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首鋼智造的理論探索與實踐北京首鋼自動化信息技術有限公司，混合流程工業自動化系統及裝備技術國家重點實驗室首鋼分實驗室。通過回顧首鋼發展歷史及在搬遷調整過程中工業化與信息化的深度融合發展歷程，介紹了兩化深度融合對新首鋼、新工藝與新技術的支撐。通過分析新的發展時期，鋼鐵企業面臨的問題，開展了首鋼智能製造的理論探索與實踐，並提出了對三點熱點問題的冷靜思考。

關鍵詞：兩化融合；智能製造；大數據分析；技術應用；創新驅動

1　引言

自中華人民共和國成立至20世紀末，首鋼逐漸從手工作業發展到電氣化時代，再到自動化加初級信息化時代，完成了從工業1.0到工業3.0的跨越。

1958年石景山鋼鐵廠更名為石景山鋼鐵公司。1964年建成中國第一座頂底復吹轉爐和全球第一家高爐噴煤裝置，結束了有鐵無鋼的歷史。1972年建成容積為1200立方米的4號高爐，提高了煉鐵機械化與自動化水平。1978年後，首鋼率先實現承包制，成為經濟體制改革試點。1984年建成三級計算機網絡系統，公司生產經營管理其中包括財務、計劃等10個專業系統全部實現了計算機化，使全公司580多項管理業務應用了計算機。初步實現了信息資源共享和辦公自動化。20世紀九十年代，首鋼開始了第二波次的自動化信息化建設新階段。引進了IBMES/9000及AS/400計算機，取代了舊的計算機系統，分別配置於總公司及北鋼、特鋼、礦山等各個子公司，並成功實現了遠程聯網。首鋼公司級新計算機管理信息系統，採用客戶端/服務器體系架構以及集中分布式相結合的網絡拓撲方式，將總公司和各個子公司實現了網絡連接。

21世紀以來，首鋼的發展面臨着搬遷調整的歷史重任。首鋼鋼鐵主業的搬遷調整有兩個主要特點：一是鋼鐵產業的產品結構調整，由以長材生產為主向以高端板材生產為主轉變；二是鋼鐵產業的地域布局調整，由集中在北京石景山地區向北京順義及河北多地域轉移。與此相適應的管理模式也發生了明顯的變化：一是對高端鋼鐵產品生產經營的管理；二是集團對「一業多地」多法人公司的管理。這些變化對首鋼自動化、信息化建設提出了新的要求。

2　兩化融合對新首鋼、新工藝、新產品的支撐

2.1　新首鋼新格局

首鋼在搬遷過程中，實現裝備與工藝的升級，採用新一代鋼鐵流程工藝技術及裝備。通過不斷實踐與完善，單元技術成熟先進，界面技術高效可靠，全流程高水平系統集成優勢正在顯現。為實現高效率、低成本、低能耗、綠色環保的生產高品質鋼材產品的目標奠定了基礎。按中國鋼鐵協會鋼材品種統計分類總計23類，首鋼產品覆蓋20類。如表1所示。

2.2　兩化融合戰略

在首鋼「一業多地」的大格局下，結合時代特點與新技術發展趨勢，首鋼製定了明確的兩化融合戰略——以業務需求為導向，堅持戰略引領、創新驅動、整體優化、持續完善的兩化融合方針，以全流程應用緊密集成，全流程業務協同高效為兩化融合目標。堅持自主創新、集成創新，不斷推進數據、技術、業務流程、組織機構的互動創新和持續優化，推進兩化深度融合，打造公司新型能力，提升公司核心競爭力。

2.3　具體工作

首鋼鋼鐵業的信息化與自動化按照典型的五級架構體系進行建設，用以支撐生產管理的全部業務，通過覆蓋產品製造全流程的物流、工作流、資金流與信息流的集成融合，促進企業管理創新、提升企業運營的質量和效益。系統架構如圖1所示。

自動化固化工藝、優化控制。首鋼集團在搬遷建廠的同時，同步設計建設了覆蓋全流程的自動化、信息化系統，各產線基礎自動化覆蓋率達100%，生產工藝數據自動數采率達95%以上，自控投用率達95%以上，各工序自動化固化工藝實現對工藝設備的精準、優化控制、按照MES系統的生產指令，完成生產任務。

信息化固化管理、優化流程。在兩化融合管理體系的支撐下，在製造執行系統和企業資源計劃系統的高效集成下，建立訂單管理、生產計劃與調度等優化模型，支持企業模型化智能分析決策、企業資源配置的優化、生產過程的精細化管理、成本和質量的動態跟蹤、原材料和產成品配送的供應鏈管理優化，支撐精益製造、敏捷製造、綜合集成製造等生產模式的創新。

生產過程實現一體化質量管控。按照質量一體化設計理念，質量管理體系架構的設計採用了冶金規範數據庫「標準+α」的理念，形成冶金規範數據庫。通過實施生產和質量管理，實現了將質量標準、計劃、生產、質檢判定、物流等業務在系統內的緊密集成，將一貫質量管理的概念貫穿於生產全過程。

實現工廠級四流同步。根據鋼鐵企業的特點建立了基於精細化管理理念，四流合一的集成化管理體系。實現了連續化大規模生產條件下的能流、物流、信息流和資金流的時時協同，實現了以產銷一體化為導向的生產全過程狀態的動態跟蹤。適應了首鋼集團裝備大型、流程緊湊的工藝流程特點。

實現協同製造。從鋼鐵製造全流程角度，建立適合於首鋼集團的各專業智能生產協同製造平台。通過優化、整合現有的各種形式的規則、策略、途徑等信息，形成全流程的各專業策略包，包括質量設計、高級計劃排產、生產排序、庫存管理/數據倉庫、質量檢驗規則，為廠級的智能製造提供服務。