重钢集团：现代钢铁流程新模式访重钢集团电子有限责任公司副总经理任红波

 重钢集团电子有限责任公司副总经理 任红波

    2007年，重钢集团整体环保搬迁项目正式启动，2007年5月奠基平场，2009年9月第一条200万吨中厚板产能正式投产，2010年7月产能达450万吨，2011年9月产能达650万吨，重钢新区工艺流程按简单化、紧凑化、准连续化理念进行规划建设，使物质收得率最大、能源效率最佳和钢铁产品制造时间最短，实现钢铁流程现代化、生产装备大型化、企业管理信息化、组织结构扁平化，以先进装备和流程紧凑化、准连续化、成为继京唐钢铁之后的又一种“现代钢铁流程新模式”，依托信息化，实现一级调度、一级财务、一级物流，从而建立精干、扁平、高效的组织结构。

    重钢集团已成为西南最大钢铁生产企业，长江上游精品钢材基地，中国最大船舶用钢精品基地，同时实现了清洁生产、发展循环经济的目标：工业废水零排放，固体渣、尘泥全量处理及资源化利用；高效回收和利用二次能源发电，达到总用电量的75%；吨钢综合能耗降至568公斤标煤，达到国内先进水平；SO2、粉尘、COD等主要排放物总量在产能增加一倍情况下，分别降低69%、54%、60%。目前公司已具备产钢800万吨的能力。

    重钢集团电子有限责任公司副总经理任红波表示：“重钢集团的高速发展得益于重钢新区大量采用新技术，优化、创新了钢铁制造流程，实现了工序集成的协调优化，使金属物流、温度起伏、过程时间和过程库存量最小，完全满足了低成本洁净钢生产组织的要求，主要自主创新技术包括：铁钢界面‘一罐制’工艺、全球首创的RH干式真空冶金技术、蓄热式燃烧技术、分布式低温余热发电创新技术等一系列新工艺、新技术。”

    《自动化博览》：对于现代冶金企业来说，为应对全球竞争，需要通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理，这就对企业的信息化、自动化建设带来了很大的挑战，您认为主要体现在哪些方面？

    任红波：目前，传统钢铁厂正在逐步消亡，取而代之的是产品专业化、生产集成化的新型钢厂。集成化钢厂的基本特征是生产工序少，生产设备单机匹配，生产中的各种缓冲能力或缓冲容量逐渐减少，产品生产周期大幅度缩短，这要求计算机系统能对整个复杂的钢铁生产过程实现集中统一的生产管理、信息追踪和决策调整。我认为集中化控制、操作和管理，对企业自动化、信息化的挑战主要体现在以下几个方面的要求：

    （1）首先要实现自动化系统的高度集成，这就要求工业控制系统打破单装置控制形成一个个“孤岛”的状况，通过系统集成实现真正的全厂集中控制、操作和管理，如能源管控一体化系统的建设等。重钢作为新建企业，控制系统规模多达十几万点，单一个高炉系统的控制点就达6000多点，控制系统（PLC/DCS）台套数达1000多台套，要实现全厂控制系统之间的集成，对于自动化系统的集成水平和能力提出更高的要求。随着计算机网络技术在自动化系统中的深入应用，自动控制系统仅做为“信息孤岛”的时代已经过去，大型化、集成化的自动化系统是历史发展的必然趋势！

    （2）其次要实现各关键环节和工序的智能化生产和管控，如铁水“一罐制”系统的智能化调度，铁-炼-铸-轧的一体化优化排产系统的建立、基于智能制造的生产控制模型（高炉专家系统、自动炼钢、自动轧钢、能源调度、配矿模型等）的优化完善等，最终要完成各知识库的建立。

    （3）必须建立钢铁企业物流、信息流、资金流同步的全系统的集中管控和高效的指挥系统；要求钢铁企业从底层仪表检测层（L0级）、基础自动化（L1级）到过程控制（L2级）、制造执行系统MES（L3级）、ERP（L4级）、决策支持与统计分析（L5级）要融为一体，无缝衔接，高度集成，最终形成一体化的管控和调度指挥系统。对自动化、信息化从技术到管理和实施都带来了巨大的挑战。横向从原料采购、配料方案、物料库存和配送管理、销售订单的签订、订单的质量设计、优化排产、生产实时调度、过程质量管控、成品出厂、运输等必须实现全过程的集成和管控；纵向从生产各个工序的生产计划的实时下达，到各工序、各生产单机设备按订单要求进行自动化的生产，以及生产结果的实时收集和快速的质量判定等管理，这还要求钢铁企业自动化系统具备对产品进行质量预报、在线监测和智能控制的功能。

