我國已連續(xù)四年成為世界鋼材產(chǎn)量的第一大國,同時鋼材品種結(jié)構(gòu)調(diào)整正在卓有成效地加速進(jìn)行,冶金自動化也發(fā)揮越來越重要的作用。
冶金自動化技術(shù),作為自動化在冶金行業(yè)的應(yīng)用技術(shù),其發(fā)展軌跡既遵從自動化學(xué)科自身的發(fā)展規(guī)律,也與鋼鐵工業(yè)的發(fā)展,包括工藝路線演化、制造裝備的更迭、生產(chǎn)流程和組織方式、企業(yè)運(yùn)營模式的改革和進(jìn)步等密切關(guān)聯(lián)。文中首先介紹了國內(nèi)冶金自動化現(xiàn)狀及與國際先進(jìn)水平的差距,然后分析了鋼鐵行業(yè)發(fā)展對冶金自動化技術(shù)的需求,最后給出了冶金自動化技術(shù)可能發(fā)展趨勢。
1.冶金自動化中的三個功能層
1.1 過程控制系統(tǒng)
?。?) 計算機(jī)控制取代了常規(guī)模擬控制
* 按冶金工序劃分,計算機(jī)控制的采用率分別為高爐100%,轉(zhuǎn)爐95.43%,電爐95.9%,連鑄99.42%,軋機(jī)99.68%[1]。
* 在控制算法上,回路控制普遍采用PID算法,智能控制。
* 在檢測方面,與回路控制、安全生產(chǎn)、能源計量等相關(guān)的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全。
* 在電氣傳動方面, 用于節(jié)能的交流變頻技術(shù)普遍采用;國產(chǎn)大功率交、直流傳動裝置在軋線上得到成功應(yīng)用。
?。?) 在過程建模和優(yōu)化方面,計算機(jī)配置率有較大幅度提高
根據(jù)最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的調(diào)查結(jié)果[1], 在過程建模和優(yōu)化方面,計算機(jī)配置率有較大幅度提高。
* 按冶金工序劃分,計算機(jī)配置率分別為高爐57.54%,轉(zhuǎn)爐56.39%,電爐58.56%,連鑄60.08%,軋機(jī)74.5%。
* 過程計算機(jī)更多地起到了數(shù)據(jù)匯總、過程監(jiān)視和打印綜合報表的作用,由于冶金過程的復(fù)雜性,數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性很差,過程優(yōu)化方面的功能大打折扣,即使高價從國外引進(jìn)的過程控制系統(tǒng)充分發(fā)揮作用的也不多。
1.2 生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)
* 按冶金工序劃分,生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)計算機(jī)配置率分別為高爐5.97%,轉(zhuǎn)爐23.03%,電爐26.12%,連鑄20.64%,軋機(jī)41.68%[1]。
* 從功能上來講,信息集成和事務(wù)處理的層面多一些,決策支持和動態(tài)管理控制作用沒有發(fā)揮出來。
1.3 企業(yè)信息化系統(tǒng)
隨著企業(yè)管理水平的不斷提高,“信息化帶動工業(yè)化”在冶金企業(yè)成為共識,各企業(yè)紛紛開始信息化規(guī)劃和建設(shè),很多企業(yè)已經(jīng)構(gòu)造了企業(yè)信息網(wǎng),為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎(chǔ)。具體情況如下:
?。?) “我國鋼年產(chǎn)量500萬噸以上的8家企業(yè)100%上了信息化的項(xiàng)目,鋼年產(chǎn)量50萬噸以上的58家企業(yè)中有45家上了企業(yè)信息化的項(xiàng)目,占77.6%”。
(2) 從功能角度講,企業(yè)資源計劃(ERP)成為熱點(diǎn),以德國SAP為代表的ERP通用產(chǎn)品和韓國浦項(xiàng)、臺灣中鋼為代表的定制系統(tǒng)都在冶金企業(yè)找到了落腳點(diǎn),此外,供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SCM)、客戶關(guān)系管理(CRM)、企業(yè)流程重組(BPR)等概念也被冶金企業(yè)所熟悉。
?。?) 企業(yè)信息化工作是企業(yè)管理的一場革命,不可能畢其功于一役,需要對其本質(zhì)意義的深刻理解和方方面面條件的的支撐,從觀念轉(zhuǎn)變、管理機(jī)制變革到信息的上通下達(dá),還有相當(dāng)長的路要走,才能真正發(fā)揮效益, 避免掉入信息化投入的“黑洞”。
2.鋼鐵行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)及存在的問題
黨的十六大提出了全面建設(shè)小康社會的宏偉目標(biāo),2020年國民生產(chǎn)總值比2000年翻兩翻。要實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的目標(biāo),離不開鋼鐵工業(yè)強(qiáng)有力的支持,中國鋼鐵工業(yè)將繼續(xù)保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會2003年組織的市場調(diào)查結(jié)果[3],預(yù)計2005年國內(nèi)實(shí)際
鋼材消耗量達(dá)到2.5億噸,2010 年達(dá)到3.1億噸,要求國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能有較大幅度的提高。目前我國仍有近三分之二的優(yōu)質(zhì)鋼材需要進(jìn)口,國內(nèi)鋼鐵企業(yè)在品種質(zhì)量方面還需要做艱苦的努力。
鋼鐵行業(yè)未來在數(shù)量和質(zhì)量兩方面的發(fā)展存在的問題:
?。?) 在產(chǎn)能增加方面
首先是資源缺乏的矛盾日益突出,例如按目前的消耗水平,現(xiàn)有冶金礦產(chǎn)資源將很難保證本世紀(jì)內(nèi)生產(chǎn)的需求;其次,能源結(jié)構(gòu)不合理,二次能源利用還很不充分,能耗高;第三,推行高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、污染產(chǎn)生少的綠色清潔生產(chǎn)雖已有了初步成效,但從總體上看還處于初始階段。
(2) 在品種質(zhì)量方面
首先是淘汰落后工藝裝備的任務(wù)還未完成,流程的全面優(yōu)化和工藝裝備的進(jìn)一步優(yōu)化還受各種條件的制約,大型設(shè)備依賴進(jìn)口,特別是薄板連鑄連軋生產(chǎn)線等基本全套引進(jìn);其次,在新品種開發(fā)方面,原創(chuàng)性自主創(chuàng)新不多,產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)保障體系尚需完善。