中國冶金報社
通訊員 王鑫 楊潔珉
在江蘇淮安
一座現(xiàn)代化的工廠正在改寫
全球鋼簾線行業(yè)的游戲規(guī)則
走進(jìn)中天鋼鐵集團(tuán)（淮安）新材料有限公司
（下稱“中天淮安公司”）的生產(chǎn)車間
一卷卷直徑僅0.07毫米的鋼絲
在自動化生產(chǎn)線上流轉(zhuǎn)
這種比頭發(fā)絲還要纖細(xì)的產(chǎn)品
正在重新定義輪胎制造的極限
在充滿科技感的廠房里
智能機(jī)器人的精準(zhǔn)操作
與5G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時傳輸相得益彰
勾勒出一幅未來工廠的生動圖景
然而，這幅智能制造的美好畫卷
在3年多前還是技術(shù)“無人區(qū)”
智能化轉(zhuǎn)型的每一步都充滿挑戰(zhàn)
01
無人區(qū)的拓荒者——
創(chuàng)新打造“分段指標(biāo)＋整體集成”模式
2022年的春天，在中天淮安公司的會議室里，一場關(guān)乎企業(yè)命運(yùn)的討論正在進(jìn)行。彼時，剛加入該公司的叢寶義（現(xiàn)為副總經(jīng)理）——這位擁有哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)背景、近20年制造業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)軍者，正面臨前所未有的難題。
中天淮安項(xiàng)目啟動初期，團(tuán)隊(duì)便陷入了供應(yīng)鏈困境。叢寶義回憶：“我負(fù)責(zé)的智能制造項(xiàng)目組很快發(fā)現(xiàn)，淮安項(xiàng)目面臨一個巨大難題，就是行業(yè)內(nèi)有相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的智能制造供應(yīng)商屈指可數(shù)，每個細(xì)分領(lǐng)域僅有1家~2家供應(yīng)商可選。”
正在建設(shè)中的中天淮安公司
鋼簾線行業(yè)在智能制造領(lǐng)域的進(jìn)展近乎空白，必須從零開始摸索。“不同于汽車、芯片等行業(yè)，鋼簾線的智能化轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)更大。”叢寶義指出，“更棘手的是，整個行業(yè)的自動化程度不足30%，關(guān)鍵工序仍嚴(yán)重依賴?yán)蠋煾档慕?jīng)驗(yàn)判斷。”
叢寶義坦言，項(xiàng)目最初預(yù)算高達(dá)3.5億元，但經(jīng)過評估發(fā)現(xiàn)，市場上沒有任何一家供應(yīng)商具備全流程的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，“既無法形成有效競爭，也難以保證方案的成熟度”。
面對這一困局，叢寶義迅速組建了一支由工藝專家、IT（信息技術(shù)）工程師和采購專員組成的“特種部隊(duì)”，展開了一場為期3個月的“地毯式”調(diào)研。這支隊(duì)伍帶著明確的目標(biāo)和詳細(xì)的調(diào)研清單，足跡遍布全國各個制造業(yè)集聚區(qū)。
“我們白天參觀工廠，晚上開復(fù)盤會，經(jīng)常討論到凌晨。”智能制造處副處長鄭亮回憶道。在參觀某汽車零部件企業(yè)時，其高效的AGV（自動導(dǎo)引運(yùn)輸車）調(diào)度系統(tǒng)引發(fā)了該團(tuán)隊(duì)關(guān)注，隨即與對方技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行專項(xiàng)交流；在考察某電子企業(yè)時，其機(jī)器視覺質(zhì)檢方案又給該團(tuán)隊(duì)帶來了新的啟發(fā)。
其間，他們走訪了汽車、電子、化工等12個行業(yè)的23家智能工廠，與100多家供應(yīng)商展開初步洽談，篩選出56家進(jìn)行深度技術(shù)交流，最終為這個“無人區(qū)”的開拓找到了突破口。
“我們采取了‘人海戰(zhàn)術(shù)’，像拼圖一樣把各家的優(yōu)勢技術(shù)整合起來，從而找到每一部分最合適的方案。”鄭亮介紹道，這一策略不僅打破了供應(yīng)商壟斷，更構(gòu)建了良性競爭機(jī)制。創(chuàng)新性的“分段招標(biāo)+整體集成”模式最終大獲成功，不僅確保了技術(shù)方案的可靠性，還將整體預(yù)算投入壓減超70%。
02
自動化攻堅戰(zhàn)——
鋼簾線一廠生產(chǎn)效率提升20%、能耗降低10%
如今走進(jìn)智能工廠，眼前景象與3年前形成鮮明對比：中天淮安公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從原材料碼頭卸貨到生產(chǎn)制造、再到成品發(fā)貨的全流程自動化。
中天淮安公司鋼簾線一廠簾線車間
