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智能制造時代鋼鐵行業何去何從
發表于:2017-1-19 14:55:40    來源:
 

智能制造時代鋼鐵行業何去何從

中國鋼鐵業要實現從大到強的轉變,絕不能錯過智能制造這個機遇期。智能制造表面是技術問題,本質是經濟問題天天手游模拟器官方,體現在信息通信技術的應用,關鍵卻在業務與商業模式的創新、組織流程改革和企業文化的轉變。本文針對這一熱點,分析了智能制造的概念及其本質,并運用工業4.0的概念分析了鋼鐵行業推進智能制造的現狀、價值、阻力和思路。

殷瑞鈺院士曾經指出:鋼鐵行業未來的戰略方向應該是智能化和綠色化。中國鋼鐵業要實現從大到強的轉變,絕不能錯過智能制造這個機遇期。但是天天手游模拟器官方,自從智能制造成為熱點以來,爭論就不絕于耳。如果沒想明白而盲目冒進,就可能誤入歧途,歷史的機遇就可能喪失。筆者認為:智能制造的表面是技術問題,本質是經濟問題天天手游模拟器官方;體現在信息通信技術的應用天天手游模拟器官方,關鍵卻在業務與商業模式的創新、組織流程改革和企業文化的轉變。

1天天手游模拟器官方、正路和歧途

著名經濟學家熊彼特認為天天手游模拟器官方,創新的成功是用經濟成功來衡量的。所以,智能制造的“誤入歧途”就是采用了先進的技術卻沒有創造出應有的價值。大家的擔心,就是因為看不到技術的價值體現。

誤入歧途,不是技術本身的問題,而是沒把技術用到能創造價值的地方!皬耐袋c出發”是企業技術創新常用的一種工作方法。然而天天手游模拟器官方,痛點往往都是老問題天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方,而且過去解決不了的問題天天手游模拟器官方,現在仍然難解決。

為什么會出現這樣的情況天天手游模拟器官方?有個寓言說得很形象:有人丟了鑰匙,在路燈下面反復尋找天天手游模拟器官方。有人問:你肯定鑰匙丟在這里嗎? 那人說:“不肯定,但只有這里有光”。智能制造的誤入歧途,也是這個道理。

智能制造的本質是加強協同能力,通過系統的力量創造價值。智能制造的價值點,常常不在某個部門的內部;通過知識的積累,讓過去由人來創造價值的智能工作,讓機器自動去做。所以,智能制造是靠系統創造價值天天手游模拟器官方、通過長時間積累創造價值。如果眼光習慣性地局限于部門內部天天手游模拟器官方、局限于眼前,往往只能看到價值不大的殘羹冷炙天天手游模拟器官方,從而進入 “路燈底下找鑰匙”的困局。

這種困局其實是經驗主義作祟。毋庸置疑天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方,中國鋼鐵行業在過去幾十年取得了很大的成就。但是,這些成就往往是跟隨、模仿、持續改進。而智能制造是轉型天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方、真正的創新!安∽兌幉蛔天天手游模拟器官方,向之壽民,今為殤子矣”天天手游模拟器官方,經驗主義會在無形中害人。

2天天手游模拟器官方、智能與知識管理

古人云:名不正則言不順天天手游模拟器官方,言不順則事不成。要理解智能制造天天手游模拟器官方,必須從正名開始,避免望文生義。

很多人把“智能制造”與“人工智能”混為一談。兩個概念相關天天手游模拟器官方,但側重點卻有所不同天天手游模拟器官方。在智能制造的語境中,“智能”強調的是信息的感知、決策和執行的整個過程,可以讓主體適應環境并促進多個主體之間的協同。這一思想天天手游模拟器官方,可以追溯到維納在20世紀40年代寫的《控制論》(Cybernetics)。我們知道,工業4.0強調CPS(Cyber Physical System),而Cyber就源于Cybernetics。

而傳統人工智能主要關注決策中的算法。我們看到:智能軟件“阿爾法狗”的決策能力強到可以打敗韓國職業棋手李世石;智能機器人卻難以通過自主的協同完成除草、洗碗等簡單的家務勞動。這就是決策和執行的差異。智能制造關注的是“知行合一”、感知就是為了執行天天手游模拟器官方。

