在智能制造的終極狀態(tài)，現(xiàn)在許多工作崗位將變成無人值守。”在寶鋼研究院首席研究員郭朝暉的眼中，未來，鋼鐵工業(yè)的常規(guī)性的生產(chǎn)操作、設計服務、采 購銷售將實現(xiàn)無人化；設備維修維護、產(chǎn)品與技術創(chuàng)新、商務策略制定需要人的主導，但數(shù)字化、智能化的程度將大大提升。這也是智能制造的衡量標準。 

　　“目前，浦項正著手建設智能工廠，其終極目標是建立無人介入的智能工廠。”郭朝暉說，“如果現(xiàn)在中國鋼企跟不上，可能會導致新一輪的落后。” 

　　鋼鐵業(yè)為什么要實現(xiàn)智能制造？ 

　　“鋼鐵工業(yè)推進‘中國制造2025’應該借鑒‘工業(yè)4.0’的思想。”日前，郭朝暉在接受《中國冶金報》記者采訪時說。事實上，“中國制造 2025”的切入點和主攻方向是智能制造；德國“工業(yè)4.0”的核心也是智能制造，適合自動化程度高的行業(yè)。而鋼鐵行業(yè)則是自動化程度最高的制造行業(yè)之 一。 

　　“‘工業(yè)4.0’是否適用于鋼鐵行業(yè)，要看其是否具備‘工業(yè)3.0’的基礎，因為前者是后者的自然延伸和發(fā)展。”郭朝暉說。 

　　“從這個意義上說，鋼鐵行業(yè)是最適合借鑒這一思想的行業(yè)之一”。郭朝暉認為。寶鋼信息技術的主要奠基人何麟生先生認為，寶鋼等先進鋼鐵企業(yè)早已 超越了“工業(yè)3.0”的階段；智能制造的許多理念和目標，在鋼企早有探索、甚至已經(jīng)實現(xiàn)了。例如，“智能制造”強調的個性化定制，在鋼鐵行業(yè)稱為“標 準+ɑ”；鋼鐵企業(yè)熟知的數(shù)學模型，其本質就是智能制造中的CPS（信息物理系統(tǒng)）。 

　　郭朝暉認為，在鋼鐵業(yè)推進智能制造能帶來多方面的價值，如提高服務水平、促進安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質量和資源利用效率、節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本、 優(yōu)化勞動環(huán)境、提高勞動效率，并能為保護自然環(huán)境、應對老齡化、促進人的自由發(fā)展等社會問題做出貢獻。在“工業(yè)3.0”行業(yè)中，中國鋼鐵業(yè)的整體技術水平 與國外先進企業(yè)的差距相對較小。中國制造業(yè)要振興，鋼鐵業(yè)理應承擔更大的責任，關鍵是后面的路應該怎么走。 

　　個性化服務應是智能制造的先導條件 

　　鋼鐵作為基礎性原材料，經(jīng)濟性是以規(guī)模化生產(chǎn)為基礎的。然而，鋼鐵的用途千差萬別，用戶需求差異很大，規(guī)模化生產(chǎn)和個性化需求的矛盾一直困擾著鋼鐵行業(yè)。這不僅導致生產(chǎn)組織困難，還造成成本和庫存上升、成材率和質量下降、交貨期延長等問題。 

　　郭朝暉認為：“鋼鐵業(yè)推進智能制造，不應盲目追求產(chǎn)品本身的個性化差異，而是應該強調“大規(guī)模定制”：即盡可能地用相同的材料滿足不同的用戶需求，并盡可能將有差異的工序靠后安排。 

　　然而，要落實這一思想并不容易，首先要搞清楚用戶對材料的本質要求是什么。這就要以“個性化服務”為先導，并在服務中提高自身的服務能力、完成知識積累。“集約化生產(chǎn)、個性化服務”或許應該是鋼鐵行業(yè)推進智能制造的重點方向。 

　　鋼鐵行業(yè)可將CPS嵌入橫向集成和端到端集成的信息平臺，實現(xiàn)智能化的研發(fā)、服務、采購、銷售。這樣，通過知識和信息的共享，突破部門之間的邊 界、實現(xiàn)快速有效的協(xié)同，拉近企業(yè)與客戶間的距離，就可以為用戶提供量身定做的個性化服務。郭朝暉認為，在鋼鐵企業(yè)中，服務于用戶需求的不僅是銷售和研發(fā) 部門，而是整個公司。 