“智能化生產(chǎn)場景令人震撼！”這是參觀完鋼簾線一廠后，各位來賓說得最多的一句話。十幾米高的立體倉庫實(shí)現(xiàn)全自動存取，58臺下盤機(jī)器人精準(zhǔn)管理2000余臺拉絲設(shè)備。從原料卸貨到成品出庫，整個生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)了無人化操作，單條生產(chǎn)線28秒即可完成鋼絲拉制、壓線、纏線等全套工序。
“我們構(gòu)建了覆蓋全廠的‘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)系統(tǒng)’。”中天鋼鐵集團(tuán)總裁助理，淮安公司總經(jīng)理、黨委書記陳軍召介紹，中天淮安公司通過5G專網(wǎng)與工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)的深度融合，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備、物料、產(chǎn)品的全面互聯(lián)，通過自動化、信息化，爭取把人效、機(jī)器效率、能效提升到最佳水平。
“這不僅是一次技術(shù)升級，還是整個生產(chǎn)模式的革新。”陳軍召強(qiáng)調(diào)，“我們?yōu)殇摵熅€行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型探索出了一條可復(fù)制推廣的發(fā)展路徑。”
這些成績的背后，凝聚著中天淮安公司智能制造項(xiàng)目組全體成員的智慧與汗水。團(tuán)隊(duì)在全流程自動化攻關(guān)中，攻克了多項(xiàng)行業(yè)技術(shù)難題，開創(chuàng)性地推出了一系列創(chuàng)新解決方案。
“分揀工序的自動化確實(shí)是個‘硬骨頭’，需要精準(zhǔn)識別來自不同機(jī)臺的半成品規(guī)格參數(shù)。”鋼簾線一廠技術(shù)中心主任劉興華指向行業(yè)首創(chuàng)的自動分揀中心說道。
“我們創(chuàng)新性地采用了多維度解決方案。”劉興華解釋道，“我們首先引入智能視覺識別系統(tǒng)，通過高精度傳感器實(shí)時采集產(chǎn)品參數(shù)；其次開發(fā)了自適應(yīng)匹配算法，能根據(jù)訂單需求自動生成最優(yōu)組合方案。”
自動分揀中心主要由輸送區(qū)、排異區(qū)、碼垛區(qū)、緩存區(qū)和運(yùn)送區(qū)組成，顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，通過高精度視覺識別系統(tǒng)和智能機(jī)械臂的協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)自動匹配不同機(jī)臺的半成品，完成精準(zhǔn)組合。“過去這個環(huán)節(jié)需要20個熟練工人三班倒，現(xiàn)在完全由系統(tǒng)自動完成，效率提升40%。”劉興華說。
物流領(lǐng)域的突破同樣耀眼：定制開發(fā)的專用AGV，解決了異形花籃架自動搬運(yùn)的行業(yè)難題；胎圈絲自動包裝線的完整度在行業(yè)內(nèi)遙遙領(lǐng)先；創(chuàng)新打造的濕拉分層物流系統(tǒng)徹底消除了物流線路交叉的困擾……每項(xiàng)成果都鐫刻著智能制造團(tuán)隊(duì)攻堅的烙印。
“每一個創(chuàng)新突破都經(jīng)歷了數(shù)十次方案修改和現(xiàn)場調(diào)試。”陳軍召表示，“為了優(yōu)化一個機(jī)械動作，團(tuán)隊(duì)曾連續(xù)奮戰(zhàn)36個小時。”
這些創(chuàng)新成果不僅填補(bǔ)了行業(yè)技術(shù)空白，還形成了23項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)，為整個鋼簾線行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的技術(shù)方案。
鋼簾線一廠廠長李作龍用數(shù)據(jù)印證成效：“自動化的落地大大減少了我們廠在物流、倉儲、操作等方面的人力投入，顯著提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了從原材料入廠到成品發(fā)貨的全過程智能制造，生產(chǎn)效率提高20%，能耗降低10%，人力成本節(jié)約50%左右。”
“自動化不是簡單地用機(jī)器替代人工，而是重構(gòu)整個生產(chǎn)體系。”陳軍召強(qiáng)調(diào)，“我們不僅是在建設(shè)一個智能工廠，還是在開創(chuàng)一個智能制造的新時代。”
03
數(shù)字化深水區(qū)——
從信息化到智能決策
在完成自動化布局后，項(xiàng)目組開始向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深水區(qū)進(jìn)軍。中天淮安公司搭建了包含32個子系統(tǒng)在內(nèi)的信息化平臺，為數(shù)字化奠定基石。
