【中國耐火材料網(wǎng)】
隨著經(jīng)濟全球化及信息化技術的快速發(fā)展，傳統(tǒng)制造行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)， 歐美等發(fā)達國家相繼提出“再工業(yè)化”“工業(yè) 4.0”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的戰(zhàn)略，積極推動工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，促進經(jīng)濟發(fā)展。 我國在 2015 年也提出了 “中國制造 2025” 的戰(zhàn)略舉措，部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略。 圍繞這一戰(zhàn)略目標，“中國制造 2025”規(guī)劃中把“推進信息化與工業(yè)化深度融合”，即“兩化融合”作為九大戰(zhàn)略任務和重點之一， 提出要加快推動新一代信息技術與制造技術的融合發(fā)展， 把智能制造作為兩化融合的主攻方向，推進制造過程智能化，在重點領域試點建設智能工廠/數(shù)字化車間。 未來全球的制造業(yè)都將會迎來以智能制造、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等為核心的第四次工業(yè)革命。作為鋼鐵行業(yè)的必備產(chǎn)業(yè)，耐火材料同樣更應響應國家號召，順應時代潮流。
1 耐火材料的生產(chǎn)工藝智能裝備現(xiàn)狀及機遇
傳統(tǒng)的耐火材料行業(yè)屬于典型的勞動密集型企業(yè)，與世界先進企業(yè)相比較，我國耐火材料行業(yè)存在較多問題。 表現(xiàn)為以下幾方面：(1)技術裝備水平低，多需要借助進口設備;(2)關鍵技術存在瓶頸，功能、特種、節(jié)能、長壽、環(huán)境友好型耐火材料比例較低;(3)污染大，環(huán)保技術水平低;(4)產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動化程度低，對產(chǎn)品質(zhì)量的人為影響因子高;(5)企業(yè)管理信息化水平低。
隨著中國制造 2025 浪潮的沖擊，我國耐火材料企業(yè)通過不斷地對外學習、交流，陸續(xù)在國內(nèi)看到了自動化配料生產(chǎn)線、自動打磚機、自動液壓機、自動稱量系統(tǒng)、自動碼磚機器人、自動在線檢測等身影。通過這些智能設備的引進， 在一定程度上提高和促進了我國耐火材料智能制造的發(fā)展。 但對生產(chǎn)過程中自動化設備之間信息的銜接及各相關工藝參數(shù)等大數(shù)據(jù)的提取和應用仍存在不足。瑞泰馬鋼公司 2018 年率先將智能立體庫引入到耐火材料行業(yè)，在引入智能生產(chǎn)裝備的同時，又將數(shù)字信息化系統(tǒng)、可視化系統(tǒng)引入到生產(chǎn)系統(tǒng)，真正實現(xiàn)從原料到成品設備的全自動化生產(chǎn)， 進一步實現(xiàn)了各設備之間信息參數(shù)的交互提取及應用。
2 耐火材料智能制造技術水平的影響因素
圍繞智能制造強國戰(zhàn)略， 瑞泰馬鋼公司就如何實現(xiàn)耐火材料生產(chǎn)的自動化、 智能化及生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的提取及應用進行了應有的探索及實踐。 結(jié)合瑞泰馬鋼公司在智能制造探索道路上的實踐， 筆者從以下四個方面介紹影響耐火材料智能制造技術水平的主要因素。
2.1 智能裝備的技術水平
要實現(xiàn)耐火材料智能化生產(chǎn)首先離不開智能裝備。 智能裝備從原料開始可以有智能立體庫、AGV智能小車、全自動配料混碾系統(tǒng)、恒溫恒濕庫、自動液壓機、智能環(huán)保設備、智能包裝設備、智能檢測設備等。 然而智能裝備技術水平也是良莠不齊，只有優(yōu)秀的、 合適的智能裝備才能對耐火材料智能化生產(chǎn)錦上添花，才更能激發(fā)智能化生產(chǎn)新的思路。
以原料倉庫管理為例， 傳統(tǒng)的耐火材料企業(yè)原料倉庫管理一般為節(jié)約空間， 相同產(chǎn)品噸包袋層層疊放， 一旦堆放時間較長就會導致部分細粉原料板結(jié)，在使用過程中造成產(chǎn)品質(zhì)量波動。 另外原料的轉(zhuǎn)運和輸送也一定程度降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率。
引入智能立體庫后， 在充分利用立體空間的同時，為進一步實現(xiàn)倉儲管理的智能化，對所有原材料進行科學編碼，所有原料均有自己獨立位置，唯一的編碼，相互之間互不影響，從原料到貨，到上架、揀貨、補貨、發(fā)貨、盤點，精準原料在倉儲內(nèi)的每一流程，每一動作。 另外還可方便地對庫存貨物的批次、保質(zhì)期等進行管理。 進一步利用 SNHGES 系統(tǒng)的庫位管理功能，及時掌握所有庫存貨物當前所在位置。徹底改變了傳統(tǒng)耐火材料的原料倉庫管理模式，真正實現(xiàn)倉儲原料的智能化管理。 原料智能倉儲立體庫見圖 1。
圖 1 原料智能倉儲立體庫現(xiàn)場圖
2.2 信息化與智能裝備融合
