钢铁企业如何利用物联网技术推进智能制造

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钢铁企业如何利用物联网技术推进智能制造,第1张

钢铁行业在积极化解过剩产能的基础上加快推进钢铁行业转型升级,当前的重点就是加快智能制造发展,即借助智能制造技术,转变生产管理模式,实现敏捷制造和精细化管理,进而推动钢铁行业的转型升级。

智能制造引领新一轮制造业革命,也是一场具有划时代意义的深刻的工业革命。《中国制造2025》明确坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快我国从制造大国向制造强国转变。推进钢铁行业智能制造是时代发展的必然趋势,也是我国实现钢铁强国的必由之路。

时下,我国钢铁行业正在全面贯彻实施《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》(以下简称《规划》)。“十三五”期间,我国钢铁工业将进入以结构调整、转型升级为主的发展阶段,也是钢铁工业结构性改革的关键阶段。钢铁行业要积极适应、把握、引领经济发展新常态,落实供给侧结构性改革,以全面提高钢铁工业综合竞争力为目标,以化解过剩产能为主攻方向,坚持结构调整、创新驱动、绿色发展、质量为先、开放发展,加快实现调整升级,提高我国钢铁工业发展质量和效益。

要实现钢铁工业“十三五”规划的目标,钢铁企业必须全面推进智能制造,而《规划》为我国钢铁行业如何推进智能制造指明了方向,确定了目标,指出了路径。

钢企智能制造探索步伐加快

如今,不少钢铁企业已经在智能制造上开拓探索和实践,取得了较好的成效。宝武集团、沙钢等大型钢企采用工业机器人、无人行车、无人台车、无人仓库等智能制造技术来提高劳动效率,降低生产成本,在钢铁生产自动化、库存、营销等关键环节智能化水平先进。

一些大型钢厂将智能制造分成“3+1”模式,即“智能装备、智能工厂、智能互联和基础设施”,进行探索和实施。据介绍,目前,该领域研发的课题主要是钢铁制造全流程在线检测—监测技术及数字化、智能化嵌入技术,分布与集成相结合的余热余能梯级利用和系统回收技术,钢铁生产智能化能源管控与环境优化技术,污染物分布与集中结合的协同控制与一体化脱除技术,钢厂与相关产业互补链接及与周边社会共生共荣生态链接技术,钢铁流程制造和服务一体化网络集成技术,钢铁制造流程物质流、能量流、信息流协同动态调控技术,高性能钢铁产品定制化、减量化生产及装备技术,高性能钢铁产品全生命周期智能化设计、制备加工技术。

从目前来看,不少钢企纷纷进入智能制造领域:

有的钢厂借助“互联网+”、物联网和智能制造技术,依托传感器、工业软件、网络通信系统、新型人机交互方式,实现人、设备、产品等制造要素和资源的相互识别、实时联通,促进钢铁研发、生产、管理、服务与互联网紧密结合,推动钢铁生产方式的定制化、柔性化、绿色化、网络化、智能化。

有些技术、资金实力雄厚的钢铁企业,则以钢铁流程绿色化、智能化集成为目标,重点围绕制造流程结构优化、制造流程技术提升、钢铁制造服务平台建立、新型商业模式建立与运营四大关键路径进行研发。

有的钢厂以关键环节机器换人为抓手,尝试和实践全工序机器换人,提升智能化生产水平,先后建成5000毫米宽厚板和特棒示范智能车间,形成了独具特色的智能制造发展之路。

有的钢厂明确智能制造目标,稳步推进:减少人工作业,提升自动化能力;全面推进建立区域化、工序化的信息监控、管控平台;制订公司智能化制造规划,并成立智能制造推进项目团队,以实现从机械化、自动化、信息化到智能化的逐步转变。

有的钢企确定了智能制造目标,即在未来几年内建设、改造一批智能化产线,完成基于互联网来满足用户个性化需求的智能化研发、生产、销售体系构建,促进企业实现向智能制造模式的转型。

钢企推进智能制造该如何着力?