為了實現智能制造的目標,就要搞清楚兩類問題:要感知什么、如何決策。其實,在MES天天手游模拟器官方、ERP等傳統信息系統中也要解決這兩類問題天天手游模拟器官方。在鋼鐵行業,這兩類問題的答案體現在各種標準中,如產品標準、工藝標準、操作標準等。這些標準明確了操作端收到什么信息、如何執行。這些標準是與產品和生產相關的、企業的核心知識天天手游模拟器官方。寶鋼信息技術奠基人何麟生先生就自稱是寶鋼的“首席知識官”。

在智能制造時代,要管理的知識仍然是與產品和生產相關的、企業的核心知識,但針對的問題有所不同。在筆者看來,智能制造對應的知識,幾乎都可以看成是對已有“標準知識”的修訂或拓展。例如,新產品開發需要設計新標準、新用戶來了要選擇標準、標準要不斷優化、生產參數超出標準要及時處理、產品的使用方法可以標準化等。這些知識過去是存在于專家的腦子中。在智能制造時代,則需要將它們顯性化、規范化,最好能變成程序或標準的數據結構,以便于協同甚至被計算機直接應用。所以,“知識管理”是智能制造的重要內容。

3、對智能制造的認識

智能制造一般被翻譯成Smart Manufacture,Smart含有靈活、敏捷、聰明的意味天天手游模拟器官方。事實上,智能制造確實能加快反應速度天天手游模拟器官方。典型的例子是通過數字化設計提升協同能力,縮短產品研發周期。在互聯網時代天天手游模拟器官方,小眾市場的需求進一步釋放,新產品設計的需求增大,這對新產品設備速度提出更高的要求。這種要求傳導到制造環節,會進一步影響到供應鏈和物流管理。這就為智能制造的廣泛應用創造了機會。

“蘿卜快了不洗泥”。如果產品研發到投產周期太短、投產批量太小,會產生大量負面問題天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方,如質量不穩定天天手游模拟器官方、成本過高、能耗大等。所以,智能制造不僅要解決如何“更快”的問題,更要解決“更快”的負面問題。我們知道,用戶的需求是對質量、價格和交貨期三項因素的綜合,“快”必須以質量和成本為基礎,不可能“一快遮百丑”。

還有一種誤區是把智能制造與“代替人”混為一談。二者確實有關聯。但智能制造的首要目的是克服人的缺點:反應速度慢、容易犯錯、規范性差等;減少人也是重要的目標,但在智能制造的理論體系中是次要的。

智能制造是由ICT技術的發展引發的天天手游模拟器官方。借助ICT技術,拉近企業與客戶、部門與部門、人和設備的距離,有助于人與人、人與機器、機器與機器更有效地協同、減少不必要的時間拖延;還可實現知識的共享天天手游模拟器官方、避免重復開發天天手游模拟器官方。這種邏輯不僅適合產品開發和生產,還可用于智能產品、智能服務。它們的本質都是通過網絡實現協同和共享,以提升反應效率。如果從技術層面總結智能制造的共性,就是廣泛深入地采用數字化和網絡化手段。

4天天手游模拟器官方、工業4.0的本質

工業4.0是智能制造范疇內的一種體系。多數情況下,工業4.0就是在流水線生產個性化定制產品,將流水線的高效率和定制的靈活性結合起來。

然而天天手游模拟器官方,僅僅是高效率和靈活性的結合,并不能保證生產的經濟性。要保證經濟性天天手游模拟器官方,本質上還是要看成本、質量和交貨期。

有人認為:工業4.0發展到一定程度,必然取代工業1.0-3.0天天手游模拟器官方。但筆者認為:工業4.0的生產方式只是工業發展到一定程度的典型標志天天手游模拟器官方,不是意味著所有企業都采用工業4.0推崇的生產方式。這就好比:人類的出現是生物進化到一定程度的標志天天手游模拟器官方,但并不意味著所有的動物都會進化到人天天手游模拟器官方。

這個觀點可以被歷史所印證天天手游模拟器官方。我們知道,現代西方發達國家處于工業3.0階段天天手游模拟器官方,但他們的制造業也不都是用自動化流水線生產的。很多科研設備、高檔奢侈品要靠手工天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方。由此可見,工業3.0也沒有淘汰掉其他的生產方式。

