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摘要：鋼鐵企業(yè)中信息系統(tǒng)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)之間的協(xié)同融合是推進(jìn)智能制造的重要工作。本文通過(guò)日照鋼鐵精品基地智能制造過(guò)程中的具體實(shí)踐，介紹了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)與信息技術(shù)的協(xié)同融合，在鋼鐵生產(chǎn)內(nèi)部協(xié)同融合的具體實(shí)踐，以及外部產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同融合的發(fā)展方向。文章還簡(jiǎn)要介紹了推進(jìn)協(xié)同融合工作的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智能制造；系統(tǒng)融合；產(chǎn)業(yè)協(xié)同；集約生產(chǎn)

Abstract: The coordination and fusion between IT system and business management is one of the key factors of intelligent manufacture of iron and steel enterprise .From the Rizhao iron and steel boutique base, it describe the practice of the inner coordination and fusion of the factory and also point the direction of industry chain coordination and fusion. Some experience needing attention is also mentioned.

Key words: Intelligent manufacture; System fusion; Industrial synergy; Intensive production

1　引言

在以工業(yè)4.0、“互聯(lián)網(wǎng)+”等為代表的信息技術(shù)新浪潮下，信息化、自動(dòng)化正從單純提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、控制精度向智能化邁進(jìn)。所謂智能化有兩方面的含義：一是采用人工智能的方法、理論和技術(shù)，二是具有“擬人智能”的特性或功能，例如自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自校正、自協(xié)調(diào)、自組織、自診斷、自修復(fù)等。

日照鋼鐵精品基地項(xiàng)目是我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整試點(diǎn)工作的重要組成部分，是山東省鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要內(nèi)容。產(chǎn)品定位高端，突出高質(zhì)量、高性能、輕量化、綠色化，其工藝保障能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，運(yùn)行管理突出“智能、高效、綠色、高端”。建設(shè)的信息化、自動(dòng)化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的重要技術(shù)平臺(tái)。該項(xiàng)目在建設(shè)之初，即確定了智能制造的總體目標(biāo)，2018年該項(xiàng)目的一期一步工程基本建成投產(chǎn)。

2　協(xié)同融合是智能制造的關(guān)鍵

鋼鐵企業(yè)中物質(zhì)流是制造過(guò)程中被加工的主體，能量流是制造過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)力，信息流則是物質(zhì)流、能量流行為和外界環(huán)境信息的反映以及人為調(diào)控信息的總和^[1]。智能鋼鐵廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，構(gòu)建合理的物質(zhì)流、能量流為標(biāo)志的物理系統(tǒng)，同時(shí)導(dǎo)入信息流，以促進(jìn)物理系統(tǒng)的運(yùn)行效率。通過(guò)作為硬件的“物理系統(tǒng)”與作為軟件的“信息化”相互嵌入并融合。利用物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過(guò)程的可控性、減少人工干預(yù)，構(gòu)建一個(gè)高效節(jié)能、綠色環(huán)保、環(huán)境舒適的人性化工廠。

鋼鐵企業(yè)是傳統(tǒng)的制造業(yè)，內(nèi)部需要大量的資源協(xié)同，外部也需要與供應(yīng)鏈及上下游客戶緊密耦合。工業(yè)4.0時(shí)代，這種耦合與互聯(lián)網(wǎng)思維發(fā)生了相逢、融合之后，已產(chǎn)生共振，是智能制造的重要體現(xiàn)。山鋼集團(tuán)提出了在日照鋼鐵精品基地建設(shè)“智能制造夢(mèng)工廠”的宏偉目標(biāo)。它是以過(guò)程控制智能化、生產(chǎn)管控敏捷化、企業(yè)運(yùn)營(yíng)規(guī)范化、日常管理精益化、組織機(jī)構(gòu)扁平化為重點(diǎn)，充分利用最新的智能檢測(cè)、智能控制、專家模型、大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境下的前后工序、上下游企業(yè)及內(nèi)部業(yè)務(wù)流、信息流的協(xié)同、融合。

