摘要：钢铁企业中信息系统与生产经营业务之间的协同融合是推进智能制造的重要工作。本文通过日照钢铁精品基地智能制造过程中的具体实践，介绍了钢铁企业生产经营业务与信息技术的协同融合，在钢铁生产内部协同融合的具体实践，以及外部产业链协同融合的发展方向。文章还简要介绍了推进协同融合工作的经验。

关键词：智能制造；系统融合；产业协同；集约生产

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

在以工业4.0、“互联网+”等为代表的信息技术新浪潮下，信息化、自动化正从单纯提高劳动生产率、控制精度向智能化迈进。所谓智能化有两方面的含义：一是采用人工智能的方法、理论和技术，二是具有“拟人智能”的特性或功能，例如自适应、自学习、自校正、自协调、自组织、自诊断、自修复等。

日照钢铁精品基地项目是我国钢铁产业结构调整试点工作的重要组成部分，是山东省钢铁产业结构调整的重要内容。产品定位高端，突出高质量、高性能、轻量化、绿色化，其工艺保障能力达到国际先进水平，运行管理突出“智能、高效、绿色、高端”。建设的信息化、自动化系统是实现智能生产经营的重要技术平台。该项目在建设之初，即确定了智能制造的总体目标，2018年该项目的一期一步工程基本建成投产。

2　协同融合是智能制造的关键

钢铁企业中物质流是制造过程中被加工的主体，能量流是制造过程中的驱动力，信息流则是物质流、能量流行为和外界环境信息的反映以及人为调控信息的总和^[1]。智能钢铁厂是在数字化工厂的基础上，构建合理的物质流、能量流为标志的物理系统，同时导入信息流，以促进物理系统的运行效率。通过作为硬件的“物理系统”与作为软件的“信息化”相互嵌入并融合。利用物联网和服务互联网技术清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少人工干预，构建一个高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。

钢铁企业是传统的制造业，内部需要大量的资源协同，外部也需要与供应链及上下游客户紧密耦合。工业4.0时代，这种耦合与互联网思维发生了相逢、融合之后，已产生共振，是智能制造的重要体现。山钢集团提出了在日照钢铁精品基地建设“智能制造梦工厂”的宏伟目标。它是以过程控制智能化、生产管控敏捷化、企业运营规范化、日常管理精益化、组织机构扁平化为重点，充分利用最新的智能检测、智能控制、专家模型、大数据等信息化技术，实现互联网生态环境下的前后工序、上下游企业及内部业务流、信息流的协同、融合。

3　钢铁生产内部的协同融合

传统的钢铁企业生产经营的诸要素融合度不高，条块化的专业界限明显。譬如：生产、能源、物流、设备、安防等专业往往以部门为单位，各自为战居多。其主要原因有两个方面：一是信息化支撑能力不够，数据共享不够充分。二是部门利益影响，导致业务协同的力度不够。日照钢铁精品基地在建设阶段即充分考虑利用信息技术促进各业务的融合，主要表现在以下几个方面。

3.1　多业务的协同融合

钢铁的智能制造不能停留在某个工序的自动化，而是在各业务流和信息流之间达到充分协同。日照钢铁精品基地通过智能协同管控中心平台，利用“互联网+”的理念，通过统一网络平台采集内部各业务系统的数据，并与ERP、MES等信息系统进行数据交互，将生产、能源、物流、安防等生产因素集中在协同管控中心统一管控，避免各自为战，从而实现各业务系统协同管控的目标。

将生产、能源、物流、设备、安防及视频等系统的数据在MCS（多业务协同管理系统）集中展示，为调度长全面了解各业务情况、综合协同指挥提供支持。MCS打造四个平台：信息管控平台、应急指挥平台、在线指令平台及数据共享平台。如图1所示。

图1  智能协同管控中心功能框架图

3.2　数据的协同融合

数据是企业经营分析的重要因子，区别于传统的钢铁生产，在智能制造模式下，数据的协同尤为关键。日照钢铁精品基地从建设之初即秉持透明工厂的理念，消除信息孤岛。在L1-L5级自动化系统能够实现纵向的信息贯通。同时，自原料至成品，通过MES等信息系统也实现了横向的信息共享。这就为利用数据的经营体系奠定了基础，为质量、成本分析等企业核心生产经营业务提供了支撑。图2为通过L3级信息化系统，实现现场至经营信息、从客户订单到销售以及各工序间的信息共享。

