“黑燈工廠”，點(diǎn)亮鋼鐵制造智慧之光
——寶鋼股份冷軋廠建設(shè)C008熱鍍鋅智能車間的思考
夏日午后，跨入寶鋼股份冷軋廠C008熱鍍鋅車間，眼前瞬間一暗。這里的能見度，和廠房外刺目的陽光形成了巨大的反差。目及之處，只有幾個行車警報燈嗡鳴轉(zhuǎn)動著，發(fā)出一點(diǎn)微薄的亮光，提醒著人們，頭頂上的無人行車正在作業(yè)。
這里就是寶鋼股份冷軋廠的“黑燈工廠”。這個工信部鋼鐵企業(yè)智能制造示范試點(diǎn)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用試點(diǎn)項目，2017年啟動，今年底將全部結(jié)題。按照項目結(jié)題的五大標(biāo)準(zhǔn)，“黑燈工廠”將實現(xiàn)噸鋼能耗下降15%、綜合污染物噸鋼下降30%、勞動效率提升30%、產(chǎn)能提升20%、加工成本下降10%。
2019年1月，中國寶武第一次黨代會明確提出以“成為全球鋼鐵業(yè)引領(lǐng)者”為愿景，以“共建高質(zhì)量鋼鐵生態(tài)圈”為使命。中國寶武黨委書記、董事長陳德榮多次強(qiáng)調(diào)，智慧制造，是中國寶武實現(xiàn)愿景和使命的重要路徑之一。
建設(shè)“黑燈工廠”，顯然就是中國寶武在探索智慧制造之路上的一次破冰之旅。回望它走過的路和歷經(jīng)的艱辛，凝聚著中國寶武對傳統(tǒng)鋼鐵制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一種探索——明天的鋼鐵往哪里去？新時代的鋼鐵路在何方？
用“黑色”的眼睛尋找光明
2016年，冷軋廠在C008熱鍍鋅車間率先實施了行車無人化改造，成功在鋼卷中間庫區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了無人化。原先燈火通明的庫區(qū)具備了全天候黑燈條件。2017年成為工信部鋼鐵企業(yè)智能制造示范試點(diǎn)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用試點(diǎn)項目后，冷軋廠又先后研發(fā)應(yīng)用了工業(yè)機(jī)器人、人工智能判級、數(shù)字鋼卷、遠(yuǎn)程集中操作等多項創(chuàng)新技術(shù)，滅失了一批需要開燈作業(yè)的崗位，“黑燈工廠”因此得名。
從某種意義上來說，“黑燈工廠”只不過是個形象的“人設(shè)”，以便于非專業(yè)人士理解。然而，“黑燈工廠”的內(nèi)涵，遠(yuǎn)不止字面上這么簡單，不僅喻示著綠色、節(jié)能的作業(yè)方式，更是一種顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式的系統(tǒng)性創(chuàng)新。
2019年，中國鋼鐵產(chǎn)能很有可能突破10億噸，供大于求是一個長周期、大概率事件。陳德榮在接受專業(yè)媒體采訪時說，“在鋼鐵行業(yè)供大于求的情況下，我們?nèi)绾巫晕揖融H？我認(rèn)為智慧制造是未來的出路。”的確，成本壓力、人力短缺、環(huán)境負(fù)荷、能源消耗、安全生產(chǎn)……細(xì)數(shù)這些當(dāng)前鋼鐵行業(yè)面臨的痛點(diǎn)，人們不難發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的發(fā)展模式已經(jīng)很難全面破解這樣的行業(yè)難題。
“黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它尋找光明。”“黑燈工廠”正如同傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)里黑色的眼睛，尋求著智慧制造的光明，也讓人們看到了鋼鐵行業(yè)智能化發(fā)展的光明前景。與此同時，通過項目的實施，無論是寶鋼股份還是寶鋼工程、寶信軟件，技術(shù)力量隊伍都得到了檢驗和鍛煉，冷軋廠高級主任工程師張亞林認(rèn)為，“這或許是一筆更大的財富”。
