冶金工业规划研究院党委书记、总工程师

2022-05-02

2021年12月13日，36氪“WISE 2021中国数字化创新高峰论坛”在上海浦东新区香格里拉大酒店召开，聚焦能源、零售、智能制造等十个领域的数字化转型标杆企业、金融和企业服务 以他们为代表的“数字产业创新者”与以数字技术和解决方案提供商为代表的“数字产业创新者”将共同探索新形势下中国企业数字化转型的新路径，讲述新故事中国的数字化转型。

如今，中国数字经济增速全球第一，2020年规模将接近5.4万亿美元。 “十四五”规划纲要提出，到2025年，我国数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%。中国14亿人口的巨大市场造就了中国工业的完整性和独特性。借助数字化创新，中国企业将有机会成为改变全球竞争格局的关键力量。

在中国数字化创新高峰论坛上，冶金工业规划研究院党委书记、总工程师、俄罗斯自然科学院外籍院士李新创分享了“数字化发展”主题“双碳”背景下钢铁行业的思考与思考。重点阐述如下：

1、攻克关键技术，实现技术自力更生。加强关键技术攻关，加快科技成果产业化，积极与高校和科研院所合作，开展产学研用协同创新，提高自主创新能力。突破智能建模技术与求解方法、全过程集成调度技术与质量控制技术、信息感知与高温、高风险、复杂条件下数字化技术与装备等行业智能制造关键共性技术。高污染环境，实现新技术不断创新创造。

2、加强工业互联网建设，提高产业竞争力。打造行业级工业互联网平台：通过平台共享，向服务型制造转型，驱动数字化转型。加快产业APP开发应用：针对企业关键业务环节，开发通用性强、复用率高的基础通用APP、通用行业APP和各类特色APP。构建基于互联网平台的生态系统：整合或组建工业设计、技术开发、管理咨询、信息技术服务等专业化企业，支持创新。

3、加强标准化建设，发挥标准引领作用。加强行业关键技术领域标准研究，积极布局新一代信息技术应用前景广阔领域的技术研发、标准制定和产业推广，加强钢铁行业标准应用企业提高标准意识，积极开展标准化建设，以标准化思维推动技术创新和管理模式创新，以标准推动企业智能化转型升级。

4、加入钢铁智能服务生态进化：积极与高校、科研院所合作，开展产学研协同创新，提升自主创新能力。联合钢铁企业、上下游供应链等CIO举办CIO高峰论坛，提升产业生态协同能力。

WISE 2021中国数字创新高峰论坛

以下为嘉宾演讲实录，由36氪编辑整理

亲爱的朋友们，因为疫情，我只能通过视频与你们交流。我交流的题目是“双碳”背景下钢铁行业的数字化发展与思考。

主要分为以下三个部分：钢铁行业工业化与工业化融合的发展历程；钢铁行业数字化发展的新问题、新要求；钢铁行业数字化的新思维新实践。

第1部分：钢铁行业工业化与工业化融合的发展历程。

随着数字化、智能化的不断深入，国家陆续出台多项政策，加快数字化、智能化发展，助力钢铁行业实现“双碳”目标。

今年《中共中央国务院关于全面准确贯彻新发展理念做好碳中和工作的意见》中特别强调制定能源、钢铁、有色金属、石化化工、建材、交通、建筑等行业领域碳达峰实施方案，加快推进产业领域低碳工艺创新和数字化转型。

工信部《智能制造发展“十四五”规划》也明确指出，要坚定不移聚焦智能制造兰州钢铁厂能耗管理系统，推进产业技术改造优化升级，促进根本制造业的产业模式和企业形态。改变自然，以“鼎新”带动“革命”，提质增效增效，降低资源能源消耗，畅通产业链供应链，助力碳达峰和碳中和。因此，从中央和中央部委的政策文件中，都强调要通过数字化、智能化推动实现“双碳”目标。

两化融合是智能制造的基础。流程工业信息化五级结构为钢铁行业工业化与工业化融合提供了参考模式，是钢铁企业智能制造的重要载体。

从钢铁行业工业化与工业化融合的发展过程来看，分为以下几个阶段： 一是初期建设阶段：在企业成立初期，随着生产线建设，企业将同时引进基础自动化系统和过程控制系统。二是起步阶段：根据业务需要，企业逐步引入一些部门级应用，如财务系统、人事系统、供销系统等。后来随着业务和技术的不断发展，一些企业引入了基本的质量测量、OA等软件系统。三是整合阶段：2000年前后，一些大型国有企业开始实施大型ERP项目，同时配套主要生产线的MES系统建设。 四是平台阶段：2010年以来，行业开始实施能源管控中心、电子商务等平台化应用，基本形成五级架构体系。

