□ 南京日报/紫金山新闻记者 刘安琪 通讯员 邵启明
11月29日,第十届世界智能制造大会在宁闭幕。今年是世界智能制造大会的第十年,10年间智能制造技术不断更新迭代,越来越多的新功能、新模式甚至新业态涌现,给我们的生产、生活带来翻天覆地的变化。
“智能”技术究竟是如何影响传统“制造”的?记者在10年参会名单中找到一个“常驻代表”——南京钢铁集团。作为南京率先进行智能制造的传统企业代表,南钢在本次大会上再次升级,成功入选我国首批15家领航级智能工厂。从昔日的“钢铁巨人”到今天的“智造先锋”,南钢经历了什么?当一座工厂“智能化”后,会有什么变化?记者来到南钢进行体验,并与多位技术人员交流。
每一个生产行为都被记录成数字
智慧运营中心大屏、工业智能装备集群、人工智能“百景千模”“元冶·钢铁大模型”……在本届世界智能制造大会上,南钢生动呈现了数据与智能驱动下的智能制造的真正日常。这不禁让人好奇,这家传统钢企是如何掀起一场全员参与的转型热潮的?
数字化转型不可能一蹴而就,需要长期技术积累。时间拨回到2003年,南钢建成首套一体化MES、ERP(生产执行系统、企业资源计划)系统,第一次让生产数据“连了线”。数据就像埋在土里的矿,要先把它“挖”出来,才能产生价值。钢铁生产是连续不断的,数据就在源源不断地流出。南钢中板厂副厂长沈延祥介绍:“对数据的采集,我们经历了从‘应采尽采’,到‘按需采集’的转变。”
工业数据是和物理世界紧密关联的,一个温度值,不仅仅是一个数字,它背后对应着真实的化学反应、材料特性、能量传递。工业数据又很复杂,它涉及设备、工艺、管理等多个层面。如何精准高效地采集数据,就需要借助产线的“五感”。“你可以把一条生产线当作一个人,它有视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。这些发觉异常的工作之前都是人在做,现在变成了设备在做。”沈延祥说。
进入南钢的现场,你能看到摄像头,在自动识别钢板编号;有拾音装置,记录着机械的异响;配备的传感器,检测电机的振动是否在安全范围;以及煤气报警仪,防范无色无味的气体中毒。这些生产、设备、监控等数据,全部入“湖”(数据湖),再进行筛选、清洗,以保证数据的质量和同一性。南钢花费十几年时间,做好“慢功夫”,确保掌握企业全域的真实数据。
从一颗铁矿石,蝶变成一块钢铁,每一道生产工序、每一项设备操作,以及物料和钢板的状态都被数字化,所有的因素共同作用,决定着产品的最终质量。“放在以前,我们关心的是设备转不转,只要每月故障时间在限定范围内就行。现在,我们更关注每一台设备的精准运行,加热炉烧嘴的完好率、辊道的故障率。”沈延祥介绍。实时掌握设备运行状态、设备精度、产品质量等多维度信息,分析生产和业务的各项指标,为未来生产稳定和质量稳定提供保障。
到了2015年,新的战略全面铺开。南钢鲜明提出“一切业务数字化、一切数字业务化”。这一理念,不仅贯穿于南钢的整个生产流程,也让冷冰冰的数据,变成了真金白银的决策参考。
沈延祥以能源管控为例介绍,每个班组都会产生能源消耗,操作同一台设备,生产同一种产品,一两天可能看不出差异,但时间拉长到一个月一个季度,各班组的操作差异性就十分明显,“哪个班组的节能意识好,违规次数少,一目了然。分析后,便有了改进的空间。”