　　放眼未來，下游用戶對個性化服務的要求會逐步加強。基本動力將來自兩個方面：一是隨著用戶自動化、智能化水平的提升和對最終產(chǎn)品質量要求的提 高，對材料質量的要求肯定會提高；二是隨著電商的不斷發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)品需要越來越多地來自中小客戶，傳統(tǒng)的服務模式也將越來越難以為繼。因此，推動“智能服 務”顯然是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)智能制造的重要方向。 

　　勞動力成本提升倒逼智能制造發(fā)展 

　　智能制造是一場深刻的工業(yè)革命，是創(chuàng)新的藍海。但是，要有“以人為本”的高度，才能看到藍海的全貌。郭朝暉認為，智能制造的目的可歸結為：“服務人、幫助人、代替人、超越人、解放人、依靠人”。推進智能制造，也可以歸結到人的問題上來。 

　　事實上，德國提出“工業(yè)4.0”的直接原因之一就是老齡化使其制造業(yè)的競爭力下降，需要通過技術手段延長勞動年齡并吸引年輕人。 

　　在中國，問題同樣嚴重。隨著“劉易斯拐點”的到來，用工成本急劇上升；2012年，勞動人口總量開始減少，隨之而來的是中國進入了中高速發(fā)展的 ‘新常態(tài)’。近年來，鋼鐵企業(yè)在面臨市場低迷，資金、環(huán)保等壓力的同時，明顯感受到勞動力成本上升，協(xié)力工難找、隊伍不穩(wěn)，職工敬業(yè)度下降、管理困難，安 全事故頻發(fā)、產(chǎn)品質量不穩(wěn)定等問題。最近，有多位專家指出：未富先老，可能讓中國陷入“中等收入陷阱”。 

　　“受計劃生育等因素的影響，2022年后的10年，中國16歲~60歲的勞動力總人口將以每年1000萬人左右的速度減少。老一代工人退休后，勞動力危機很可能成為壓垮我國某些鋼鐵企業(yè)的最后一根稻草。”郭朝暉指出。 

　　國際競爭對鋼鐵行業(yè)提出了更高要求 

　　目前，浦項人均產(chǎn)鋼量是我國鋼鐵企業(yè)該指標平均值的2倍以上。盡管中國的工資水平較低，但勞動力總成本已非常接近。隨著中國勞動力成本進一步上升，我國鋼鐵企業(yè)的壓力將越來越大。 

　　但是，郭朝暉認為，中韓兩國當前勞動效率的差異，主要是經(jīng)濟因素導致的。隨著勞動力成本提升，中國鋼企也會采用機器人、無人行車、無人臺車、無人倉庫等技術來提高勞動效率、降低生產(chǎn)成本。在技術上，這些都是沒有本質困難的。 

　　最近，浦項正著手建設基于“工業(yè)4.0”的智能工廠，其目的是確保競爭對手無法超越的“超差距”成本、品質競爭力，終極目標是建立無人介入的智能工廠。“我擔心的是未來———如果現(xiàn)在中國鋼企跟不上，可能會導致新一輪的落后。” 

　　推進智能制造的3個維度 

　　“在互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化鋪就的‘鐵路’上，奔跑著智能化的“列車”，牽引著智能制造、智能服務、智能研發(fā)、智能供應鏈的‘貨物’，創(chuàng)造經(jīng)濟和社會價值。”郭朝暉表示。 

　　郭朝暉指出，依照“實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議”的描繪，工業(yè)4.0就是將CPS全方位地用于信息系統(tǒng)的橫向集成、縱向集成和端到端集成。它們大體對應鋼鐵工業(yè)采購銷售、生產(chǎn)制造、研發(fā)服務3類業(yè)務。 

　　橫向集成是企業(yè)及上下工序間的信息集成，是價值網(wǎng)絡上的企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)完成的信息集成。主要影響采購和銷售業(yè)務。橫向集成將引發(fā)商業(yè)模式、業(yè)務 流程的重大改變，會導致分工細化、傳統(tǒng)中間商消亡和新興服務業(yè)興起。要實現(xiàn)“橫向集成”，價值網(wǎng)絡上的企業(yè)就要實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的共享，企業(yè)數(shù)據(jù)將“透明 化”。這一過程是商業(yè)利益推動的。所以，必須進行商業(yè)模式創(chuàng)新，才能支撐橫向集成。對此，鋼鐵電商將在這一領域大有作為。 