总的来说，钢铁行业在两化融合方面取得了一定的成效，可以体现在几个方面：

一是钢铁工业两化融合水平明显提高。根据《中国两化融合数据图（2020））》，2020年我国冶金工业两化融合指数将达到54.3，较2015年增长13.8%，荣成钢铁、德龙钢铁、石恒特钢等民营钢铁企业也走上了工业化与工业化融合的发展道路，逐步构建了智能钢铁制造的基础框架体系。

二是无人化应用逐步发展。部分企业在焊接、切割、涂装、测温、除渣、除渣等标准作业中进行“机器换人”，作业环境恶劣，人员安全风险高，质检、温度等作业标准化测量和样品检验。 工业机器人、无人起重机、无人堆取料机、立体仓库等已在宝武集团、首钢集团、柳钢集团、南钢等企业得到应用。

三是试点应用取得突破。在数字矿山、智能车间、智能工厂等领域，钢铁行业创建了9个智能制造试点示范和5个智能制造新模式，以及一批工业互联网试点示范和大数据产业发展试点示范。宁波钢铁、首钢前钢等企业利用大数据、人工智能等技术，积极探索动态生产调度、能耗预测、决策优化等创新应用。

四是工业化与工业化融合的生态圈已初具规模。钢铁企业为两化融合培养了一批专业人才；行业“产、学、研、用”一体化发展模式基本形成，形成创新协同；特别是冶金工业规划研究院举办的“钢铁行业CIO高峰论坛”，钢铁企业数字化发展聚焦重点领域，构建开放共赢的合作生态系统，推动行业转型升级。已在唐山、无锡、深圳、华为、雪浪云、腾讯等地成功举办，得到了业界的热烈反响。

第二部分：钢铁行业数字化发展的新问题和新要求。

钢铁行业数字化发展还存在很多问题。经过仔细梳理，我们主要分为以下三个方面：

一是企业智能制造基础不强，信息孤岛现象严重。目前，我国冶金行业智能制造水平参差不齐，多数企业还存在数据自动采集率低、信息孤岛严重、系统功能不完善等问题。冶金行业工业化与工业化融合水平仍低于制造业平均水平。据2021年一季度统计，25.4%的企业处于建设初期，53.3%的企业仅实现单项覆盖，即也就是说，近80%的冶金企业尚未实现系统集成。

第二，产业机制复杂度高，数字模型建设难度大。钢铁行业工艺流程复杂，机制不明确，叠加设备通信协议繁多，数据采集困难。机理建模尚未取得有效突破。尤其是由于行业之间的竞争，很少有公司愿意分享他们的数字建模经验，这进一步阻碍了数字建模的步伐。

三是核心知识产权管控不足，原创创新应用占比不高。目前，我国在智能制造领域的关键技术和核心基础零部件仍依赖进口，在核心专利技术领域也缺乏积累。在信息系统和物理系统的开发、管理和集成方面，我国钢铁产业创新能力仍然薄弱，尚未形成以产学研为主的创新研发体系。原始创新和研发积极性不高，政策扶持力度有待加强。

结合行业发展和政策引导等因素，我们总结出钢铁行业数字化发展的三个要求：一是要提高企业数据中心、新通信等信息基础设施的能效。二是加快互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信（5G）等新兴技术与钢铁行业深度融合。三是完善钢铁行业能耗统计监测计量体系，加强重点用能单位能耗在线监测系统建设，建立钢铁行业碳足迹基础数据库。钢铁行业，对高耗能设备进行动态能耗监测和能耗分析，建立具有能源规划、评估、平衡和预测模型的能源管理中心，提高能源效率和管理水平，帮助钢铁行业实现节能保护和减少碳排放。

第三部分：钢铁行业数字化的新思维与新实践。

我们认为，“十四五”是钢铁行业数字化快速发展的关键时期。钢铁行业必须抓住数字化发展的浪潮。我们有一些想法要与您分享。

一是攻关关键技术，实现技术自力更生。加强关键技术攻关，加快科技成果产业化，积极与高校和科研院所合作，开展产学研用协同创新，提高自主创新能力。突破智能建模技术与解决方法、全过程集成调度技术与质量控制技术、信息感知与复杂环境下的数字化技术与装备等行业智能制造关键共性技术，实现持续创新和创造新技术。