“信息化是讓流程上線，數(shù)字化是讓數(shù)據(jù)說話。”智能制造處處長助理呂克介紹，中天淮安公司與麥肯錫咨詢團(tuán)隊(duì)合作，規(guī)劃了9個數(shù)字化燈塔用例，覆蓋質(zhì)量、設(shè)備、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域。
質(zhì)量追溯系統(tǒng)的應(yīng)用是其中的標(biāo)桿案例。“在傳統(tǒng)的鋼簾線行業(yè)，質(zhì)量缺陷就像‘疑難雜癥’，往往要經(jīng)歷十幾道工序才能發(fā)現(xiàn)，等發(fā)現(xiàn)問題時，可能已經(jīng)造成了成噸的不合格品。”質(zhì)量管理處副處長卞克平打了個形象的比喻，傳統(tǒng)方式查找問題源頭就像“大海撈針”，經(jīng)常需要停產(chǎn)排查，每次造成的損失無法估量。
在建設(shè)質(zhì)量追溯系統(tǒng)時，團(tuán)隊(duì)也走過彎路。他們起初試圖直接套用其他行業(yè)的成熟方案，卻發(fā)現(xiàn)鋼簾線生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)比普通制造業(yè)多出好幾倍。“比如酸洗工序的工藝參數(shù)和捻制工序的質(zhì)量數(shù)據(jù)就像兩個‘語言不通’的系統(tǒng)。”卞克平表示，對此，質(zhì)量管理處創(chuàng)新引入數(shù)字化追溯技術(shù)，通過全流程數(shù)據(jù)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從異常成品到前道工序的逆向追蹤，快速鎖定關(guān)鍵影響因素，讓每一個質(zhì)量問題的“真兇”都無所遁形。
最終，通過建立全流程數(shù)據(jù)鏈路，中天淮安公司實(shí)現(xiàn)從成品反向追蹤各工序的工藝參數(shù)。“過去查找質(zhì)量問題需要3天，現(xiàn)在5分鐘就能鎖定問題根源。”卞克平說。
中天淮安公司打造智能設(shè)備管理新范式——通過部署覆蓋全廠區(qū)的工業(yè)級光纖環(huán)網(wǎng)，成功實(shí)現(xiàn)近萬臺生產(chǎn)設(shè)備的“萬物智聯(lián)”。該系統(tǒng)可實(shí)時采集關(guān)鍵參數(shù)，基于大數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)判斷設(shè)備健康狀態(tài)。
“當(dāng)檢測到重要部件出現(xiàn)異常征兆時，系統(tǒng)自動觸發(fā)預(yù)警機(jī)制。”設(shè)備處處長朱建國表示，這為維護(hù)團(tuán)隊(duì)贏得了“黃金干預(yù)窗口”，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理從“被動搶修”到“主動預(yù)防”。
能源管理系統(tǒng)的建設(shè)同樣成效顯著。智慧能源管理系統(tǒng)已成為綠色制造的“數(shù)字大腦”，通過智能監(jiān)測終端實(shí)時采集電力、燃?xì)狻⑺饶茉磾?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全廠區(qū)能耗的“毫秒級”精準(zhǔn)計量，幫助相關(guān)部門一站式洞悉能耗情況、分析財務(wù)成本，迅速糾偏產(chǎn)線高耗能問題，助力綠色生產(chǎn)。
04
精益化管理革命——
技術(shù)與人才的協(xié)同進(jìn)化
“自動化設(shè)備和數(shù)字化系統(tǒng)要發(fā)揮最大效用，必須有精益化管理支撐。”叢寶義坦言，中天淮安公司面臨的最大挑戰(zhàn)并非技術(shù)，而是人的觀念轉(zhuǎn)變。
精益生產(chǎn)的理念源自日本豐田，核心在于消除任何不增加客戶價值的活動和資源。對成立僅3年的中天淮安公司而言，培育精益思想既是實(shí)現(xiàn)經(jīng)營目標(biāo)、提高市場競爭力的有力手段，又是充分釋放自動化、數(shù)字化潛力的重要基礎(chǔ)。
叢寶義分享了他的觀察：對新項(xiàng)目而言，可以從頂層設(shè)計就規(guī)劃智能化，資金投入也更充足。但成熟企業(yè)往往面臨兩難選擇——是投入2億元整體升級，還是花2000萬元局部技改？多數(shù)會選擇后者，這就很難實(shí)現(xiàn)真正的智能化轉(zhuǎn)型。
中天淮安公司的選擇是前者。叢寶義坦言，這既需要企業(yè)家的魄力，也需要政策支持。“我們很幸運(yùn)獲得了政府在資源、政策方面的傾斜，這是轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵因素之一。”
他提出了“n-1技術(shù)應(yīng)用理論”：“雖然AI技術(shù)發(fā)展迅猛，但企業(yè)實(shí)際應(yīng)用的多是n-1、n-2代技術(shù)。這些技術(shù)相對成熟穩(wěn)定，真正的挑戰(zhàn)在于人員適配。”