那么,产线是如何变得“智慧”的?首先,有了机器视觉等智能化技术,这是它的“智慧眼睛”。从前,炼钢只能依赖于汗流浃背的现场操作,如今只需在操作室,看着显示屏动动鼠标,就能远程操控炼出一炉炉钢水。其次,利用机器人等智能装备,为钢铁生产提供“智慧手脚”。面对恶劣的生产环境和大量重复的劳动,南钢研发了高炉抓渣无人行车和加保护渣、测温取样、焊标牌等各类产线机器人,实现了保护人、解放人、帮助人的目的。最后,发挥数据的价值,形成更精准的控制能力,利用智能评估和诊断技术,为生产提供“智慧大脑”。
在南钢,无论是技术创新、管理创新还是模式创新,都是在数字转型的基础上推行的。“一些通用模型,可以快速地复用。比如我们自主研发的钢包车故障诊断模型,是基于A点到B点的往复动作,类似这样动作的设备,都可以应用这个模型。”沈延祥告诉记者,大模型都是越用越好,它有自我寻优、自我迭代的过程。仅铁区一体化中心的165个智能化模型,就实现吨铁成本下降40余元,一年省出2亿元。
每一名员工都是数据“操盘手”
沈延祥于2012年进入南钢,十多年来尽管工作岗位在变,但一直与产线、设备打交道。每天早上,他都会先打开电脑,通过“南钢板材事业部全流程智能制造平台”,查看过去一天的生产、设备、能源等运行情况。
但放在10年前,还是另一番景象。那时,管理者想知道当天的产量是多少,会打来电话。“我不管是联系现场,还是在系统上查找,都是我主动参与的。以前叫‘人找数据’。现在生产数据如果有异常,会自动推送,是‘数据找人’。”所有的生产数据会按照层级的不同,自动更新和推送。每位员工都能看到不同的数据看板,千人千面。
数据看板,可不是简单的可视化图表。它不只是展示数据,更是让数据变成可操作的洞察工具,是企业的数据“大脑”。随着部门数据壁垒被打破,南钢实现了数据全链条穿透式管理。南钢的董事长、总裁,只用点一点手机,就能随时随地查看生产现场的情况,当前正在生产哪种产品、当前轧机的轧制力是多少、现场有哪些设备隐患等数据,不仅让管理者“看得见”,更让业务团队“用得上”,从而实现“从数据到行动”的闭环。
2023年7月,南钢板材事业部全流程智能制造平台正式上线。据悉,该平台实现钢、轧全流程生产状态主动监控与预警,生产、质量、设备、安全、能源、环保等多个智慧业务协同管控,为南钢的生产和管理带来重大变革和提升,也为钢铁行业的高质量发展注入新的动能。
沈延祥介绍,以前大家经常为生产问题争执不休,但谁也说不清道不明。“你说我生产的钢板不行,我问你哪里不行,你自己也说不清,说不定还找错了问责对象。”随着“全员数字化思维”的建立,这一切悄然改变。“现在数据一亮出来,大家自然心服口服,并知道下一步该怎么做。”当每一个生产环节、每一处质量瑕疵都能被数据精准定位并清晰呈现时,模糊的争论变成了针对性的改进,沟通成本骤然下降。
与此同时,数字化平台承接了大量重复性劳动,基层员工劳动强度大幅降低。沈延祥目前所在的中板厂,几年前员工数量超过500人,现在仅有300多人。人员的减少并不意味着工作量的消失,现场反复琐碎的操作动作,逐步变成操作室的“一键操作”,员工的操作被弱化,操作岗位逐步变成了看守型岗位。更多的纸质记录和报表抄写等工作,也被搬到了线上。
近年来,南钢通过“三化”(操作无人化、运维远程化、生产一键化)、“三创新”(装备创新、技术创新、智慧黑灯理念创新)、“一平台”(工业互联网平台)提升产线自动化水平,建设黑灯工厂,实现产线内部生产制造的一键化和跨工序衔接的流程贯通,大幅提升生产效率与稳定性。
每一个决策都“有数可依”
到了2021年,南钢迎来数字化转型进程中的关键节点——智慧运营中心正式上线。南钢的这颗“工业大脑”,正是由旗下高科技企业金恒科技助力打造的。谈起当时的场景,金恒科技常务副总经理王雷仍心潮澎湃:“智慧运营中心落地,标志着南钢数字化建设已具备较高水平。支撑智慧运营中心的所有数据,都需深度穿透至生产的每一道工序、业务的每一个流程环节,实现全链路的数据贯通。”