3　鋼鐵生產(chǎn)內(nèi)部的協(xié)同融合

傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的諸要素融合度不高，條塊化的專業(yè)界限明顯。譬如：生產(chǎn)、能源、物流、設(shè)備、安防等專業(yè)往往以部門為單位，各自為戰(zhàn)居多。其主要原因有兩個(gè)方面：一是信息化支撐能力不夠，數(shù)據(jù)共享不夠充分。二是部門利益影響，導(dǎo)致業(yè)務(wù)協(xié)同的力度不夠。日照鋼鐵精品基地在建設(shè)階段即充分考慮利用信息技術(shù)促進(jìn)各業(yè)務(wù)的融合，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1　多業(yè)務(wù)的協(xié)同融合

鋼鐵的智能制造不能停留在某個(gè)工序的自動(dòng)化，而是在各業(yè)務(wù)流和信息流之間達(dá)到充分協(xié)同。日照鋼鐵精品基地通過(guò)智能協(xié)同管控中心平臺(tái)，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采集內(nèi)部各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并與ERP、MES等信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將生產(chǎn)、能源、物流、安防等生產(chǎn)因素集中在協(xié)同管控中心統(tǒng)一管控，避免各自為戰(zhàn)，從而實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同管控的目標(biāo)。

將生產(chǎn)、能源、物流、設(shè)備、安防及視頻等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在MCS（多業(yè)務(wù)協(xié)同管理系統(tǒng)）集中展示，為調(diào)度長(zhǎng)全面了解各業(yè)務(wù)情況、綜合協(xié)同指揮提供支持。MCS打造四個(gè)平臺(tái)：信息管控平臺(tái)、應(yīng)急指揮平臺(tái)、在線指令平臺(tái)及數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。如圖1所示。

圖1  智能協(xié)同管控中心功能框架圖

3.2　數(shù)據(jù)的協(xié)同融合

數(shù)據(jù)是企業(yè)經(jīng)營(yíng)分析的重要因子，區(qū)別于傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)，在智能制造模式下，數(shù)據(jù)的協(xié)同尤為關(guān)鍵。日照鋼鐵精品基地從建設(shè)之初即秉持透明工廠的理念，消除信息孤島。在L1-L5級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)縱向的信息貫通。同時(shí)，自原料至成品，通過(guò)MES等信息系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了橫向的信息共享。這就為利用數(shù)據(jù)的經(jīng)營(yíng)體系奠定了基礎(chǔ)，為質(zhì)量、成本分析等企業(yè)核心生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)提供了支撐。圖2為通過(guò)L3級(jí)信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)至經(jīng)營(yíng)信息、從客戶訂單到銷售以及各工序間的信息共享。

圖2   L3級(jí)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享圖

3.3　組織的協(xié)同融合

日照鋼鐵精品基地按照以流程為中心的設(shè)計(jì)，在信息系統(tǒng)的支撐下，公司組織架構(gòu)共分為經(jīng)營(yíng)支援板塊、鋼鐵事業(yè)板塊和生產(chǎn)板塊。主要特點(diǎn)有：強(qiáng)化戰(zhàn)略、規(guī)劃功能，強(qiáng)化專業(yè)性，強(qiáng)化銷售組織。按照扁平化的理念推行一級(jí)調(diào)度、一級(jí)財(cái)務(wù)、一級(jí)人力資源等“集中一貫制”的管理模式。 “集中”是橫向的集中，是指同一類業(yè)務(wù)集中到一個(gè)部門；“一貫”是縱向的一貫，是指從頭到尾的一貫到底。綜合起來(lái)，集中一貫管理就是對(duì)同一類業(yè)務(wù)，由一個(gè)管理部門從業(yè)務(wù)發(fā)生到業(yè)務(wù)結(jié)束的全流程管理。“集中”不僅僅是職能集中、權(quán)力集中，責(zé)任卻留在下面的簡(jiǎn)單集中，而是權(quán)責(zé)對(duì)等的集中，是同一類業(yè)務(wù)職能和責(zé)任的同步集中。集中一貫管理具有以下優(yōu)點(diǎn)：專業(yè)化分工，效率高；責(zé)任清晰，漏洞少；合理高效配置人力資源；成本控制目標(biāo)容易實(shí)現(xiàn)。

