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作者簡(jiǎn)介

郭朝暉（1968-），男，山東濟(jì)南人，教授級(jí)高工，寶鋼研究院首席研究員。長(zhǎng)期從事過(guò)程控制、數(shù)據(jù)分析與建模、信息化系統(tǒng)的開發(fā)與研究工作。曾先后擔(dān)任中國(guó)工業(yè)與應(yīng)用學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)學(xué)會(huì)理事，上海市人工智能學(xué)會(huì)理事，上海市工業(yè)與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事。著有《管中窺道：技術(shù)創(chuàng)新的觀念與方法》。現(xiàn)為上海交通大學(xué)、東北大學(xué)、浙江大學(xué)、寶鋼人才開發(fā)員兼職教授、博導(dǎo)，上海市科協(xié)成人科技學(xué)院、上海市工會(huì)學(xué)院的特聘教師。

1　鋼鐵業(yè)過(guò)去與現(xiàn)在

改革開放之初，中國(guó)鋼產(chǎn)量大約為3000萬(wàn)噸；2014年中國(guó)粗鋼產(chǎn)量8.23億噸，占世界總產(chǎn)量的50.26%；大中型鋼鐵企業(yè)的銷售收入3.6萬(wàn)億元，相當(dāng)于我國(guó)去年GDP總額的5.6%。

中國(guó)鋼鐵業(yè)用難以想象的速度發(fā)展了30多年，背后的支撐是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1978年，中國(guó)的GDP只有3650億元，2013年則達(dá)到了58.5萬(wàn)億。鋼鐵業(yè)的迅猛發(fā)展，也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛的重要保證。從長(zhǎng)的時(shí)間尺度看，中國(guó)鋼鐵業(yè)的發(fā)展是需求驅(qū)動(dòng)的、產(chǎn)量與銷量大體匹配。鋼鐵需求量如此之大，與我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)。有人認(rèn)為，與建筑相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上，大約有兩億勞動(dòng)力。鋼鐵業(yè)作為產(chǎn)業(yè)鏈上重要的一環(huán)，被迅速帶動(dòng)起來(lái)。

產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展與我們的國(guó)情有關(guān)：改革之初是“十億人民、九億農(nóng)民”、又面臨人口爆炸的嚴(yán)重形勢(shì)。要給“無(wú)限供給”的勞動(dòng)力提供出路就要保就業(yè)。這時(shí)，投資“鐵公基”、房地產(chǎn)等建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)，就成了政府的必然選擇。另外，土地公有制，大大降低了土地使用成本，也促進(jìn)了建筑相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。

從大時(shí)間尺度上看，鋼鐵的產(chǎn)銷基本上是平衡的；但是，分解到具體的年份，卻總被產(chǎn)能過(guò)剩困擾著。這是因?yàn)椋簩?duì)鋼鐵的需求是波動(dòng)中上升的，而產(chǎn)能卻是增加容易、降低難。受產(chǎn)能過(guò)剩的影響，最近鋼材價(jià)格一路下跌。現(xiàn)在鋼材的價(jià)格指數(shù)比25年前還要低，鋼鐵價(jià)格低迷，到了“一斤鋼材換不來(lái)一斤白菜、一噸鋼材賺不到一根棒冰”的程度。有人估計(jì)：中國(guó)鋼鐵行業(yè)的實(shí)際產(chǎn)能在12億噸左右，大約三分之一閑置。這讓鋼鐵企業(yè)面臨巨大的生存壓力。

2　鋼鐵業(yè)未來(lái)的壓力

未來(lái)鋼鐵行業(yè)的壓力非常大，體現(xiàn)在市場(chǎng)需求飽和、勞動(dòng)力成本上升、環(huán)保壓力加大等幾個(gè)方面。

美國(guó)建國(guó)以來(lái)，大約使用了100億噸鋼。目前，中國(guó)建國(guó)以來(lái)產(chǎn)用鋼總量大約為85億噸，已建成了世界第一的高速公路和高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)化率已經(jīng)超過(guò)了50%，房地產(chǎn)建筑總量也在降低。目前，中國(guó)的人均用鋼量大約是美國(guó)的3倍、與日本基本持平。由此推斷中國(guó)對(duì)鋼鐵需求的高速增長(zhǎng)期已經(jīng)結(jié)束。