工業4.0屬于先進的生產方式,但其他的生產方式未必落后。例如,飛船不是在流水線上生產的,其生產方式應該屬于工業1.0。但這絲毫無損于其高大上的技術地位。而且,工業1.0的行業也可以搞智能制造:全數字化設計的火箭,就是智能制造。

我們預計工業1.0-4.0會因各自的優點而長期共存。例如:特殊試驗設備是個性化強的單件產品,沒必要開發流水線,就會停留在工業1.0;手機等快消品的更新換代速度很快天天手游模拟器官方,自動化流水線的建設速度難以與需求匹配天天手游模拟器官方,更適合停留在工業2.0。工業3.0具有高效率、高質量天天手游模拟器官方、低成本的優點,特別適合個性化需求不強的石油化工等大型流程行業天天手游模拟器官方。由此可見天天手游模拟器官方,應該采用何種生產方式天天手游模拟器官方,取決于生產方式的經濟性。

有人認為:工業4.0是工業3.0發展成熟之后的結果,這種觀點其實也是片面的天天手游模拟器官方。紅領制衣就是在人工流水線上從事個性化定制,從工業2.0直接進軍工業4.0。在筆者看來天天手游模拟器官方,工業3.0的終極目標是全自動化的無人工廠,而工業4.0不必在這個基礎上產生。提高流水線的自動化水平(工業3.0)與推進個性化定制(工業4.0)完全可以同步發展天天手游模拟器官方。

工業4.0主要是解決在流水線上經濟地生產個性化定制的問題。為此需要解決兩類問題:首先是讓流水線具備個性化生產的能力;其次是降低個性化生產的負面作用天天手游模拟器官方,以便具有更好的經濟性。特別地,第一個問題解決后,主要矛盾就轉移到第二個問題——筆者將這些問題的階段稱為“工業3.5后”。我們注意到:這類問題也是精益生產關注的問題。有人說:智能制造是精益生產的延伸、精益生產是智能制造的基礎,是有一定道理的天天手游模拟器官方。

個性化定制生產肯定會產生負面影響,在產品質量、成本、效率、能耗天天手游模拟器官方、交貨期等方面,大規模生產一定是有優勢的。而工業4.0的大量技術就是用來減少這些負面影響。工業4.0強調的質量、成本、能耗和交貨期,往往是用來彌補這些弱點和不足的。當定制化生產的副作用小到一定程度、定制化生產所帶來的效益就能推動工業4.0走向經濟的成功。所以,“工業3.5后”決定工業4.0的經濟性天天手游模拟器官方。

5天天手游模拟器官方、從概念本質看鋼鐵行業現狀

特鋼生產的流水線特征往往不明顯,所以特鋼的生產應該屬于工業1.0-2.0。螺紋鋼的生產一般是標準化的,所以更適合停留在工業3.0。而生產板材的先進鋼鐵企業早在20多年前就實現了“按訂單組織生產”、“標準+ɑ”,具備了工業4.0的基本特征。事實上,工業4.0提到的CPS、ERP天天手游模拟器官方、MES、PLM、信息集成等技術天天手游模拟器官方,在寶鋼的計算系統里面都可以找到原型,只是當初的叫法不同。所以天天手游模拟器官方,寶鋼老領導何麟生先生認為寶鋼目前至少處于工業3.5的水平天天手游模拟器官方。

工業4.0先進的實踐往往發生在應用價值大而技術難度相對較低的地方。鋼鐵行業就具備這樣的特點:部分用戶對定制的需求強烈,而產品的物料跟蹤卻相對簡單。

鋼鐵行業有非常先進的一面,也有“相對落后”的一面。要用智能制造提升鋼鐵行業的技術水平,還是應該從痛點出發。在筆者看來,鋼鐵行業至少有如下幾個痛點:

第一,鋼鐵生產線并非理想的流水線。殷瑞鈺院士把鋼鐵生產體系看作“耗散系統”,能量總是要損失的天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方。這決定了鋼鐵生產幾乎永遠不會是理想的流水線!昂纳⑾到y”的本質無法改變天天手游模拟器官方,但我們可以做得更好天天手游模拟器官方、可以用智能化帶動綠色生產。這類問題可以歸結到改進工業2.0的先天不足。

