在过去,谈到钢铁行业,人们脑海中产生的第一印象可能是:工厂内一条条传送带将焦炭、烧结矿和球团等原料投入到高炉中,厂房外一个个耸立的烟囱向外排放着滚滚黑烟……实际上,随着各种信息技术应用,国内钢铁行业早已开启绿色低碳之路。在今年两会和“十四五”规划中,“碳中和”与“碳达峰”被列为重点工作,国家甚至制定了全球最严格的环境保护标准,全面落实超低排放。

在5月17日举办的华为中国生态大会2021期间,以“合作共赢,共筑钢铁智能化”为主题的智慧钢铁闭门会议同期举行,来自全国的钢铁企业代表、供应商代表、高校及科研机构专家,从科技创新发展、能源结构改善、产业生态建设各个维度,深入探讨了未来钢铁工业演进之路。会后,冶金工业规划研究院李新创书记、中国钢铁工业协会科技发展部姜尚清主任和华为中国政企矿业冶金系统部胡罡部长接受了记者采访,就国内钢铁行业数字化转型趋势、ICT技术应用场景、绿色低碳发展方向等话题展开了深入交流。

转型升级,信息技术与生产过程走向深度融合

“十三五”时期,我国钢铁工业深入推进供给侧结构性改革,化解过剩产能取得显著成效,产业结构更加合理,钢铁行业节能减排、绿色转型、智能制造等取得积极进展,有效支撑了中国经济社会健康发展。

面对今年国内钢铁市场,李新创书记介绍,钢铁价格整体有所上升,社会库存相对较低,今年也将成为钢铁行业深化供给侧结构性改革的重要一年。李新创书记表示“碳中和”、“碳达峰”、“兼并重组”都将成为今年钢铁行业相关的高频词。这其中,信息技术与钢铁行业的深度融合,则是钢铁行业实现高质量发展、提高竞争力的重要引擎。

在姜尚清主任看来,钢铁行业和华为等信息技术厂商,其合作关系将进一步深化。“正如华为中国政企业务总裁吴辉在大会上提出的,钢铁企业需要包括华为在内的信息技术厂商扮演‘架桥工’与‘修路人’,共同跨越新数字鸿沟。”姜尚清主任介绍这有两方面的原因,一方面,信息技术厂商不了解钢铁企业工艺与流程,缺乏行业know-how,可能导致新兴技术落地缓慢;另一方面,钢铁企业没有对最新技术的前沿洞察,不了解如何应用新兴技术支撑业务转型升级。

“这也是为什么中国钢铁工业协会吸收华为加入的原因。”姜尚清主任表示目前我国钢铁发展“四世同堂”,工业机械化、电气化、自动化、信息化并存,不同企业发展差异大,像宝钢等先进企业已达全球领先水平,但还有大批钢铁企业仍然处于智能化起步阶段,并且钢铁企业内部不同产线间的先进性也差异巨大。因此,钢铁企业与信息技术厂商必须跨越数字鸿沟,携手朝着深度融合的方向发展。

李新创书记同样认为钢铁企业数字化、智能化升级仍有巨大空间。例如在互联互通方面,钢厂工业设备种类繁多,应用场景多种多样,每天产生的大量生产工艺数据、经营管理数据和外部市场数据,繁杂不一、标准各异、存储不一,数据孤岛成了限制生产力发展和提高效率的关键问题。通过和华为合作进行设备联网和智能化改造,实时收集设备运行数据,可以改善生产管理,打破地域限制和信息孤岛,与生产现场深度融合。

此外,由于钢铁产业链条长,数据互联互通的重要性不仅体现在钢铁企业内部,还需要通过平台化的方式,以数据为纽带建立产业协同生态圈,打造最具效益的钢铁产业价值链。“对标钢铁企业,要实现耐火材料、铁合金、焦化等产业上下游协同的数字化转型,向整体的人、机、物全面互联的数字工业发展。”李新创书记总结道。

深耕场景,华为打造智能化应用最佳实践

《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》提出,要将创新驱动、智能制造和服务型制造三者有机结合起来,推进钢铁工业有效供给水平的提高。“华为希望从最擅长的地方入手,赋能钢铁行业发展。”华为中国政企矿业冶金系统部部长胡罡介绍面对传统钢铁行业存在着生产效率低、能源消耗多、质量管控难和运营成本高等问题,通过打造统一的数字平台,实现对生产制造、质量分析、能源优化和设备运维的智能化,帮助钢铁企业实现“提质、降本、增效”的发展目标。特别是近年来,华为深入钢铁行业现场与行业专家们协同创新,将联接、云和AI等技术融入钢铁实际生产场景,与伙伴一起打造了5G智慧天车、AI表检、废钢判级等方案,并在宝武、河钢、湘钢、柳钢等钢铁企业实现落地或创新验证。