對(duì)各部門強(qiáng)化企劃專業(yè)組織，提高戰(zhàn)略及企劃能力。如原料、設(shè)備、工具等戰(zhàn)略及管理職責(zé)落實(shí)到市場(chǎng)部。如圖3所示，將銷售及生產(chǎn)計(jì)劃的綜合戰(zhàn)略企劃落實(shí)至營(yíng)銷調(diào)整部（營(yíng)銷公司）；整體生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃的調(diào)整及控制歸屬為生產(chǎn)技術(shù)部。將分散到各部門的類似業(yè)務(wù)整合起來(lái)，確保專業(yè)能力。如將各部門采購(gòu)執(zhí)行業(yè)務(wù)，整合成專門采購(gòu)組織。

圖3  效率高的組織示例圖

3.4　面向市場(chǎng)的協(xié)同融合

日照鋼鐵精品基地緊緊圍繞“以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以客戶為中心、以訂單為驅(qū)動(dòng)的理念。在組織設(shè)計(jì)上搭建基于面向客戶的銷售組織，加強(qiáng)營(yíng)銷能力，面向各客戶產(chǎn)業(yè)群組成營(yíng)銷組織，加強(qiáng)差別化、專業(yè)化的營(yíng)銷能力。另一方面，如圖4所示，在信息化建設(shè)上改變了傳統(tǒng)的ERP和MES的分工理念，單獨(dú)構(gòu)建Marketing系統(tǒng)，將銷售與生產(chǎn)的信息化應(yīng)用系統(tǒng)集成建設(shè)，真正實(shí)現(xiàn)銷產(chǎn)一體化。在Marketing系統(tǒng)中集成管理銷售與生產(chǎn)計(jì)劃，加強(qiáng)客戶為中心的企劃功能。為加強(qiáng)客戶質(zhì)量應(yīng)對(duì)能力，將生產(chǎn)計(jì)劃及質(zhì)量設(shè)計(jì)也劃歸銷售部門。

圖4  面向市場(chǎng)的信息化功能框圖

銷售部門整合制定銷售生產(chǎn)計(jì)劃，并最小化計(jì)劃之間的不一致，縮短交貨期。由生產(chǎn)部門綜合管理工序間的一級(jí)生產(chǎn)管控，縮減工序間的半成品庫(kù)存及生產(chǎn)所需時(shí)間。

3.5　協(xié)同融合與集約化生產(chǎn)

在日照鋼鐵精品基地的設(shè)計(jì)中，對(duì)連續(xù)生產(chǎn)區(qū)域（如焦化、原料、煉鐵等工序）具備在一個(gè)中央控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)主、輔工藝集中管控的技術(shù)條件。輔助工藝設(shè)施如空壓站、液壓站、膠帶機(jī)、泵站、煤氣混合站、煤氣柜等配合視頻聯(lián)動(dòng)和音頻報(bào)警等多媒體支持技術(shù)，具備“現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守管理”的條件。對(duì)于大型堆取料機(jī)、庫(kù)區(qū)行車等大型機(jī)電一體化設(shè)備，可運(yùn)用精確定位、無(wú)線通訊技術(shù)并與制造執(zhí)行系統(tǒng)的計(jì)劃、庫(kù)存管理緊密配合，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。深化應(yīng)用模型、專家系統(tǒng)等進(jìn)一步提高控制精度，降低故障率，減少生產(chǎn)成本，構(gòu)建集約化生產(chǎn)平臺(tái)。