一家钢企从事自动化生产工作的负责人坦言:“我们公司不是不想尝试智能制造,而是不知道该怎么着手。”

曾有一家大型钢铁企业工程师也向笔者表示,目前,国内钢铁智能化仍处于初级阶段,在实际生产过程中还是以经验为主导,尽管个别生产线有自己的数据库,但一般为生产工艺的数据,在上下游衔接等方面没有形成一个统一的系统。

那么,钢铁行业该如何加快推进智能制造?在一系列钢铁产业发展的高峰论坛上,业内专家就我国钢铁业推进智能制造发表了各自的见解,给钢铁企业诸多的思考和启迪。

业内专家指出,钢铁行业在积极化解过剩产能的基础上加快推进钢铁行业转型升级,当前的重点就是加快智能制造发展,即借助智能制造技术,转变生产管理模式,实现敏捷制造和精细化管理,进而推动钢铁行业的转型升级。智能制造是制造业未来发展的重大趋势,也是当前钢铁行业转型升级、提质增效的重要着力点。早在2015年工信部发布的《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》,决定自2015年启动实施智能制造试点示范专项行动,以促进工业转型升级,加快制造强国建设进程。其中,钢铁行业已被列入工信部的智能制造试点范围。

专家同时强调,推进钢铁行业智能制造是一个庞大的系统工程,涉及资金、技术、人力等诸多方面,系统策划是确保目标一步一步实现的有效方法,不能急功近利、一哄而上,而要稳扎稳打、分步实施、循序渐进,即针对我国钢铁行业和智能制造的特点,逐步推进制造过程智能化。诸如,在重点领域试点建设智能工厂或数字化车间,加快人机智能交互、工业机器人、智能物流管理等技术和装备在生产过程中的应用,促进钢铁制造工艺的仿真优化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制等的发展。同时,在此基础上全面实施高级计划排程(APS)系统,实现敏捷制造和精准交货。

专家表示,在推进企业决策智能化方面,目前主要以两化深度融合为载体。钢铁智能制造的核心是对信息资源的有效开发和高效利用,目标是提高资源的全局利用效率,其重点在于决策的智能化。为提高资源和能源利用效率,钢铁企业应采用系统优化的思想,建立具有冶炼技术和经济成本的双重模型,实现单部门局部优化与多部门一体化全局优化的平衡。

大数据是传统数据库、数据仓库、商业智能概念外延的扩展和手段。推进大数据的集成应用,关键在于健全钢铁行业信息化基础设施,整合冶金数据资源,突破钢铁行业大数据核心技术,提升钢铁大数据分析应用能力,提高数据安全保障能力,培养复合型大数据人才,组织实施制造业大数据创新应用试点,以推动制造模式变革和冶金行业的转型升级,培育发展冶金产业新业态。

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日前,2021世界5G大会在北京举行。在大会主论坛上,中国电信董事长柯瑞文发表《聚力融合共生,共助5G扬帆》的主题演讲,分享了两年来中国电信推进5G高质量发展的 探索 和融合创新实践。柯瑞文表示,经过两年来的商用, 5G网络覆盖日趋完善,终端快速普及,应用不断丰富,已经进入了5G深耕,共融共生的新阶段。

云改数转

加速5G赋能千行百业

据柯瑞文介绍,中国电信正在实施“云改数转”战略,着力打造“服务型、 科技 型、安全型”企业,坚持以新发展理念引领5G发展,把满足客户需求、提升客户体验作为5G发展的出发点和落脚点。 “5G好不好,用户说了算”。

在5G建设上,中国电信与中国联通全面开展5G共建共享,建成全球首张、规模最大的5G SA共建共享商用网络。截至今年7月底,中国电信与中国联通的5G共享基站已经达到478万座。预计,每年可节约用电120亿度、二氧化碳减排377万吨。双碳目标显著改善,成本效益进一步释放。