    建立全系统的集中管控和高效的指挥系统还要求企业必须对自动化系统、信息化系统要统筹规划，包括：统一技术标准和接口标准、网络结构规划、统一的开发平台、统一的企业编码规范、标准规范、管理和管理流程的规范等等。这些问题不仅仅是对自动化、信息化技术的挑战，更要面临管理的挑战。

    （4）实现冶金多工序、多维度的海量异构数据库的存储，建立大数据平台，开展数据分析与数据挖掘工作。

    （5）安全和环保对自动化信息化要求与日俱增。要时刻确保环保达标，这对冶金企业来说也是较大的挑战。同时节约能源、减少污染，是自动化和信息化长时间追求的，无止境的目标；安全和环保设备分布较广，集中的操控有一定的难度。

    《自动化博览》：请您为我们介绍一下目前贵公司信息化、自动化建设的现状？

   任红波：重钢各产线自动化程度很高，各产线基础自动化的配置率达100%，关键工艺环节，如原料场、炼铁、炼钢各工序、轧钢各工序等主要环节均建立了过程控制系统，实现了料场的智能化调度、炼铁的智能化生产、自动炼钢、自动轧钢等，但由于冶金过程的复杂性和因降低成本而带来的原料的复杂性，目前我司的过程控制数学模型的适应性还在进一步优化和完善中。完成了能源管控中心的建设，实现全厂能源的一体化管控，系统支持远程操控，目前，公司多数能源站所实现无人值守。重钢新区信息系统起点较高，与新区各产线实现同步设计、同步建设、同步投运，信息系统的投入极大地支撑了重钢的生产经营和精细化管理。支撑重钢实现了“一级生产计划管理、一级财务管理、一级物流管理、集中仓储管理、集中采购和销售管理等现代管理模式，同时极大的支撑了重钢新区的新工艺、新技术和新流程。重钢信息化系统包括ERP系统（包括采购系统、销售管理系统、生产管理系统、技术质量系统、物流管理系统、财务与成本管理系统、人力资源系统、办公自动化系统等）、检化验系统、计量系统、各生产线MES系统、设备管理系统、能源管理系统、一卡通及门禁管理系统，信息系统覆盖了重钢全流程、全产线、全生产经营的信息化管理。重钢的信息化系统均为自主设计、自主研发、自主集成，具备完全的自主知识产权。目前正在实施的信息系统有动态成本管理系统和公司统计分析系统等。

    《自动化博览》：贵公司在信息化、自动化建设方面近几年的发展重点有哪些？

    任红波：一是继续对现有自动化系统进行优化，尤其是对过程控制系统模型的优化和相关知识库的建立，从而支撑高附加值产品的生产和确保产品质量的稳定；二是继续对现有的信息化系统进行优化和集成，适应公司的战略发展和生产经营的变化，支撑公司对各工序、各环节的成本精细化管控，包括对能源、环保的精细化管理，打造循环经济和绿色钢厂，进一步提升公司形象；三是建立数据仓库，加强对数据的分析和挖掘，辅助公司决策；四是对现有的信息系统开展标准化、规范化、产品化工作，进一步优化软件性能和软件架构，推进自主知识产权软件的产品化、市场化；五是继续加强产、学、研的合作，提高对专项课题的研究水平：包括正在开展的工业控制系统安全实施指南的研究、冶金企业生产智能化模型及知识库研究等课题。