由于不同的智能裝備均有其固定的軟件及技術支撐，裝備與裝備之間在協(xié)作時往往會產(chǎn)生干擾，甚至相互之間制約，由于智能裝備的通訊協(xié)議種類多，標準不統(tǒng)一，如果能充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的智能聯(lián)動，則有利于智能化生產(chǎn)，反之不利于智能化生產(chǎn)。因此實現(xiàn)智能裝備的協(xié)作與集成是智能制造技術突破的關鍵。
以全自動生產(chǎn)配料系統(tǒng)為例說明， 為實現(xiàn)全自動生產(chǎn)，首先考慮智能裝備之間的無縫集成，將智能倉儲、自動配料系統(tǒng)、混碾系統(tǒng)、智能小車通過信號及數(shù)據(jù)進行連接，形成合理的聯(lián)動模式;其次配料系統(tǒng)和制造集成系統(tǒng)的集成， 接收配料作業(yè)計劃和利用自動配料算法進行全自動配料， 同時返回配料實際作為成本核算的數(shù)據(jù)依據(jù)，與過程控制系統(tǒng)、資源計劃系統(tǒng)等信息系統(tǒng)實現(xiàn)高度集成。
2.3 信息集成技術
通過基于 SOA 架構(gòu)的 Web Services 接口技術，實現(xiàn)企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM)的集成協(xié)同，PLM產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM)將產(chǎn)品研發(fā)信息(配方比等)通過接口傳遞給制造執(zhí)行系統(tǒng)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)， 客戶生產(chǎn)訂單信息通過企業(yè)資源計劃系統(tǒng)及時下達到制造執(zhí)行系統(tǒng)， 同時制造執(zhí)行系統(tǒng)完成生產(chǎn)訂單后實時將相關生產(chǎn)過程信息反饋給企業(yè)資源計劃系統(tǒng)， 確保了智能化工廠內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性、準確性，真正做到數(shù)據(jù)不落地，消除信息孤島現(xiàn)象(見圖 2)。
2.4 大數(shù)據(jù)的采集分析能力
推動制造業(yè)智能制造發(fā)展的另一重要因素就是大數(shù)據(jù)的開發(fā)與分析能力。 大數(shù)據(jù)不僅僅是一項數(shù)據(jù)存儲技術，更是一系列和海量數(shù)據(jù)相關的抽取、集成、管理、分析、解釋技術，是一個龐大的框架體系，更是一種全新的思維方式和商業(yè)模式。 通過對生產(chǎn)線各個區(qū)域零散、雜亂的數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，轉(zhuǎn)化為可用的智能數(shù)據(jù)并且將這一數(shù)據(jù)融合到新的生產(chǎn)當中，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的優(yōu)化。
瑞泰馬鋼公司在智能制造道路上做的一項重要工作就是盡可能多地收集生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以是原料粒度、泥料水分、機器轉(zhuǎn)速、甚至可以是天氣濕度、溫度等。 數(shù)據(jù)收集之后，首先要對所有生產(chǎn)相關的大數(shù)據(jù)進行預處理， 這就需要對數(shù)據(jù)進行辨析、抽取、清洗。 因為并非所有的數(shù)據(jù)都是有價值的。 接下來就是要建立一個大數(shù)據(jù)平臺，對處理后有效的數(shù)據(jù)進行儲存和管理， 在儲存和管理過程中一項重要任務就是大數(shù)據(jù)的安全。 然后通過預測、推算、總結(jié)等科學的技術手段或方法對大數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，得到有利于生產(chǎn)的有效數(shù)據(jù)。 最后就是大數(shù)據(jù)的展現(xiàn)和應用， 將隱藏于海量數(shù)據(jù)中的信息和知識挖掘出來， 為企業(yè)生產(chǎn)運行提供更有利依據(jù)，進而保證產(chǎn)品的高質(zhì)量及生產(chǎn)的高效率。 后期將根據(jù)生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)及產(chǎn)品用戶的大數(shù)據(jù)相結(jié)合，快速提升產(chǎn)品的升級速度。
3 未來耐火材料智能制造的發(fā)展方向
未來耐火材料領域的發(fā)展首先是要在產(chǎn)品智能追溯上有新的突破，比如對于需要燒成、浸漬處理的產(chǎn)品，如滑板，如何通過智能裝備或手段實現(xiàn)對每塊產(chǎn)品的追溯管理， 即無論某塊產(chǎn)品在哪個生產(chǎn)工序，均能通過技術手段快速追查詳細生產(chǎn)記錄，形成有效準確的追溯管理模式; 其次是智能環(huán)保技術的發(fā)展，耐火材料行業(yè)截止目前在國內(nèi)仍屬于高污染產(chǎn)業(yè)，如何通過智能設備或技術手段實現(xiàn)耐火材料的低污染或零污染生產(chǎn);最后是智能工廠的建立，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G 時代及工業(yè)大數(shù)據(jù)的大環(huán)境下，針對不同的冶煉環(huán)境，實現(xiàn)耐火材料產(chǎn)品的個性化，智能化生產(chǎn)。