同时,中国电信提升5G运营能力,构建了全客户、全产品、全渠道的数字化营销服务体系,统一云网调度和基础设施管理能力,快速推进新型基础设施建设。

面向个人和家庭,中国电信重点打造天翼超高清、天翼云 游戏 和天翼云VR/AR等5G特色应用。面向政企用户,中国电信坚持5G+DICT协同发展,形成了矿山、钢铁、电子、化工、港口、医疗等领域诸多可复制、可推广的标杆项目。

科技 创新

引领5G高质量发展

坚持5G自主创新是企业发展主旋律,中国电信既注重标准的国际引领,也注重产业层面的开发创新。

在5G 科技 创新上,中国电信大力推进5G核心技术革新和自主研发。在3GPP R16标准中,中国电信主导制定了10项技术标准,授权超过30个专利。柯瑞文介绍,中国电信主导的无线网络标准在全球运营商中排名第一。

在产品研发方面,中国电信以5G为抓手,自主研发了轻量级UPF、MEC平台、小基站等产品,建立核心技术自主掌控的产品体系,走在了国内运营商的前列。

在5G安全保障上,中国电信自主研发了具有全网覆盖能力的“云堤”网络防护平台,正在加快打造量子密话、安全专线、安全管家等一系列安全产品和服务。

云网融合

持续夯实数字经济基石

柯瑞文指出,在当前5G深耕,共融共生的新阶段,仍然要坚持和发扬好的做法和经验,重点要做好三方面工作:

首先,加快应用推广,快速形成规模。未来5G应用更广阔的空间则在B端用户。在政企市场客户方面,目前中国电信的政企客户数达到1302万家。

其次,加强云网融合,夯实数字化底座。5G时代就是云和网相互融合的时代。在柯瑞文看来,只有将“云、网、边、端、安、用”等数字化要素和AI、物联网等新兴信息技术深度融合,打造云网融合的安全、绿色新型信息基础设施,才能提升一体化解决方案能力,满足不同行业应用场景的定制化需求。

再次,加强共融共生,打好“团体赛”。5G应用涉及经济 社会 方方面面,发展有其复杂性和系统性,需要各方积极协同推进。

中国电信近日在上交所主板正式上市,柯瑞文强调, “我们将以A股上市为大平台、总抓手,守正创新,开拓升级,与产业各界共同努力,携手创造5G的美好未来,为数字中国建设谱写华丽篇章。”

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物联网的兴起是必然的,早在半世纪前,人们已经开始探索,只不过没有将其作为独立科技分支,物联网简单理解就是物体物品进行联网,与互联网不同的是,物联网由互联网孕育,又比互联网更深入,可谓“青出于蓝而胜于蓝”。

怎么理解呢,互联网简单理解是最初基于计算机进行数据通信,因而基于计算机载体蓬勃的发展出了现今融入生活甚至与生活共生的形态,也基于软件行业的迅猛发展,使得计算机显示器上能将全球数据,信息进行互联互通,虚实结合。

然而,往前思考一步,计算机也是物体,只不过他作为了强大功能的载体,作为了人们交互的载体。但计算机本质上还是一个设备,一个机器,且具备自己的本质特性,而人类的发展远不会满足于计算机这一种载体,“一百个人心中就有一百个哈姆雷特”,随着时间的发展,创新者们逐渐趋向于让物体、设备“自己说话及能听人指挥”,进而一发不可收拾的开拓了适应人与人、人与机器、机器与机器的“互联网20”即物联网,物联网执意于将沉闷死板的机器,加入各种传感设备用于让机器可以“说话”,又加入各种无线装置及控制算法,让机器可以“听懂人类说话”以及“具备一定的自我思想”,即在不同的条件下,可以自主的进行判断、记录、于其他机器通信、控制、向人类汇报等等。

回头看来,我们已经了解,背后驱动的,自然不仅仅是日常所需,更多的是社会发展,效率优化。

在物质紧缺的时代,企业生产的产品、提供的服务不用为没有买家发愁,基于长期这样的现实,很多人形成了一种思维惯性,认为现有的、成型的、被过去证明有效的模式会永续经营。

可 社会 是动态发展的,市场是无情的, 社会 抛弃任何一个企业或品牌,连一声招呼都不打的。这样的案例,我们在互联网时代已经看到太多,互联网的发展已经把很多企业和个人打得措手不及、苦恼不已。