    《自动化博览》：信息化、自动化水平的提升，取得了哪些显著的效果？对企业的运营管理有哪些帮助？

    任红波：一是使公司管理的标准化、规范化水平得到极大的提升，进一步理顺和规范了管理流程和标准，极大地提高了公司的管理效率和管理水平。二是产线自动化、信息化水平的提升，提升了产品控制精度，稳定了产品质量，极大的减少了人工劳动强度。三是在计量环节实现全自动的计量、取样、化验功能，体现了公平公正的计量体系，杜绝了计量环节的舞弊和漏洞。四是支撑节能降耗，节能减排效果明显，如：推行的发电系统自动化、信息化的建设，目前重钢新区自发电率高达75%。五是极大地支撑了公司新工艺、新流程、新技术的发展，如铁水“一罐制”工艺、热送直装工艺、能源实时调度与优化等等，极大的提高了物流的在线流转速度，从而能有效提升产能和缩短产品制造周期，且促进节能减排，提升了企业形象。六是通过信息化系统的实施，大大提高了公司的盈利能力和决策能力。如缩短了交货期，加快了物流在各个环节的运转速度，有效的降低库存，实现全流程的合同跟踪，提高公司的履约能力等等。

    《自动化博览》： 在信息化、自动化建设过程中，贵公司遇到了哪些问题？如何解决的？

   任红波：首先，在总体规划之初遇到了新区的管理模式和管理定位问题。公司决定成立信息化推进工作领导小组和推进工作办公室，由公司董事长亲自担任领导小组组长，确定了重钢新区一级的管理模式：即一级计划、一级财务、一级物流和仓储、集中采购和销售的管理模式，并邀请爱森哲公司作了管理策划和流程梳理。但在具体实施过程中，仍遇到很多的阻力，所以说信息化是“一把手”工程。我司信息化推进工作在各级领导的亲自参与下取得了良好的成绩。

    其次遇到的问题是：L1/L2级系统的接口标准和与总包方协调困难的问题。由于信息系统总包合同签订在总包合同之后，且公司当时未制定基础自动化（L1级）/过程自动化（L2级）的技术标准，加之，总包单位和分包单位非常多，素质参差不齐，协调难度很大。因此，我们立即制定了基础自动化和过程自动化系统技术标准，对通讯接口、数据库的建立、网络建设标准、软件开发规范、资料交接规范等进行了规定，并逐一落实审查总包方的自动化系统设计方案，要求各总包方和分包方与我司签订技术补充协议，并从管理上对各产线的设计审查、实施、验收等规定了严格的管理流程。

    三是全司的计量系统未进行总体设计和规划的问题。由于各产线由各总包方承包，设计总包也不止一家单位，不少计量设备（尤其是厂际和工序之间的计量设备）总体设计时未能系统考虑和设计，而计量检测点分布极广，计量设备种类繁多，包括物资计量和能源计量，且覆盖面极大；由于很多计量设备遗漏或达不到精度要求，导致投产初期，各环节存在较严重的计量问题。投产后整改非常困难，后期只能采取利用各工序停产时间整改、增加，目前已基本整改完成。因此，计量设备必须统一规划和设计，并形成计量设备配备规范和标准。

    《自动化博览》：您认为在冶金企业进行信息化建设的过程中，有哪些问题是特别值得注意的？

    任红波：（1）高度重视信息系统的总体规划工作。作好总体规划应注意以下几个方面：首先必须充分结合公司的发展战略，即信息系统必须适应公司的发展，其次在作信息总体规划之前，公司高层领导必须确定公司管理模式，明确各部门职责，梳理并相对固化管理流程（或请管理咨询公司作管理咨询设计）；其次要作好信息系统的架构设计：钢铁企业的信息架构通常是五级架构，但总体规划必须确定各层级、各模块的功能定位，梳理好各系统之间的关系。同时还应作好公司编码体系设计：编码体系的建立对信息系统的建立至关重要，在总体规划设计阶段，必须对各系统涉及的全局性的编码进行明确和梳理，如人员编码、部门编码、合同编码、客户编码（供货商编码）、工厂编码、产线编码、生产计划编码、合同编码等等。

    信息化建设总体规划作为企业创新规划的重要组成部分，每三-五年修订一次，同时规划应纳入公司的技术改造和科技发展规划，做到统一管理和资金保障。另外参与规划设计和实施的骨干人员最好是复合型的人才，既熟悉信息技术又要熟悉工艺和管理业务，各系统参与的业务人员必须是各业务系统的骨干人员，这也是作好信息化总体规划的关键因素之一。

    （2）作好企业标准的清理和规范化工作。实施信息化就必须对企业的管理流程和各类标准进行全面的清理、标准化和规范化工作，使之成为信息系统可以识别的结构化数据，如产品标准、工艺标准、制造标准、质量标准、检验标准等的适应信息化的标准。由于该项工作量非常大，需抽调工艺骨干专业技术人员集中清理。