图2   L3级信息系统数据共享图

3.3　组织的协同融合

日照钢铁精品基地按照以流程为中心的设计，在信息系统的支撑下，公司组织架构共分为经营支援板块、钢铁事业板块和生产板块。主要特点有：强化战略、规划功能，强化专业性，强化销售组织。按照扁平化的理念推行一级调度、一级财务、一级人力资源等“集中一贯制”的管理模式。 “集中”是横向的集中，是指同一类业务集中到一个部门；“一贯”是纵向的一贯，是指从头到尾的一贯到底。综合起来，集中一贯管理就是对同一类业务，由一个管理部门从业务发生到业务结束的全流程管理。“集中”不仅仅是职能集中、权力集中，责任却留在下面的简单集中，而是权责对等的集中，是同一类业务职能和责任的同步集中。集中一贯管理具有以下优点：专业化分工，效率高；责任清晰，漏洞少；合理高效配置人力资源；成本控制目标容易实现。

对各部门强化企划专业组织，提高战略及企划能力。如原料、设备、工具等战略及管理职责落实到市场部。如图3所示，将销售及生产计划的综合战略企划落实至营销调整部（营销公司）；整体生产运营计划的调整及控制归属为生产技术部。将分散到各部门的类似业务整合起来，确保专业能力。如将各部门采购执行业务，整合成专门采购组织。

图3  效率高的组织示例图

3.4　面向市场的协同融合

日照钢铁精品基地紧紧围绕“以市场为导向、以客户为中心、以订单为驱动的理念。在组织设计上搭建基于面向客户的销售组织，加强营销能力，面向各客户产业群组成营销组织，加强差别化、专业化的营销能力。另一方面，如图4所示，在信息化建设上改变了传统的ERP和MES的分工理念，单独构建Marketing系统，将销售与生产的信息化应用系统集成建设，真正实现销产一体化。在Marketing系统中集成管理销售与生产计划，加强客户为中心的企划功能。为加强客户质量应对能力，将生产计划及质量设计也划归销售部门。

图4  面向市场的信息化功能框图

销售部门整合制定销售生产计划，并最小化计划之间的不一致，缩短交货期。由生产部门综合管理工序间的一级生产管控，缩减工序间的半成品库存及生产所需时间。

3.5　协同融合与集约化生产

在日照钢铁精品基地的设计中，对连续生产区域（如焦化、原料、炼铁等工序）具备在一个中央控制室内实现主、辅工艺集中管控的技术条件。辅助工艺设施如空压站、液压站、胶带机、泵站、煤气混合站、煤气柜等配合视频联动和音频报警等多媒体支持技术，具备“现场无人值守管理”的条件。对于大型堆取料机、库区行车等大型机电一体化设备，可运用精确定位、无线通讯技术并与制造执行系统的计划、库存管理紧密配合，实现无人操作。深化应用模型、专家系统等进一步提高控制精度，降低故障率，减少生产成本，构建集约化生产平台。

4　钢铁产业的外部协同融合

在完成内部协同的同时，日照钢铁精品基地正在从关注产品逐渐转至“产品+服务”并重的格局，开始陆续实施外部协同融合的工作。在传统供应链及客户关系管理的基础上，电子商务、智慧物流等能更好、更快地支持钢铁企业现代化服务创新，从而实现了经营和营销模式的转变。计划通过电商平台，甚至是公用云平台上获得订单，通过内部信息化系统进行订单评估、分解，形成生产、作业计划，下发至自动化系统完成生产。同时制造、物流、质量信息也可由内部信息系统及时与客户进行交互，在服务上更贴近客户。在供应链上也是如此，原燃料、设备的采购、物流、评估乃至设备全生命周期管理都通过信息系统与客户进行实时交互，成本、质量的精细化管理已不再是艰难的事情^[2-3]。

在销售模式方面，由传统的销售模式向在线销售转化，重点实现一体化营销管理、快速定价和一站式服务如图5所示，主要解决以下三类问题：一是售价追赶速度慢。二是产销矛盾突出。生产组织不能适应小批量快节奏交货、配送到终端、持续质量稳定等市场化要求。三是客户满意率低。售前客户询单及差异化需求响应速度慢，销售渠道没有有效管理，售后服务和问题处理客户满意率低。为解决这三类问题，应充分利用新技术和互联网资源，打造智能电子商务平台，形成互联网+电子商务格局，对与市场和客户直接相关的、企业价值链上的业务流程实施创造，加强营销内部及营销与生产之间的衔接，提高对市场的快速响应能力^[4]。