互联网时代还未过去,物联网时代已经迅速到来,物联网正在重塑世界商业发展逻辑,企业要想活下来,还想活得好,必须打破行业或产品壁垒,建立物联网时代下动态的、多方合作的品牌新模式,即生态品牌。

近期,海尔发布的《物联网生态品牌白皮书》,为企业建设生态品牌提供了蓝图。

企业要打造生态品牌,不是无缘无故的,而是因为在当前原有品牌模式增长乏力的情况下,生态品牌能杀出重围,让企业再度崛起。

我们不妨来看看传统品牌模式面临的危机,如今各大平台和产品在竞争中,同质化越来越严重,价格战越来越猛,挑战越来越大。这样下去,不是你死,就是我伤,大家都活不好。

所以,企业和个人都要参与到这场多方共赢的生态品牌建设大潮中。

01海尔生态品牌建设的实践

海尔集团董事局主席、首席执行官张瑞敏预测说,未来产品将被场景替代,行业将被生态覆盖。

海尔在物联网生态品牌建设上是标杆,它已经从一家家电龙头企业,转型升级为一个无界开放、生生不息的创业生态圈。而且,海尔旗下品牌如卡奥斯、三翼鸟、盈康一生、日日顺物流在其生态圈内越做越大,还能在各自的平台上裂变出更多新生态。

海尔生态品牌建设的具体实例,如海尔生物打造的海尔疫苗网,推出物联网智慧疫苗接种方案。通过人、机、疫苗的多方联通,提供储存、取苗、接种、留观等全流程无缝连接,能够做到精准取苗零差错、问题疫苗秒冻结、追溯接种全过程。如今,海尔疫苗网覆盖全国28个省市的1000多个接种点,保障几百万儿童安全接种。

不仅仅是打疫苗需要升级,各行各业和各种产品都需要全新升级,升级是一次艰难的挑战,也会产生各种各样的新机会。

02海尔生态品牌建设的思维逻辑

一是满足用户需求至上

以海尔的三翼鸟智慧阳台场景为例,三翼鸟拥有博洛尼、迪卡侬、箭牌等行业知名品牌入驻,能够根据用户的不同需求提供绿植阳台、健身阳台、萌宠阳台等定制化的场景方案。满足了用户个性化的需求。

二是与合作伙伴共荣共生

既然是生态,就需要各种成员,生态品牌的建设需要各种合作伙伴。各个成员之间共享资源、共创业绩。

如果越来越多的中国企业建立物联网生态品牌,必然提升中国企业、中国品牌的国际影响力。

03物联网生态品牌建设重塑企业组织结构

建立物联网生态品牌的公司,其组织架构会发生巨大的转变,主要体现在四个方面。

一是员工从“打工者”向“合伙人”转变。合伙人制度能做到利益共享,风险共担,倒逼企业和员工创造价值。促使员工提升能力,努力奋斗。并以身作则,高度认同企业文化和价值观,遵守企业规则。

二是能够为用户提供一体化的整体解决方案,满足用户不同层面的需求。

三是管理模式从管控到赋能转变。企业领导需要下放人事、财务、决策权,给予业务部门自主权。

四是激励机制从“员工工作,企业付薪”转变为“员工和企业共创共赢”。生态品牌模式下,员工不再是员工,而是成为了老板,需要创造价值,自付薪水。

这种组织架构的改变,利于实现人希望通过创造价值获得财富的心理,能够充分激发人的创造性和积极性。这是人类共同的特性。

这也是海尔生态品牌能在世界通行的理由所在。以海尔收购美国GEA为例,收购时,美国GEA严重亏损,而运用海尔模式之后,充分调动了每位员工的积极性和自主性,在2020年二季度,美国疫情如此严重的情况下,仍能实现两位数的增长。