4　鋼鐵產(chǎn)業(yè)的外部協(xié)同融合

在完成內(nèi)部協(xié)同的同時(shí)，日照鋼鐵精品基地正在從關(guān)注產(chǎn)品逐漸轉(zhuǎn)至“產(chǎn)品+服務(wù)”并重的格局，開(kāi)始陸續(xù)實(shí)施外部協(xié)同融合的工作。在傳統(tǒng)供應(yīng)鏈及客戶關(guān)系管理的基礎(chǔ)上，電子商務(wù)、智慧物流等能更好、更快地支持鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化服務(wù)創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)營(yíng)和營(yíng)銷模式的轉(zhuǎn)變。計(jì)劃通過(guò)電商平臺(tái)，甚至是公用云平臺(tái)上獲得訂單，通過(guò)內(nèi)部信息化系統(tǒng)進(jìn)行訂單評(píng)估、分解，形成生產(chǎn)、作業(yè)計(jì)劃，下發(fā)至自動(dòng)化系統(tǒng)完成生產(chǎn)。同時(shí)制造、物流、質(zhì)量信息也可由內(nèi)部信息系統(tǒng)及時(shí)與客戶進(jìn)行交互，在服務(wù)上更貼近客戶。在供應(yīng)鏈上也是如此，原燃料、設(shè)備的采購(gòu)、物流、評(píng)估乃至設(shè)備全生命周期管理都通過(guò)信息系統(tǒng)與客戶進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，成本、質(zhì)量的精細(xì)化管理已不再是艱難的事情^[2-3]。

在銷售模式方面，由傳統(tǒng)的銷售模式向在線銷售轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)一體化營(yíng)銷管理、快速定價(jià)和一站式服務(wù)如圖5所示，主要解決以下三類問(wèn)題：一是售價(jià)追趕速度慢。二是產(chǎn)銷矛盾突出。生產(chǎn)組織不能適應(yīng)小批量快節(jié)奏交貨、配送到終端、持續(xù)質(zhì)量穩(wěn)定等市場(chǎng)化要求。三是客戶滿意率低。售前客戶詢單及差異化需求響應(yīng)速度慢，銷售渠道沒(méi)有有效管理，售后服務(wù)和問(wèn)題處理客戶滿意率低。為解決這三類問(wèn)題，應(yīng)充分利用新技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)資源，打造智能電子商務(wù)平臺(tái)，形成互聯(lián)網(wǎng)+電子商務(wù)格局，對(duì)與市場(chǎng)和客戶直接相關(guān)的、企業(yè)價(jià)值鏈上的業(yè)務(wù)流程實(shí)施創(chuàng)造，加強(qiáng)營(yíng)銷內(nèi)部及營(yíng)銷與生產(chǎn)之間的銜接，提高對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力^[4]。

圖5  擬實(shí)施的銷售協(xié)同平臺(tái)功能框圖

在采購(gòu)方面，日照鋼鐵精品基地的供應(yīng)商管理還存在供應(yīng)商資源共享困難，供應(yīng)商管理決策人為化、業(yè)務(wù)運(yùn)作不透明、流程控制不規(guī)范等問(wèn)題，已不能滿足內(nèi)外部用戶對(duì)采購(gòu)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效統(tǒng)一管控，為推動(dòng)供應(yīng)鏈管理轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)采購(gòu)業(yè)務(wù)管理改善，擬實(shí)施供應(yīng)商管理系統(tǒng)建設(shè)，主要功能如圖5所示。