01以5G为代表的技术应用落地

5G作为“新基建”七大领域之首,是万物互联的新引擎,发挥5G技术“增强移动宽带”、“高可靠低时延连接”、“海量物联”这三大优势,可以为钢铁企业打造低时延、高可靠的基础网络。华为中国政企矿业冶金系统部部长胡罡举例,在钢铁行业,天车是一个重要装备,然而天车岗位存在高温、噪声等环境影响,还易因连续作业,引发人为操作失误,有可能导致安全或生产事故。此外,天车岗位分散,管理困难。对此,华为联合湖南移动在华菱湘钢打造了基于5G的天车远程控制、无人控制解决方案,让操作人员在舒适的办公室内就能完成对天车的各项操控,不仅改善了员工的工作环境,还大幅提高作业效率。

02钢材表面检测

传统的钢材表面检测采用人工,存在误检率高、纠纷多等问题。华为通过AI视觉检测技术替代人工完成钢材表面质检工作,不仅提升了质检精准度,还提升了质检环节效率,带来了信息集成与留存明显等优势,为将来进一步提升钢铁生产质量打下了数据基础。

03废钢定级

一直以来钢铁企业都强调通过废钢重复利用,实现节能环保,但中国废钢利用率远低于世界水平。究其原因,除了废钢量相对少之外,废钢定级难也一直制约着废钢利用的规模推广。我国废钢来源复杂,种类繁多、料型不一,现有定级主要靠质检员肉眼识别,难以量化和标准化。华为通过AI深度学习算法和智能识别技术,不仅排除了人为定级的主观干扰,还可以不断迭代自学习,持续提升定级精度。

华为中国政企矿业冶金系统部部长胡罡介绍通过与钢铁企业之间的全面合作,华为深入到钢铁企业生产的全流程,在“一张网”、“一朵云”和“一个平台”的关键能力支撑下,与合作伙伴联合推出了包括生产集控、产品质检、预测性维护、能源管控、智慧物流、智慧园区等一系列钢铁行业的数字化转型解决方案,助力钢铁企业进行实现数字化转型升级。

华为钢铁行业产品全景图

绿色低碳,携手推动钢铁企业高质量发展

2020年9月22日,在第七十五届联合国大会上我国提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现“碳中和”。钢铁作为世界各国关注的重点碳排放行业,碳减排是钢铁行业应对气候变化最重要的举措。从全球范围看,2019年全球钢铁工业碳排放量约28亿吨/年,占全球能源系统排放量的8%左右,中国钢铁工业碳排放量贡献了全球钢铁碳排放总量的60%以上,占全国碳排放总量的15%左右,是我国碳排放量最高的行业之一,也是碳减排的重中之重。

“国家对钢铁行业绿色低碳发展非常重视,正在实施世界钢铁发展史上最大规模的产能更新计划,推行世界上最为严苛的污染物排放标准。”李新创书记介绍2020年钢铁协会统计会员生产企业吨钢耗新水、吨钢二氧化硫等排放量均同比下降,其中吨钢二氧化硫、吨钢烟粉尘和吨钢氮氧化物排放量同比分别下降18.11%、17.06%和17.31%。机遇与挑战并存,部分钢铁企业顺势而为,已完成超低排放改造和评估监测工作,达到超低排放A级。

在这场蓝天保卫战中,李新创书记强调不能采用简单的“淘汰”方式,毕竟我国经济发展还离不开钢铁产品的支撑,钢产量短期内难以大幅下降。而是应该以科学的方式强化源头、严格过程、优化末端,通过结构调整和源头控制,强调“超低改造、达标治理、淘汰落后”协同进行,推动行业整体转型升级,实现绿色制造、低碳制造。

对于钢铁企业自身而言,IoT、联接、AI等新兴技术不仅是改善生产工艺的核心引擎,更是企业绿色低碳发展的重要手段。以能源管控为例,华为与合作伙伴合作,通过工业互联网、大数据以及人工智能等技术,为钢铁企业打造能效可视、能效可控以及能效可优的能源管控解决方案,实现节能减排和绿色生产。

华为通过能源管控助力钢铁企业绿色生产

可以预见的是,绿色低碳不仅是应对气候变化工作提出的要求,更是对钢铁行业未来高质量发展和生态环境高水平保护提出的明确要求。这其中,开发低碳冶炼工艺、发展清洁能源、实施节能改造不仅是钢铁企业一家之事,更需要包括信息技术厂商在内的全产业链共同参与。华为中国政企矿业冶金系统部部长胡罡表示,未来,华为也将和钢铁行业整合优势、共享经验,以先进理念和创新技术为行业企业用户提供精准优质的专业技术和服务,助力我国钢铁行业迈向智能制造、绿色低碳新时代。