了明显的变化：一是对高端钢铁产品生产经营的管理；二是集团对“一业多地”多法人公司的管理。这些变化对首钢自动化、信息化建设提出了新的要求。

2　两化融合对新首钢、新工艺、新产品的支撑

2.1　新首钢新格局

首钢在搬迁过程中，实现装备与工艺的升级，采用新一代钢铁流程工艺技术及装备。通过不断实践与完善，单元技术成熟先进，界面技术高效可靠，全流程高水平系统集成优势正在显现。为实现高效率、低成本、低能耗、绿色环保的生产高品质钢材产品的目标奠定了基础。按中国钢铁协会钢材品种统计分类总计23类，首钢产品覆盖20类。如表1所示。

2.2　两化融合战略

在首钢“一业多地”的大格局下，结合时代特点与新技术发展趋势，首钢制定了明确的两化融合战略——以业务需求为导向，坚持战略引领、创新驱动、整体优化、持续完善的两化融合方针，以全流程应用紧密集成，全流程业务协同高效为两化融合目标。坚持自主创新、集成创新，不断推进数据、技术、业务流程、组织机构的互动创新和持续优化，推进两化深度融合，打造公司新型能力，提升公司核心竞争力。

2.3　具体工作

首钢钢铁业的信息化与自动化按照典型的五级架构体系进行建设，用以支撑生产管理的全部业务，通过覆盖产品制造全流程的物流、工作流、资金流与信息流的集成融合，促进企业管理创新、提升企业运营的质量和效益。系统架构如图1所示。

自动化固化工艺、优化控制。首钢集团在搬迁建厂的同时，同步设计建设了覆盖全流程的自动化、信息化系统，各产线基础自动化覆盖率达100%，生产工艺数据自动数采率达95%以上，自控投用率达95%以上，各工序自动化固化工艺实现对工艺设备的精准、优化控制、按照MES系统的生产指令，完成生产任务。

信息化固化管理、优化流程。在两化融合管理体系的支撑下，在制造执行系统和企业资源计划系统的高效集成下，建立订单管理、生产计划与调度等优化模型，支持企业模型化智能分析决策、企业资源配置的优化、生产过程的精细化管理、成本和质量的动态跟踪、原材料和产成品配送的供应链管理优化，支撑精益制造、敏捷制造、综合集成制造等生产模式的创新。

生产过程实现一体化质量管控。按照质量一体化设计理念，质量管理体系架构的设计采用了冶金规范数据库“标准+α”的理念，形成冶金规范数据库。通过实施生产和质量管理，实现了将质量标准、计划、生产、质检判定、物流等业务在系统内的紧密集成，将一贯质量管理的概念贯穿于生产全过程。

实现工厂级四流同步。根据钢铁企业的特点建立了基于精细化管理理念，四流合一的集成化管理体系。实现了连续化大规模生产条件下的能流、物流、信息流和资金流的时时协同，实现了以产销一体化为导向的生产全过程状态的动态跟踪。适应了首钢集团装备大型、流程紧凑的工艺流程特点。

实现协同制造。从钢铁制造全流程角度，建立适合于首钢集团的各专业智能生产协同制造平台。通过优化、整合现有的各种形式的规则、策略、途径等信息，形成全流程的各专业策略包，包括质量设计、高级计划排产、生产排序、库存管理/数据仓库、质量检验规则，为厂级的智能制造提供服务。