通過(guò)規(guī)范供應(yīng)商管理流程，構(gòu)建統(tǒng)一規(guī)范的供應(yīng)商認(rèn)證平臺(tái)。通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行黑名單和供方退出，降低業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，用分級(jí)評(píng)估結(jié)果推動(dòng)供應(yīng)商結(jié)構(gòu)改善，提升業(yè)務(wù)溝通效率。重要信息及時(shí)發(fā)布、充分溝通。拓寬供應(yīng)商意見(jiàn)反饋渠道。加快核心業(yè)務(wù)協(xié)同，提升處理效率。通過(guò)陽(yáng)光尋源降低采購(gòu)成本，規(guī)范尋源過(guò)程中的尋源方式、供方范圍、評(píng)委選擇，建立優(yōu)質(zhì)資源的采購(gòu)目錄、構(gòu)建全面的資源共享平臺(tái)。通過(guò)系統(tǒng)評(píng)價(jià)供應(yīng)商績(jī)效，供應(yīng)商反向評(píng)價(jià)供應(yīng)鏈從業(yè)人員，以績(jī)效管理拉動(dòng)業(yè)務(wù)改善、優(yōu)勝劣汰。

擬實(shí)施的采購(gòu)協(xié)同平臺(tái)功能框圖如圖6所示。

圖6  擬實(shí)施的采購(gòu)協(xié)同平臺(tái)功能框圖

5　協(xié)同融合與頂層設(shè)計(jì)

日照鋼鐵精品基地不僅要有先進(jìn)的裝備和技術(shù)，也要有科學(xué)的管理流程，2015年11月，山鋼集團(tuán)日照公司開(kāi)展了“管理流程創(chuàng)造暨信息化頂層設(shè)計(jì)咨詢服務(wù)”項(xiàng)目。該項(xiàng)目是對(duì)未來(lái)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)階段的管理流程和信息化系統(tǒng)進(jìn)行超前規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，是智能制造的重點(diǎn)工作之一。歷經(jīng)半年的時(shí)間，設(shè)計(jì)出大流程11項(xiàng)，中流程84項(xiàng)，小流程315項(xiàng)。流程先行，為信息化的建設(shè)指明了方向。

在推進(jìn)智能制造的過(guò)程中，業(yè)務(wù)流程的創(chuàng)新（PI）與信息化的建設(shè)是相輔相成的，但孰先孰后，存在諸多爭(zhēng)執(zhí)。日照鋼鐵精品基地是一個(gè)全新的工廠，在建設(shè)信息化時(shí)，按照智能制造的理念，摒棄了傳統(tǒng)的 “流程再造”（BPR），而采用了“流程創(chuàng)造”（BPC）的模式。首先設(shè)計(jì)出面向鋼鐵企業(yè)最佳業(yè)務(wù)實(shí)踐的流程和有效使用流程及信息化系統(tǒng)的組織，在此基礎(chǔ)上再搭建支持最佳流程的信息化系統(tǒng)，其邏輯關(guān)系如圖7所示。由此可見(jiàn)，協(xié)同融合并不是強(qiáng)制性的拼湊，而是有機(jī)的融合，要做到信息流、物質(zhì)流、資金流 “三流融合”的基礎(chǔ)工作是先行開(kāi)展頂層設(shè)計(jì)。^[5]

圖7  流程設(shè)計(jì)與信息化建設(shè)的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

6　結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家供給側(cè)改革總體方針指導(dǎo)下，鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)工作任重道遠(yuǎn)。智能制造將是轉(zhuǎn)型升級(jí)工作中的重要落足點(diǎn)，也是我國(guó)鋼鐵行業(yè)充分利用信息化實(shí)現(xiàn)“彎道超車”的重大機(jī)遇^[6]。實(shí)施智能制造不僅僅是采用一些先進(jìn)的信息技術(shù)，更重要的是促進(jìn)信息化與內(nèi)部生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)以及外部產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同，這也是兩化深度融合的重要體現(xiàn)。日照鋼鐵精品基地在鋼鐵企業(yè)智能制造工作上進(jìn)行了一些有益的嘗試，為我國(guó)鋼鐵企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)工作提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：

范鹍（1974-），男，山東高密人，高級(jí)工程師，碩士。現(xiàn)就職于山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司，主要研究方向?yàn)殇撹F企業(yè)信息化、自動(dòng)化技術(shù)。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2018年8月刊