　　端到端集成是從用戶需求到質量工藝設計、制造、使用和服務過程的信息集成。通過信息集成，推進研發(fā)與服務的數(shù)字化、智能化；提高研發(fā)和服務的效 率和質量、促進企業(yè)向研發(fā)和服務轉型，甚至從賣產(chǎn)品轉變成賣知識、賣服務。在離散制造業(yè)，產(chǎn)品生命周期管理（PLM）是這個領域的核心技術。鋼鐵行業(yè)要推 進智能制造也應該重視并開發(fā)適合本行業(yè)的PLM。 

　　縱向集成是制造過程的資源管理、生產(chǎn)組織、過程控制等不同層級計算機之間的信息集成。依靠縱向集成，能夠實現(xiàn)跨工序的協(xié)調和互動，如質量動態(tài)控 制、智能調度等。眾所周知，鋼鐵生產(chǎn)面臨的主要問題是平衡質量、環(huán)境、成本、效率等要素之間的矛盾；通過縱向集成，可以推進平衡點的動態(tài)調整和全工序的優(yōu) 化。 

　　技術創(chuàng)新的成功是以經(jīng)濟成功為標志的，智能制造也不例外。智能化、無人化都是手段，取得經(jīng)濟效益才是目的。因此，這是一個漫長的過程。期間，社會、人口、環(huán)境，以及相關技術等因素的變化，將對技術的經(jīng)濟可行性產(chǎn)生顛覆性的影響。 

　　智能制造是互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)的技術革命，其特征之一是打破部門和組織的圍墻。為此，相關企業(yè)必須重視頂層設計。否則，企業(yè)的問題就會聚集到各個部門的邊界上，互聯(lián)網(wǎng)的作用也會有名無實。 

　　“全局策劃、分步實施、效益驅動。”郭朝暉指出，“這是一個漸進的過程，領導者必須要有長遠的戰(zhàn)略眼光，要防止急功近利、拔苗助長。” 

　　數(shù)字化是推進智能制造的關鍵 

　　在郭朝暉看來，在鋼鐵工業(yè)的終極狀態(tài)，若干崗位將無人值守。“以此為目標，邏輯上要完成3件事情：一是人的體力勞動必須由機器代替；二是人在生產(chǎn)過程中接收和發(fā)送的信息，都要實現(xiàn)數(shù)字化檢測和傳遞；三是人的控制、操作思想必須由軟件來實現(xiàn)。” 

　　與離散制造業(yè)相比，鋼鐵行業(yè)的轉型之路可能更加艱辛，主要難點在數(shù)字化。離散制造業(yè)有能力將次品率降至3.4%，但鋼鐵行業(yè)高級產(chǎn)品的成材率常在90%以下。這從側面反映出鋼鐵行業(yè)數(shù)字化的困難：影響因素眾多、檢測能力不足、知識積累不夠等。 

　　郭朝暉認為：“數(shù)字化并非僅僅是數(shù)據(jù)的獲取和轉化，而是要用DIKW體系（數(shù)據(jù)、信息、知識、智慧）去認識其全貌。”也就是說，數(shù)字化要以智能化的預測和決策為導向，完成數(shù)據(jù)的結構化、知識的提煉與管理。 

　　PLM技術恰恰體現(xiàn)了DIKW的思想。通過推動PLM，重點是將研發(fā)、生產(chǎn)、服務過程的碎片化的信息和知識有效地組織起來、將模糊的經(jīng)驗提煉出 來并用計算機軟件實現(xiàn)。依靠這樣的載體，將個人知識轉化成企業(yè)的知識、將隱性知識轉化成顯性知識，實現(xiàn)知識的有效積累，這樣才能促進企業(yè)向研發(fā)和服務轉 型。研制PLM也應該是鋼鐵行業(yè)數(shù)字化的有效抓手。 

　　郭朝暉還指出，如果以無人值守為目的，鋼鐵業(yè)必須重視大數(shù)據(jù)保存和積累。從CPS開發(fā)到質量保證，都需要將生產(chǎn)過程的痕跡盡量完整地記錄下來。這樣，大數(shù)據(jù)基礎建設就是需求驅動的，而不是為大數(shù)據(jù)而大數(shù)據(jù)。 

　　他認為，數(shù)字化是非常困難的，不僅涉及技術問題，還涉及企業(yè)文化和制度性的問題。數(shù)字化是智能制造的基礎，不論是否針對無人值守，都是繞不過去的，必須花大力氣重點推進。 

　　（劉曄對本文亦有貢獻）