当走进智慧运营中心,在一块42米长、6米高的超大屏幕上,上千种数据不停在屏幕上滚动,实时显示南钢厂区内各个场景的生产运营情况。“钢铁是怎样炼成的?”在智慧中心可以“一屏了然”,整个采、产、销、研全过程,以及采集的有关数据也可以“一目了然”。工作人员只需轻点鼠标,远方高炉的实时温度、轧机的每一次压下、成品的每一道质检,尽在掌握。
对王雷而言,数智化,是一场触及所有员工的深度变革。南钢形成了“人人懂IT”“人人都是数据分析师”的文化氛围。“让技术人员掌握业务,让业务人员掌握技术,从而精准发掘生产现场中可借助技术手段优化的场景。”据介绍,南钢在钢铁行业首创数字化人才序列及数据管家团队,拥有约3500名“IT+OT+DT+AT”(信息技术+运营技术+数据技术+自动化控制技术)复合型人才。
同年,南钢全面启动规模化数据治理工程,按照业务领域对历史数据进行分层治理,保证数据的连续性、准确性,为后续的大模型建设筑牢根基。智能制造,核心落脚点是在制造环节,特别是在工艺和装备两方面上。王雷告诉记者,通过数据分析和大模型的应用,数据化身指导生产、优化经营的“高参”,支撑南钢在各项决策中做出更精准的判断,从而实现成本、质量和生产效率的极致化。
智慧生产,智慧运营,智慧生态……智能制造不断激活传统产业“新动能”,为南钢带来全方位的价值提升。据统计,南钢关键设备数控化率、联网率均达100%,新产品研发周期较传统模式缩短50%,不良品率降至0.8%,订单准时达成率提升至98.5%,单位产值综合能耗下降12%;通过产业链数字化协同,产业链总拥有成本降低9%,交付周期下降15%。
“你要说10年前,能不能想到南钢发展到今天的数智化格局,那肯定是想不到的。技术拐点的出现很难预判,我们无法预测到2023年人工智能大模型突然爆发。”王雷感慨道。
新技术、新挑战不断涌现,南钢如何保持“优等生”风范?“在我们的体系中,基本是分两条路线走。第一条叫‘带头走’。在行业中先行先试,当新的技术拐点到来,我们先拥抱它,找到合适的场景,去发挥最大的价值。第二条是‘跟着走’,不同的领域每时每刻都会诞生新的技术变革,我们将已经成熟落地的技术,拿到南钢来用,紧跟时代浪潮。”应用好颠覆性技术远远比颠覆性技术本身重要。
记者手记
智能制造的终极目标是“赋能于人”
在本次世界智能制造大会上,南钢展台以“产业智慧化、智慧产业化”为主线,系统呈现了企业在数字化转型道路上的战略布局与实践成果。距离2015年南钢正式提出“创建国际一流受尊重的企业智慧生命体”的愿景,已过去10年。正是这样的前瞻性布局,将南钢推向独属于自己的工业4.0体系。
数据是点燃数字时代的“新石油”。南钢精心沉淀,将数字化转型的根基打牢。如今,核心数据“入湖率”超过95%,高质量的数据如同血液般在企业的发展脉络中奔涌,带来多维度多元化的智慧变革。
每一位受访者谈及数字化、智能化,话匣子自然而然就打开了。在他们的表述里,没有宏大的图景和概念,只有眼前一件又一件具体的事。如何让每一块钢板更有竞争力?如何为现场的员工减负?装备如何创新,更上一层楼?
正如南钢集团党委书记、董事长黄一新所说,“数字化的本质不是替代人,而是解放人。我们要让员工从数据海洋中抬起头来,把精力投入到更有创造力的工作中去。”智能制造的终极目标是“赋能于人”,这场润物细无声的技术变革,正在让每位员工都能实现价值。