設(shè)備更智能，員工更自由
在“黑燈工廠”加熱爐區(qū)域，總共7層加熱爐有幾十米高，層層疊疊，看上去頗為壯觀。但是巡檢工作的強(qiáng)度也很高，點(diǎn)檢員要一層層地爬上去檢查爐體泄漏、燒嘴損壞等。今年，冷軋廠在每個樓層上安裝軌道，配置了專業(yè)的巡檢機(jī)器人，這個智慧制造項目徹底解放了每天爬上爬下的點(diǎn)檢員們。
“機(jī)器取代人”，少人化，乃至無人化，是“黑燈工廠”最為直觀的一個變化。這個智能車間最先達(dá)成的一項硬指標(biāo)，就是勞動效率提升了30%。偌大的廠房里空無一人，從拆捆、打捆到質(zhì)量自動判級；從鋅鍋撈渣、撇渣到出口取樣、自動貼標(biāo)……一大批智能機(jī)器人的上崗，把車間里的基層員工從勞動強(qiáng)度高、作業(yè)環(huán)境差、不安全因素多的崗位中解放了出來。
鋅鍋撈渣、撇渣，可以說是C008機(jī)組主操最犯怵的活。鋅鍋溫度有450多度，兩米范圍內(nèi)溫度也高達(dá)60度左右，即便是穿上防護(hù)裝備，工作服上也時常會燙出一個個小洞，勞動強(qiáng)度高，作業(yè)環(huán)境差。智能化改造中，撈鋅、撇渣機(jī)器人相繼上崗，完全取代了人工操作。C008機(jī)組主操邢云明對這種變化津津樂道：現(xiàn)在重活、累活基本都是機(jī)器人干，而且設(shè)備的智能化水平在不斷地提升。比如鋅層的控制，過去都要操作工進(jìn)行人工錄入數(shù)據(jù)，現(xiàn)在智慧平臺上線后，完全就不需要了?！拔覀€人感覺吧，我們一線操作工以后干活再也不是憑力氣了，而是都要靠腦子了！”上個月，小邢還參加了機(jī)器人維修的專項培訓(xùn)。
智慧制造，或許不僅僅是指裝備的高度智能化，還有基層員工專業(yè)智慧的激發(fā)和養(yǎng)成。把人從低水平的重復(fù)性勞動中解放出來，去從事更有想象力和創(chuàng)新力的工作，從而實現(xiàn)自由而全面的發(fā)展，這或許是智慧制造的一個“目的地”。盡管，這條路才剛剛出發(fā)，但這不正是中國寶武提倡的“三有”理念當(dāng)中“有趣”的真諦么！
“地標(biāo)性建筑”的示范輻射效應(yīng)
空無一人的行車、六合一的操作室、數(shù)字化的鋼卷、不知疲倦的機(jī)器人……隨之而來的是勞動強(qiáng)度低了、作業(yè)環(huán)境好了，當(dāng)管理者和基層員工從“黑燈工廠”的建設(shè)中獲得越來越強(qiáng)的幸福感時，大家對智慧制造的認(rèn)識越來越趨于一致。
“中國寶武應(yīng)定位于一家以鋼鐵業(yè)為載體的高科技企業(yè)?！边@樣顛覆性的論斷放在幾年前，恐怕沒幾人能接受。冷軋廠的一位管理者回憶說，前幾年寶鋼股份提出“五大能力”，其中一條就是智慧制造。當(dāng)時我們都不太理解，鋼鐵企業(yè)為啥要搞這些“花哨”的東西？
冷軋廠副廠長王勁說，當(dāng)成本削減越來越難以擠出水分，勞動效率越來越難以提升時，大家漸漸意識到，智慧制造不是“干和不干”的問題，而是“早干和晚干”、“怎么干”的問題了?，F(xiàn)在，更是到了“流程再造”的關(guān)鍵階段，因為市場和現(xiàn)場都在倒逼著他們。
對于一家特大型鋼鐵企業(yè)來說，要玩轉(zhuǎn)人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用這樣的高新科技，難度是可想而知的。“黑燈工廠”完全找不到可以借鑒的模板，對于大多數(shù)理工科底子的技術(shù)人員們來說，這種跨界的難度是非常大的。在很多項目參與者的印象中，項目前期大量的專業(yè)培訓(xùn)和技術(shù)交流持續(xù)了好幾個月，一直到現(xiàn)在都沒有斷過。從美國大河鋼廠到韓國浦項，從施耐德到西馬克，然后邊學(xué)邊干，艱難地將這些應(yīng)用移植到鋼鐵制造流程中。