中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨調(diào)整。這背后有一個(gè)深刻的因素：人口和勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。2008年左右，中國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移的階段基本結(jié)束。此后，勞動(dòng)力供需關(guān)系發(fā)生本質(zhì)性變化、人工成本迅速上升。其實(shí)，未來(lái)的勞動(dòng)力危機(jī)將日趨嚴(yán)峻。2022年，1962年出生的大約2800萬(wàn)人到了60歲的退休年齡。然而，新補(bǔ)充進(jìn)來(lái)的勞動(dòng)力大約只有1600萬(wàn)左右。更可怕的是，這種情況將持續(xù)大約10年。隨著勞動(dòng)力的減少和成本的上升，建筑業(yè)等用鋼大戶將會(huì)減少，并進(jìn)一步影響到相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)行業(yè)，包括鋼鐵業(yè)。所以，從目前來(lái)看，國(guó)家對(duì)未來(lái)鋼鐵的需求已經(jīng)走到了下行通道。

與此同時(shí)，勞動(dòng)力短缺的壓力也會(huì)影響到鋼鐵業(yè)。事實(shí)上，現(xiàn)在的鋼企開始面臨勞動(dòng)力短缺的壓力：在工作環(huán)境差的崗位上，已經(jīng)很難找到合適的工人了。尤其許多又苦又累的崗位，是年輕人不愿意從事的行業(yè)。可以設(shè)想在老一代工人退休之后，鋼鐵行業(yè)也可能會(huì)爆發(fā)勞動(dòng)力危機(jī)。

另外，如前所述，隨著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人均收入的不斷提升，人們對(duì)環(huán)境的要求也越來(lái)越高。鋼鐵行業(yè)是能耗大戶，耗煤的總量超過(guò)全國(guó)總量的10%。依照新環(huán)保法要求，鋼鐵企業(yè)的噸鋼環(huán)保成本可能要達(dá)到400元左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了行業(yè)的噸鋼毛利。

3　智能制造是鋼鐵行業(yè)的未來(lái)

要應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，中國(guó)的鋼鐵行業(yè)必須將智能制造作為戰(zhàn)略發(fā)展方向。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)已逐步進(jìn)入“紅海”。冶金部原總工程師殷瑞鈺院士指出：智能化、綠色化是鋼鐵行業(yè)未來(lái)最重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向。殷院士的觀點(diǎn)與“中國(guó)制造2025”、“工業(yè)4.0”要求推進(jìn)智能制造的要求是相通的。事實(shí)上，智能化還是綠色化的重要技術(shù)支撐。

筆者認(rèn)為智能制造的根本宗旨應(yīng)該是“以人為本”。只有從這個(gè)角度看問(wèn)題，才能洞悉智能制造的全貌、進(jìn)入創(chuàng)新的“藍(lán)海”。通過(guò)推進(jìn)智能制造，不僅可以減少勞動(dòng)者數(shù)量、改善勞動(dòng)者的工作環(huán)境、讓勞動(dòng)者擁有更多的閑暇和自由，還可以為用戶提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)、減少能源的消耗與排放，更好地保護(hù)自然環(huán)境。

鋼鐵行業(yè)智能化的終極目標(biāo)很可能會(huì)讓若干崗位（尤其是勞動(dòng)條件差的體力勞動(dòng)崗位）無(wú)人值守。這個(gè)過(guò)程的推進(jìn)無(wú)疑是漸近的、通過(guò)不斷提升勞動(dòng)效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。從勞動(dòng)效率來(lái)看，韓國(guó)浦項(xiàng)的人均噸鋼產(chǎn)量是我們先進(jìn)鋼廠的2倍以上。從勞動(dòng)力總成本來(lái)看，兩國(guó)的勞動(dòng)力成本已經(jīng)接近。

“十三五”期間（2016~2020）是中國(guó)進(jìn)入老齡化社會(huì)之前難得的緩沖期。過(guò)了這個(gè)緩沖期，鋼鐵企業(yè)的生存會(huì)面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。企業(yè)應(yīng)該抓住這個(gè)時(shí)機(jī)，提高自己的勞動(dòng)效率。在國(guó)際上，無(wú)人行車、無(wú)人臺(tái)車、無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)等技術(shù)都是相對(duì)成熟的，并且能夠顯著提高勞動(dòng)效率。在“十三五”期間，應(yīng)該大力發(fā)展相關(guān)技術(shù)。

機(jī)器人使用量是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。中國(guó)的每萬(wàn)名產(chǎn)業(yè)工人平均對(duì)應(yīng)30個(gè)機(jī)器人，只是發(fā)達(dá)國(guó)家的十分之一。然而，我國(guó)鋼鐵行業(yè)的機(jī)器人使用量，低于國(guó)家的平均水平。機(jī)器人的發(fā)展空間也是很大的。通過(guò)采用機(jī)器人，不僅能減少勞動(dòng)力數(shù)量，還能降低勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性，有利于安全生產(chǎn)、也有利于吸引年輕人加入。這樣就為應(yīng)對(duì)未來(lái)的勞動(dòng)力危機(jī)準(zhǔn)備了條件。