    （3）信息系统架构设计要相对灵活，适应公司的业务流程创新和机构变更。信息化和业务流程重组、组织机构创新是互动关系，需要长期磨合。新信息系统的建立或者改进必然会造成业务流程的变更，而目前钢铁行业面临严峻的形势，组织机构和管理的变化都非常频繁，必然会对信息系统提出新的需求。因此要求信息系统的架构要相对灵活，适应企业的业务创新和系统创新。

    （4）在信息系统的设计、建设实施、运行、改造（发展）整个生命周期的全过程中，企业必须依据自身情况，确立相应的管理原则和运作体系，建立完善运行维护制度和体系。信息系统的设计原则必须坚持以业务作为主导的原则，服从企业的战略发展要求；技术选型以成熟性、稳定性、经济性为主；采用国家、行业标准以及企业的工厂设计规范。

    （5）企业信息化人才队伍的培养是钢铁企业信息系统能否获得成功的关键因素之一，各单位务必要高度重视。钢铁企业信息化系统非常复杂，涉及面非常广；目前行业信息化解决方案很多，各企业必须依据自身的情况谨慎选择适合自己的信息化建设模式和方案。这就要求企业必须要培养自己的信息化团队，培养一批既熟悉信息技术、又懂钢铁工艺的复合型人才，才能选择适合企业的信息化建设方案，同时确保信息系统的持续改进和发展。

    《自动化博览》： 您认为冶金企业信息化、自动化建设的未来发展趋势有哪些？面临着哪些难题？

   任红波：发展趋势：

    ? 自动化、信息化系统高度集成，从仪表、计算机的一体化控制到自动化、信息化的无缝衔接、到信息系统的高度集成；

    ? 国产软件和设备的逐步成熟与替代；

    ? 数据仓库的建立、数据的分析与挖掘技术日趋成熟和完善；

    ? 各工艺控制环节智能化模型的优化和知识库的建立，确保产品质量的稳定和高附加值产品的生产；

    ? 自动化系统的集成技术促进通讯协议与接口的标准化工作；自动化与信息系统的高度集成，促进网络技术的一体化发展。面临的挑战：

    ? 信息安全形势严峻，尤其是工控安全形势。随着自动化、信息化系统的集成，必然带来安全风险，目前国家对工控安全尚无系统的标准和规范；

    ? 多工序、多维的异构数据库的存储技术，数据的抽取与整合技术尚不够成熟；

    ? 智能化模型和知识库的建立难度较大，目前钢铁企业面临恶劣的生存环境，控制成本是生存的关键，因此，钢铁企业普遍面临低价原料质量不稳定的状况，这就给各工序的质量控制带来较大的困难，解决这些难题就必须依赖于控制模型的智能知识库的建立。但目前各企业使用的过程控制模型尚不够完善，适应能力较差；

    ? 数据挖掘与数据技术尚不够成熟，行业还没有成熟的经验借鉴。

    任红波，女，现任重钢集团电子有限责任公司副总经理，高级工程师，工商管理硕士。

    2003－2005年主持完成了国家科技部“十五”重点科技攻关项目：冶金行业信息集成技术研究开发与应用，项目先后投资约6600万元，攻克了多项技术难题，有4项创新均属国内首次，项目由重钢自主研发、自主集成，具有完全的自主知识产权，为钢铁行业信息化建设创立了一个新的模式和道路。重庆钢铁股份公司获国家制造业信息化示范企业称号，项目于2006年10月通过国家科技部验收。

    2008年负责主持重钢新区信息系统建设工作，项目总体投资约3.3亿元，项目覆盖重钢新区全流程及各产线的管理，实现从销售到成品出厂全过程的物流、信息流、资金流的无缝集成，该系统所有应用软件均为自主研发，具有完全的自主知识产权，项目目前主要功能模块运行稳定，为重钢新区生产经营的顺行起到了重要的支撑作用，极大地提高了管理效率和管理水平。

    2011年，作为项目负责人承担的“重钢股份公司安全信息系统的建立”项目获国家工信部两化融合促进安全生产首批示范项目。

    2012年，主持的“钢铁行业基于物联网技术的节能减排网络监控系统研发”项目获国家工信部物联网发展专项资金资助项目。

    摘自《自动化博览》2014年7月刊

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