也是海尔在物联网生态品牌建设方面实现了用户、员工、合作伙伴价值最大化的结果。

在如今的疫情之下, 社会 经济还未完全恢复,物联网生态品牌正好是企业转型升级的新赛道和新机会。谁能又快又好地建立生态品牌,拥抱物联网,谁就能抢先一步,为企业发展迎来新生。

2018年中国大数据产业规模分析预测

前瞻产业研究院发布的《大数据产业发展前景与投资战略规划分析报告》统计数据显示,截止到2017年中国大数据产业规模为38204亿元。预计2018年中国大数据产业规模将达49742亿元。随着智慧城市、数字经济、新旧动能转换、转型升级等概念持续引领产业增长,预计到了2020年中国大数据产业规模将超8000亿元,达到了83547亿元。

2015-2020年中国大数据产业规模统计情况及预测

数据来源:前瞻产业研究院整理

我国大数据产业发展展望分析

1、大数据政策体系持续完善。从2014年至今我国涉及到大数据发展与应用的国家政策规定已多达63个,其中国家大数据发展顶层设计1个,国家层面顶层规划4个,重点行业领域发展应用31个,重点工作推进25个,重点区域发展2个。大数据战略已上升为国家战略高度,各部委从战略规划、技术能力提升、应用与管理三个层面积极落实推进大数据发展政策。

2、大数据产业生态正在形成。大量的异质性企业,借助大数据互相依存,形成了共生、再生、乃至互生的价值循环体系。不同的行业,形成业务交叉、数据通联、运营协同的产业融合机制。不同的经济主体,借助大数据,形成跨地域、跨行业、跨系统的社会协同平台。

具备新型的“价值循环体系”、“产业融合机制”、“社会协同平台”属性的业态,称之为产业生态。产业生态在数字经济中,是一个基础的经济单元。无数个经济单元叠加、化合,构成数字经济。

大数据驱动的产业生态,与以往不同,离散的“生产单元”之间的数据融合,成为产业生态的核心,是和过去以“消费”为主导的互联网经济发展模式,形成鲜明的对比。这是数字重组产业的开端。

3、大数据技术体系多元发展。大数据产业是一个典型的技术密集型产业,随着数据资源量的不断增加,大数据技术也呈现着多元发展的势头。但是大数据带来的技术方面的挑战,远远不止于处理工具,事实上对传统的网络结构、计算模型、安全体系,提出了全方位的课题。

主要包括以下几个方面:一是数据处理能力不断提升,网络承载能力要满足“数据摩尔定律”的需要(数据摩尔定律,指数据在未来18个月内,数据量将增加一倍)。二是安全可控体系不断完善,需要建立自主可控的安全防护体系、身份识别体系。必须在网络空间实现4W的机制,在网络空间中,安全能力必须能够对任何一个单体,掌握“在任何时间、任何地点的状态”的数据。三是跨领域的建模技术发展迅速,需要参考仿生学、脑科学,建立起“社会计算”的模型,构建“智能大脑”,应对日益增长的海量数据和多方面、多层次应用需求。

4、创新型的大数据公司茁壮成长。在政策、技术和产业生态等多方面利好的推动下,近几年来,大数据创业公司不断涌现,得到不少风投机构的追逐。2010年以来,大数据领域成功融资的企业数量逐年增加,2014年进入爆发期,环比上升19355%,2015年以来持续稳步增长,2016年获得融资的企业数量达到400多家。2017年大数据产业资本依旧疯狂,经过前瞻产业研究院初步统计,2017年前三个月便有150多家企业获得融资,大数据领域持续获得资本市场的高度青睐,其中数据挖掘与分析、行业化应用(如医疗、金融、旅游等)和垂直化应用(如智能营销、业务管理、移动开发服务等)三个方向最受资本关注。大数据领域的创新、创业欣欣向荣,给国家大数据战略顺利实施,奠定了人才基础、技术基础。

数字化是通过“连接”实现各种技术创新、各种方式组合的;是利用人工智能、移动技术、通讯技术、社交、物联网、大数据、云计算等等,把现实世界在虚拟世界中重建。从这个视角去理解,数字化是指现实世界与虚拟世界并存且融合的新世界。