图5  拟实施的销售协同平台功能框图

在采购方面，日照钢铁精品基地的供应商管理还存在供应商资源共享困难，供应商管理决策人为化、业务运作不透明、流程控制不规范等问题，已不能满足内外部用户对采购业务进行有效统一管控，为推动供应链管理转型，实现采购业务管理改善，拟实施供应商管理系统建设，主要功能如图5所示。

通过规范供应商管理流程，构建统一规范的供应商认证平台。通过系统进行黑名单和供方退出，降低业务风险，用分级评估结果推动供应商结构改善，提升业务沟通效率。重要信息及时发布、充分沟通。拓宽供应商意见反馈渠道。加快核心业务协同，提升处理效率。通过阳光寻源降低采购成本，规范寻源过程中的寻源方式、供方范围、评委选择，建立优质资源的采购目录、构建全面的资源共享平台。通过系统评价供应商绩效，供应商反向评价供应链从业人员，以绩效管理拉动业务改善、优胜劣汰。

拟实施的采购协同平台功能框图如图6所示。

图6  拟实施的采购协同平台功能框图

5　协同融合与顶层设计

日照钢铁精品基地不仅要有先进的装备和技术，也要有科学的管理流程，2015年11月，山钢集团日照公司开展了“管理流程创造暨信息化顶层设计咨询服务”项目。该项目是对未来生产运营阶段的管理流程和信息化系统进行超前规划和顶层设计，是智能制造的重点工作之一。历经半年的时间，设计出大流程11项，中流程84项，小流程315项。流程先行，为信息化的建设指明了方向。

在推进智能制造的过程中，业务流程的创新（PI）与信息化的建设是相辅相成的，但孰先孰后，存在诸多争执。日照钢铁精品基地是一个全新的工厂，在建设信息化时，按照智能制造的理念，摒弃了传统的 “流程再造”（BPR），而采用了“流程创造”（BPC）的模式。首先设计出面向钢铁企业最佳业务实践的流程和有效使用流程及信息化系统的组织，在此基础上再搭建支持最佳流程的信息化系统，其逻辑关系如图7所示。由此可见，协同融合并不是强制性的拼凑，而是有机的融合，要做到信息流、物质流、资金流 “三流融合”的基础工作是先行开展顶层设计。^[5]

图7  流程设计与信息化建设的对应关系图

6　结束语

在国家供给侧改革总体方针指导下，钢铁行业的转型升级工作任重道远。智能制造将是转型升级工作中的重要落足点，也是我国钢铁行业充分利用信息化实现“弯道超车”的重大机遇^[6]。实施智能制造不仅仅是采用一些先进的信息技术，更重要的是促进信息化与内部生产经营以及外部产业链的协同，这也是两化深度融合的重要体现。日照钢铁精品基地在钢铁企业智能制造工作上进行了一些有益的尝试，为我国钢铁企业的转型升级工作提供了可以借鉴的经验。

作者简介：

范鹍（1974-），男，山东高密人，高级工程师，硕士。现就职于山东钢铁集团日照有限公司，主要研究方向为钢铁企业信息化、自动化技术。

参考文献：

[1] 殷瑞钰. 关于智能化钢厂的讨论——从物理系统一侧出发讨论钢厂智能化[J]. 钢铁, 2017, 52 ( 6 ) : 1.

[2] 陶永, 等. 基于“互联网+”的制造业全生命周期设计、制造、服务一体化[J]. 科技导报, 2016, 34 ( 4 ) : 45.

[3] 郭朝晖. 钢铁行业与工业4.0[J]. 冶金自动化, 2015, 39 ( 4 ) : 7 - 11.

[4] 朱进. 论钢铁企业智能制造的三种集成模式[C]. 2016互联网+与钢铁工业智能制造高峰论坛论文集, 2016.

[5] 李鸿儒, 等. 钢铁生产智能制造顶层设计的探讨[C]. 第十一届中国钢铁年会论文集, 2017.

[6] 郭俊国. 2016（第五届）中国钢铁技术经济高端论坛召开——建平台，促融合，打造“服务型钢铁”[N]. 中国冶金报，2016-9-14.

摘自《自动化博览》2018年8月刊