二是加强工业互联网建设，提高行业竞争力。打造行业级工业互联网平台：通过平台共享，向服务型制造转型，驱动数字化转型。加快产业APP开发应用：针对企业关键业务环节，开发通用性强、复用率高的基础通用APP、通用行业APP和各类特色APP。构建基于互联网平台的生态系统：整合或组建工业设计、技术开发、管理咨询、信息技术服务等专业化企业，支持创新。

三是加强标准化建设，发挥标准引领作用。加强行业关键技术领域标准研究，积极布局新一代信息技术应用前景广阔领域的技术研发、标准制定和产业推广，加强钢铁行业标准应用企业提高标准意识，积极开展标准化建设，以标准化思维推动技术创新和管理模式创新，以标准推动企业智能化转型升级。

最后，我想和大家分享几个我们冶金工业规划研究院实施的案例。

首先是我们在首钢前钢实施的燃气预测调度优化系统。由于天然气生产和消费的不稳定特性，通过人工经验很难实现天然气调度的全局优化。气体平衡预测与调度系统是基于对目标气体质量和数量的考虑。通过预测模型和动态调整模型对系统进行平衡和优化，避免用气不足或过剩，提高用气效率，实现节能减碳。

实施效果：预测曲线将过去一个时期的实际数据与预测结果进行对比，显示未来时期的产气/消费情况；产气量预测准确率85%以上；燃气相关设备指标及产气量实时监控；实时生产监控：历史产气/消费、生产计划、生产绩效、设备运行状态；生产调度计划的自动生成、分析、优化和管理。

第二个是我们在德龙钢铁实施的案例。今天，我们仅以工业数据中心和环保指挥中心的智能管控平台为例。

工业数据中心：基于实时数据库，提供实时流程监控、关键流程历史曲线分析等功能，为流程优化提供数据基础；对每个生产过程的工艺参数进行集中监控，满足集中管控的需要，使用户可以在办公室了解每个生产过程的实时情况；为生产部门提供及时准确的现场实时操作信息，指导生产；打通数据通信链路，实现自下而上的数据流通和覆盖。

环保指挥中心智能管控平台：集有组织排放、无组织排放、现场管控于一体，实现环保智能化管控。

第三个是我们在宁波钢铁实施的综合轧钢系统。优化生产调度是行业长期普遍存在的问题，是智能制造领域的核心问题。以物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术为基础，围绕宁钢规划生产两条主线，结合生产业务需求，建立生产销售模式，钢铁基于元启发式和规则启发式智能优化算法求解滚动模型和实时生产调度模型，实现从销售订单到生产执行的智能管控。在资源有限的情况下，寻求供需平衡的方案，快速获得最有效的全流程方案。

自该体系成功实施以来，宁钢以轧钢一体化计划为核心驱动，以客户为拉动，实现了钢铁全生命周期最佳循环的最佳经济运营链。产品，取得了良好的经济效益和社会效益。中国金属学会组织召开了该项目科技成果评价会。经评估，该项目的科技成果达到国际先进水平。

最后与大家分享的实际案例是河北瑞丰钢铁减污减碳增效平台。以我们提出的“C+4E”为核心：以提高碳生产率（ ）为核心，实现节能（ ）、提高经济效益（ ）、环境协同治理（ ），构建钢铁生态产业链（生态链）。建立完整的污染减排和碳减排效率平台，不仅包括碳排放数据信息管理和减排策略，还包括常规污染物的协同管控。

通过我们的实践，企业可以有效地实现污染减排和碳减排的协同管理，尤其是采用基于超排放的优化策略，同时实现碳减排和污染减排。

数字化不仅可以帮助钢铁企业建立系统的节能减碳体系，还可以为企业建立高水平的管控平台。这对钢铁企业的发展非常重要。及时响应政府监管，满足客户可验证要求，同时实现综合数据分析结果的集中展示和统一管理，从而提高整个企业的管理效率。同时，分权还可以提供不同层次的碳排放业务功能窗口，实现业务数据的快速交换，真正推动企业节能、绿色、高质量的智能化发展。

总的来说，我们认为“十四五”期间，数字化、智能化必将助力钢铁行业真正实现高质量发展。

这是今天与您的交流。如有不当之处，请批评指正。总的来说，冶金工业规划研究院一定会帮助钢铁工业更好地发展。谢谢大家！