本质特征一:连接——连接大于拥有。

凯文•凯利(Kevin Kelly)在《失控:全人类的最终命运和结局》 中表达了一个思想,他认为互联网的特性就是所有东西都可以复制,这就会带来如他在诠释智能手机为代表的移动技术两个特性——随身而动和随时在线——那样,人们需要的是即时性连接体验。这个思想观点,帮助我们理解数字化“连接”的本质特征。

今天,人们已经习惯于在线连接去获取一切,如**、音乐、出行等等,人们不再为拥有这些东西去付出,相反更希望可以通过连接去获得,选择后者是因为更为便捷、成本更低、价值感受更高。数字化以“连接”带来的时效、成本、价值明显超出“拥有”带来的这一切,亨利•福特“让每个人都能买得起汽车”的理想在今天完全可以演化为“让每个人都能使用汽车”,“连接”汽车远大于“拥有”汽车。

本质特征二:共生——现实世界与数字世界融合。

数字化是通过连接和运用各种技术,将现实世界重构为数字世界,数字世界与现实世界融合是第二个本质特征。

我们引用“数字孪生(Digital Twin)”概念来诠释这个特征。2011 年,迈克尔•格里夫斯(Michael Grieves)教授《智能制造之虚拟完美模型:驱动创新与精益产品》 中引用了其合作者约翰•维克斯描述该概念模型的名词,也就是数字孪生体,并一直沿用至今,“数字孪生是指充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。”

格里夫斯在产品全生命周期管理课程上提出了“与物理产品等价的虚拟数字化表达”的概念:一个或一组特定装置的数字复制品,能够抽象表达真实装置并可以此为基础进行真实条件或模拟条件下的测试。该概念源于对装置的信息和数据进行更清晰地表达的期望,希望能够将所有的信息放在一起进行更高层次的分析。

简单来说,数字孪生就是对真实物理系统的一个虚拟复制,复制品和真实品之间通过数据交换建立联系,借助于这种联系可以观测和感知虚体,由此动态体察到实体的变化,所以数字孪生中虚体与实体是融为一体的。

就如“数字孪生”般,数字化正是将现实世界重构为数字世界,同时,重构不是单存的复制,更包含数字世界对现实世界的再创造,还意味着数字世界通过数字技术与现实世界相连接、深度互动与学习、融合为一体,共生创造出全新的价值。

本质特征三:当下——过去与未来压缩在现在。

数字化技术是关于连接选择的问题,与谁连接,何时连接,所以,一些人认为,数字化路径更接近于电脑游戏而不是历史叙事,不再是从过去到现在,再到未来,用洛西科夫(Douglas Rushkoff)的观点,“数字化时间轴不是一个时刻过渡到另一个时间,而是从一个选择跳到另一个选择,停留在每一个命令行里,就像数字时钟上的数字一样,直到做出下一个选择,新的现实就会出现在眼前。”

受洛西科夫的启发,我们确定数字化的第三个本质特征是“当下”。在他有关数字化影响的研究中,可以了解到数字技术带来的冲击,已经不再是变化带来的冲击,而是由变化的速度带来冲击,正如他所言:“我们不再测量从一种状态到另外一种状态的变化,而是测量变化的速度以及速度变化的速度,以此类推。时间不再是从过去到未来,而是体现在衍生物上,从地点到速度再到加速度。”

这也是为什么我们会觉得在数字化时代,变化与迭代动荡剧烈,更迭与颠覆频繁多变,“黑天鹅”满天飞,让人应接不暇。因为数字化本身,过去与未来都压缩在当下,更多维度,更大复杂性交织在一起,不仅仅是变化,变化本身的属性也发生了改变。

工业时代,机器革命的出现,使得人们不再度量自然存在状态,而是机器带来的效率与速度,其核心价值就是,如何以更高的效率获得更大的产出。所以,在工业时代,用最少的时间产出最多,获得的规模最大,成为衡量人们是否成功的准则。大规模生产成为核心标志,最重要的就是效率。人们常说“时间就是金钱”,“效率就是金钱”。

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