第二,鋼鐵企業的自動化水平仍然有待提高。即便是寶鋼,也是在工業3.0并不完美的時候推進工業4.0的。浦項將智能工廠的終極目標確定為“無人值守”天天手游模拟器官方,本質上就是要提升自動化的水平。這類問題可以歸結為工業3.0的問題天天手游模拟器官方。

第三天天手游模拟器官方,定制化生產的負面作用嚴重。連鑄交接坯浪費天天手游模拟器官方、質量余材多天天手游模拟器官方、產品質量不穩定、交貨期長等現象,本質上都是定制化生產帶來的負面問題。在鋼鐵行業毛利很低的情況下,應該更加重視這方面的問題。筆者將這類問題稱為“工業3.5后”的問題。

第四,服務的問題。在定制化生產時,用戶遇到的很多問題與設計和服務有關。按照目前的觀點,造成這種現象的本質是缺乏優秀的專家。而且由于優秀專家總是“稀缺資源”,鋼鐵廠的服務很難面對中小客戶。筆者認為天天手游模拟器官方,隨著“供給側改革”的發展,下游中小企業的質量意識和自動化水平會逐步提高,對服務的要求肯定會大大加強。通過推進“智能服務”,提高專家工作效率天天手游模拟器官方,是解決這個問題的方法之一天天手游模拟器官方。

6、推動智能制造的價值與阻力

鋼鐵行業推進智能制造面臨諸多尷尬的困境:要推進工業4.0天天手游模拟器官方,卻發現自己并不落后天天手游模拟器官方;現實中有很多痛點,卻往往是長期無法解決的老大難問題天天手游模拟器官方。要破解這些難題天天手游模拟器官方,需要具體問題具體分析。

在筆者看來,造成能耗高、自動化水平低等現象的首要原因是經濟問題。隨著我國對環境的要求越來越嚴格天天手游模拟器官方、勞動力成本越來越高,解決和改善這些問題的難度會逐步變小、動力會逐漸增大。但是,解決這些問題應該與智能制造思想相結合天天手游模拟器官方,以提高技術經濟性。事實上,在個性化定制的前提下推進操作、計劃調度的無人化,都可看作是智能制造的范疇天天手游模拟器官方。

后面兩個問題也可通過智能制造的思路來解決。具體地說,就是通過加強信息感知和知識管理,解決個性化定制的負面問題并加強個性化服務。其實,人們很早就意識到這兩類問題,只是苦于“無計可施”。其中,最缺乏的知識是對產品“適用性”的研究不夠。

從經濟性上看,工業4.0既要實施個性化定制,又必須努力減少定制的負面影響。要解決這個問題天天手游模拟器官方,離散制造業常采用模塊化方法,在鋼鐵行業則應該盡量提高鋼種的通用性。否則,個性化需求越強,生產組織的難度就越大、浪費可能就越大天天手游模拟器官方、交貨期就越長天天手游模拟器官方、質量穩定性就越難保證。

然而,鋼鐵企業的知識結構往往碎片化嚴重,難以支持上述設想。我們往往用專一而又嚴格的成分和工藝要求來對應特定用戶天天手游模拟器官方。企業內部的產品標準常常是根據生產控制能力給出的、允許波動的范圍很小。產品開發成功后,人們知道在成分工藝的狹小控制范圍內能夠滿足用戶需求天天手游模拟器官方,但并不一定清楚超出范圍能否依然滿足用戶需求天天手游模拟器官方、更不清楚其他的成分體系能否滿足用戶需求。事實上,鋼鐵企業常常不太清楚用戶的使用過程,也就根本無法回答上述問題。這種碎片化的知識結構很難支撐生產組織的改進天天手游模拟器官方,智能制造技術也是“巧婦難為無米之炊”。

企業為什么不重視這些知識的結構化呢?主要原因是動力不足天天手游模拟器官方、阻力過大。

第一,公司層面的動力就不足。智能制造可能帶來的價值潛力是巨大,但是卻很難被意識到——因為很多價值損失被“合理地”掩蓋掉了天天手游模拟器官方。人們把成分工藝超標但適合用戶需求的產品判為降級看作正常的天天手游模拟器官方;把多付出的合金和工藝成本看作正常的;把頻繁的異鋼種連澆看成正常的;把交貨期長、庫存大看成正常的;把操作或計劃不合理看作正常的;把反復大生產試驗看作正常的天天手游模拟器官方;把設備原材料成本高看作是正常的……其實,通過智能制造,這些地方都能創造價值。