在項目負(fù)責(zé)人、分廠廠長陸勇看來，“黑燈工廠”是中國寶武智慧制造的一個“地標(biāo)性建筑”。寶鋼股份的裝備自動化和信息自動化水平都比較高，學(xué)習(xí)能力也比較強(qiáng)，這為“黑燈工廠”的創(chuàng)建打下了良好的基礎(chǔ)。寶鋼工程、寶信軟件等單位都不遺余力地給予了支撐?？梢哉f，從頂層設(shè)計到細(xì)節(jié)描繪，都是“傾全集團(tuán)之力”的。這個項目最重要的戰(zhàn)略意義可能就是“一點(diǎn)突破，全面開花”，也就是集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)始終強(qiáng)調(diào)的，寶鋼股份的智慧制造項目要“可復(fù)制，能借鑒”。
打破傳統(tǒng)鋼鐵制造業(yè)的“天花板”
“黑燈工廠”新建的集控操作室叫“6+in1”,大幅透明的落地窗，雪白的吊頂，干凈敞亮，設(shè)計得很有現(xiàn)代感。乍一看，還以為是某個高端展會的一個展臺。C008機(jī)組原來兩條鍍鋅線的6個操作室全部都合并到了這里。除了集中了原來的功能外，還能夠為遠(yuǎn)在千里之外的湛江鋼鐵提供運(yùn)維支持。縱觀整個“黑燈工廠”，踐行了中國寶武智慧制造“四個一律”中的“現(xiàn)場操控室一律集中”、“操作崗位一律采用機(jī)器人”、“運(yùn)維監(jiān)測一律遠(yuǎn)程”。
首席工程師俞鴻毅介紹說，在“黑燈工廠”，一個鋼卷，從庫區(qū)吊運(yùn)出來一直到發(fā)貨，可以做到信息不落地，全流程在線運(yùn)作。扁平化的信息流，讓現(xiàn)場問題更加具有透明性、即時性和可視性，而且，這也為模糊甚至打破原來涇渭分明的管理界面創(chuàng)造了硬件基礎(chǔ)。縱向來看，一條機(jī)組的信息斷點(diǎn)連成了線；橫向來看，生產(chǎn)、能源、成本數(shù)據(jù)，在一個界面上就一目了然。按照專業(yè)的說法，“信息從一個點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粭l線，從一張紙轉(zhuǎn)變?yōu)橐槐緯?，從?shù)據(jù)池轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)湖，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)匯集、數(shù)據(jù)交付和數(shù)據(jù)服務(wù)三大功能”。而這些，都給鋼鐵制造流程再造和管理變革注入了源源活力。
“黑燈工廠”從一臺行車的無人化開始，兩年的時間里，已經(jīng)通過大量的高新技術(shù)手段，初步將產(chǎn)線、流程、工序進(jìn)行了有效整合。其五大指標(biāo)的顯著改善，也很好地回答了智慧制造與管理變革之間的辯證關(guān)系。這不僅給寶鋼股份最新提出的“ONE MILL”理念提供了一個初具雛形的實踐樣板，也給鋼鐵企業(yè)智慧制造描繪了一個美好的前景。
如果用當(dāng)下大熱的量子力學(xué)術(shù)語“躍遷”來形容“黑燈工廠”所帶來的變化，可能還為時過早。但有一點(diǎn)是肯定的，一種對傳統(tǒng)鋼鐵制造革命性的顛覆在這里已經(jīng)初見端倪。勞動效率的提升、成本可視可控……這些都只是冰山的表面，“黑燈工廠”改變的是鋼鐵制造業(yè)的傳統(tǒng)流程、組織模式，其實就是打開了傳統(tǒng)鋼鐵制造進(jìn)一步突破提升的“天花板”。