智能制造的核心特征是互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化。鋼鐵行業(yè)應(yīng)該抓住機(jī)會(huì)，發(fā)展相關(guān)的技術(shù)。

互聯(lián)網(wǎng)的作用是填平供應(yīng)鏈上的信息鴻溝、破除部門之間的信息屏障，以便拉近企業(yè)與用戶之間的距離，通過(guò)提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)滿足用戶需求。

但是，互聯(lián)網(wǎng)能否充分發(fā)揮作用，依賴于數(shù)字化的基礎(chǔ)：基于數(shù)字化的智能設(shè)計(jì)和研發(fā)，能更好、更快地為用戶提供解決方案；基于數(shù)字化的智能生產(chǎn)，能最大可能地提高產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率，最大限度地降低成本、能耗和污染，還能讓生產(chǎn)組織和管理更加協(xié)調(diào)；基于數(shù)字化的智能供應(yīng)鏈，可以顯著降低生產(chǎn)組織的難度和庫(kù)存成本。當(dāng)然，所有的智能化都可能降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少用工。

筆者認(rèn)為，鋼鐵行業(yè)應(yīng)該以推進(jìn)產(chǎn)品生命周期管理技術(shù)（PLM）為抓手，推進(jìn)數(shù)字化的研發(fā)和服務(wù)。PLM的本質(zhì)作用，是將企業(yè)的知識(shí)和有用信息有效地積累起來(lái)，從而減少不必要的研發(fā)和嘗試，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各部門的協(xié)同。

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，還可以將現(xiàn)場(chǎng)操作室集中起來(lái)，用于減少用工的數(shù)量、同時(shí)改善勞動(dòng)者的工作環(huán)境。通過(guò)采用移動(dòng)通信，可以讓員工隨時(shí)隨地地解決企業(yè)遇到的各種問(wèn)題。這種做法，不僅可以減少現(xiàn)場(chǎng)值班的人員，還可以給職工更多的自由、從而更加有利于吸引優(yōu)秀職工。

事實(shí)上，推動(dòng)智能制造是全國(guó)性的工作。下游用戶推進(jìn)智能制造后，對(duì)原材料質(zhì)量和交貨期的要求將會(huì)進(jìn)一步提升。對(duì)鋼鐵行業(yè)來(lái)說(shuō)，這是挑戰(zhàn)更是機(jī)遇。

批量化生產(chǎn)和個(gè)性化需求的矛盾，長(zhǎng)期困擾著鋼鐵行業(yè)。隨著鋼鐵電商的興起，鋼鐵的生產(chǎn)資源有可能實(shí)現(xiàn)全國(guó)性的配置。從而推進(jìn)產(chǎn)線的專業(yè)化。除了電商模式，鋼企也需要產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)一起來(lái)推進(jìn)信息的橫向集成。這樣的網(wǎng)絡(luò)一旦形成，游離于之外的企業(yè)很可能面臨更大的生存危機(jī)。

目前，浦項(xiàng)已經(jīng)開展了工業(yè)4.0的智能工廠探索。浦項(xiàng)明確提出以“無(wú)人值守”為終極目標(biāo)。如果他們?nèi)〉昧顺晒Γ瑢?duì)我國(guó)的鋼鐵行業(yè)無(wú)疑將是雪上加霜、甚至導(dǎo)致新一輪的落后。筆者認(rèn)為中國(guó)的鋼鐵企業(yè)應(yīng)該密切關(guān)注這一動(dòng)向。如果以此為目標(biāo)，工業(yè)大數(shù)據(jù)、設(shè)備自診斷等技術(shù)就會(huì)變得重要起來(lái)。

4　總結(jié)

“十三五”期間，中國(guó)鋼鐵業(yè)未來(lái)面對(duì)需求下降、產(chǎn)能過(guò)剩、勞動(dòng)力危機(jī)、節(jié)能減排等多重嚴(yán)峻的壓力。所有挑戰(zhàn)都將是空前的。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，鋼鐵行業(yè)應(yīng)該大力推進(jìn)智能制造。

推進(jìn)智能制造的目的，不僅是減少勞動(dòng)力數(shù)量、提高勞動(dòng)效率，還能減少人為因素的干擾、提高生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性，對(duì)節(jié)能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的價(jià)值也是巨大的。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2015年11月增刊