這一點(diǎn)在中天淮安公司的轉(zhuǎn)型過程中體現(xiàn)得尤為明顯。當(dāng)引入新的智能系統(tǒng)時，不少老師傅存在抵觸情緒。“有人覺得系統(tǒng)推薦的方法不如經(jīng)驗(yàn)可靠，有人認(rèn)為機(jī)器替代不了人工判斷。”人力資源處處長范筱文回憶道，“我們不斷向員工強(qiáng)調(diào)，我們不是要淘汰老師傅，而是幫助他們轉(zhuǎn)型為‘?dāng)?shù)字工匠’。”
這種人才戰(zhàn)略與精益化管理形成了良性循環(huán)。中天淮安公司通過與施耐德合作，搭建了精益生產(chǎn)管理體系，對管理量化評分，并自主研發(fā)即時化管理、異常事件管理等平臺，固化精益管理手段，培養(yǎng)110人的內(nèi)部精益管理專家團(tuán)隊(duì)。
“精益不是簡單地削減成本，而是建立持續(xù)改善的文化。”智能制造處處長助理郁小惠說道，SIM（用戶身份識別）平臺徹底改變了傳統(tǒng)的例會模式——通過科學(xué)的開會流程和便捷的大屏看板，解決了一線工人例會制度不統(tǒng)一、開會時無法實(shí)時呈現(xiàn)重要指標(biāo)、未建立標(biāo)準(zhǔn)的問題解決流程等管理弊端，變革了廠區(qū)管理風(fēng)貌。
“智能制造處在精益體系搭建、前沿概念引入、落地培訓(xùn)等方面做了許多有益的工作，起到了良好的牽頭作用。”企業(yè)管理處處長助理李偉說道。
“智能制造的核心不是機(jī)器換人，而是人機(jī)協(xié)同。”郁小惠總結(jié)道，“這就好比駕駛汽車，再先進(jìn)的自動駕駛系統(tǒng)也需要懂得原理的駕駛員。”在他看來，中天淮安公司的成功之處，正在于找到了技術(shù)改造與人才升級的最佳平衡點(diǎn)。
05
通信技術(shù)戰(zhàn)——
構(gòu)筑工業(yè)互聯(lián)的“數(shù)字基石”
智能化進(jìn)程永無止境。在智能制造推進(jìn)過程中，通信技術(shù)至關(guān)重要。中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所主任黃穎介紹，新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量發(fā)展階段，技術(shù)體系更開放、基礎(chǔ)設(shè)施更先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)更自主、行業(yè)賦能更顯著，積極擁抱新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個良策。
中天淮安公司深諳此道，這場通信技術(shù)攻堅戰(zhàn)早已布局：去年12月份，中天淮安公司聯(lián)合中國信通院、華為、深圳匯川、中國移動召開鋼簾線行業(yè)下一代工業(yè)通信技術(shù)研討會，共同繪制通信技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖。鄭亮介紹道，鋼簾線六廠在建設(shè)過程中同步落地實(shí)施全國范圍內(nèi)最大規(guī)模的5G新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，將覆蓋6000臺工業(yè)設(shè)備、500余套工業(yè)移動終端及配套的公輔設(shè)施。
今年5月27日，新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及智能控制系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目正式啟動，標(biāo)志著中天淮安在工業(yè)通信領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵一步。
新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及智能控制系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目正式啟動
如今，正在建設(shè)中的鋼簾線六廠已具備大規(guī)模應(yīng)用新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和智能控制系統(tǒng)的完備條件。通過整合5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算等前沿技術(shù)，這座“未來工廠”將實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)實(shí)時共享、系統(tǒng)智能協(xié)同。在各方優(yōu)勢資源和頂尖人才的共同賦能下，該廠正朝著“行業(yè)模范工廠”的目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)，持續(xù)書寫著中國智造的新篇章。
【編·語】
中國制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，既需要仰望星空的前瞻布局，又需要腳踏實(shí)地的持續(xù)創(chuàng)新。中天淮安公司用實(shí)踐生動詮釋：智能制造不僅是技術(shù)革新，而且是生產(chǎn)模式的重構(gòu)。