第二,部門的動力不足。很多實際問題是要多個部門協同解決。但只要某個部門能夠把問題推到其他部門頭上,解決問題的動力就小了、難以形成合力。另外,很多人意識不到信息的集成能夠給自己的業務帶來好處。

第三,考核體制未必鼓勵個人貢獻知識。在很多企業,為便于考核,實際主要鼓勵直接貢獻、不鼓勵間接貢獻。解決實際發生的問題是直接貢獻,而讓問題不再發生就是間接貢獻天天手游模拟器官方。所以,如果把知識貢獻出來讓機器完成,個人就喪失了創造價值的機會甚至工作崗位,這種現象與“帶好徒弟、餓死師傅”的道理是一樣的天天手游模拟器官方。

最后一點:不知道如何管理知識。很多企業的知識管理變成了對知識產權和論文資料的管理。如前所述,這些知識并非智能制造所關心的知識。要管好智能制造所需的知識,要在方法天天手游模拟器官方、組織和工具上有所創新。

7、推動智能制造的思路

智能制造首先遇到的可能是組織、評價和文化問題。這些問題解決以后,對知識的有效管理與使用等技術問題就會成為關鍵。筆者認為,下面三件事非常重要。

第一,用ICT技術推進透明化。透明化的目的是讓價值損失顯性化,從而便于智能制造的推進天天手游模拟器官方。智能制造是價值驅動的,但價值點往往是隱含的。透明化就是把價值點顯現出來。未來的透明化,應該是對業務運行是否正常的評估,讓質量下降、效率降低、過度研發、協同的失敗等價值損失能夠通過數字化的方法有效地展現出來天天手游模拟器官方、顯性化,并在必要時推送給管理者。寶鋼老領導何麟生先生很重視SCOR模型和設備生命周期管理,在他看來,就是要關注物料和備品備件的使用是否合理。對于透明化,很多人想到的是把大量數據直觀地展示出來。但在筆者看來天天手游模拟器官方,這種原始的透明化很容易讓人的關注力淹沒在數據的海洋中而失焦,未必能帶來價值。

第二天天手游模拟器官方,推動知識的積累天天手游模拟器官方。有了知識才能為推進智能制造奠定條件。如前所述,鋼鐵廠的知識過于“碎片化”,不適合智能制造的需求。為了解決這個問題天天手游模拟器官方,新產品研發和試制時,就應該考慮到與其他產品的互用問題天天手游模拟器官方、成分工藝超標時的處理方法;成分和工藝的開發經驗應該盡量轉化為數學模型天天手游模拟器官方;產品生命周期的相關數據和知識應該智能化地管起來;系統研究產品使用知識;生產管理和操作的模型化等。需要注意的是:這些改變需要有制度和流程上的配套。

第三天天手游模拟器官方,工業軟件的支撐。智能制造的思想要落地天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方,最終還是需要工業軟件的支撐天天手游模拟器官方。在筆者看來,目前還沒有特別適合的軟件系統天天手游模拟器官方。鋼鐵行業或許可以做“第一個吃螃蟹的”天天手游模拟器官方。事實上天天手游模拟器官方,鋼鐵行業常常做“第一個吃螃蟹的”:中國最早的MES就是在寶鋼投運的,鋼鐵行業也是最早在流水線上實現個性化定制的行業。如果鋼鐵行業能在智能制造時代領先,也未必是不可能的。

8天天手游模拟器官方、結束語

推進智能制造非常困難。為了避免誤入歧途,必須要事先想清楚。但是,即便把問題想清楚了,困難也不會減少天天手游模拟器官方天天手游模拟器官方,而是會看到更多、更大天天手游模拟器官方、更本質的困難天天手游模拟器官方。要推進智能制造,就必須克服這些困難、不能繞著走。寶鋼老專家王洪水先生認為:系統地結構化知識將是迎接智能制造時代的關鍵一步。筆者認同這個觀點。


 
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