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“灯塔工厂”如何照亮钢铁智造之路?

日期:2024/01/09
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2023年12月14日,中信泰富特钢集团股份有限公司(下称中信泰富特钢)旗下江阴兴澄特种钢铁有限公司(下称兴澄特钢)入选世界经济论坛评选出的最新一批全球“灯塔工厂”;2023年12月16日,中信泰富特钢举行了全球特钢行业首家“灯塔工厂”发布会。

据统计,此次全球共新增21家制造业“灯塔工厂”和4家“可持续灯塔工厂”。这25家新晋“灯塔工厂”分别位于中国、德国、印度、沙特阿拉伯、韩国、泰国、土耳其和美国8个国家。其中,12家工厂所在地为中国,涵盖锂离子电池制造、钢材、建材、电动汽车、家电、太阳能组件、光纤光网、医疗健康等领域。值得注意的是,中国新晋“灯塔工厂”数量近半,位居全球新增第一。

为深入了解“灯塔工厂”,《中国冶金报》记者近日与北京科技大学教授、高效轧制与智能制造国家工程研究中心原副主任刘文仲进行了一场对话。

全球共有153座“灯塔工厂”

钢铁行业仅占4家

《中国冶金报》记者:目前,全球和中国分别有多少家“灯塔工厂”?请您介绍下“灯塔工厂”的由来及意义。

刘文仲:截至2023年底,全球共有153座“灯塔工厂”,其中中国有62座,是全世界“灯塔工厂”最多的国家。

“灯塔工厂”最早由世界经济论坛(World Economic Forum,简称WEF)于2017年提出。自2018年开始,世界经济论坛联合麦肯锡咨询公司在全球发起评选认证“灯塔工厂”项目,以便寻找制造业中智能化、数字化转型的典范,并以白皮书形式对这些工厂数字化转型的实践方法及经验进行总结。评选出的“灯塔工厂”被誉为“世界上最先进的工厂”,代表全球制造领域智能制造和数字化的最高水平。

评选“灯塔工厂”有多方面意义。第一,“灯塔工厂”具有十分显著的标杆示范价值。“灯塔工厂”可以看作是全球制造业发展的新趋势和风向标,能够引领和照亮更多的企业。第二,“灯塔工厂”具有十分显著的规模化复制能力。特别是家电行业,有一个“灯塔工厂”,就会复制出多个“灯塔工厂”。例如海尔公司和美的公司都是利用这种规模化复制能力,建成多个“灯塔工厂”。第三,通过“灯塔工厂”可分析出哪些生产方法能够成为驱动全球经济增长的新引擎,把制造业的效率提升到新的水平。这也是世界经济论坛和麦肯锡咨询公司在全球发起评选认证“灯塔工厂”项目的初衷。第四,“灯塔工厂”具有很强的品牌吸引力。世界经济论坛和麦肯锡咨询公司在全球范围内有非常大的知名度和影响力,使得两者共同遴选出的“灯塔工厂”具有较高的含金量,再加上全球灯塔网络执行委员会严格控制“灯塔工厂”数量,每年只评选2次,每次仅有十几家企业入选,使得“灯塔工厂”具备了稀缺性。

《中国冶金报》记者:到目前为止,钢铁行业有几家“灯塔工厂”?有哪些共性?

刘文仲:有两个情况值得注意。第一,有些中国境内的“灯塔工厂”并不是本土企业,而是外资企业;第二,家电企业在“灯塔工厂”中占比很大,例如海尔公司和美的公司分别有多家“灯塔工厂”。这说明中国家电龙头企业的数字化、智能化水平已处于全球领先水平,家电企业也比钢铁企业更容易被评选为“灯塔工厂”。

到目前为止,钢铁行业仅有4家“灯塔工厂”,除了中国的宝钢股份和中信泰富特钢外,还有印度的塔塔钢铁和韩国的浦项制铁。“灯塔工厂”的评选以智能制造技术应用成熟度及由此产生的效益作为考核重点,不对企业规模进行限制。几百人的工厂也可以入选“灯塔工厂”,并允许同一企业多家工厂单独申报。同时,对于钢铁行业等流程工业,关注的重点是如何降低成本、降低能耗、降低排放以及提高生产效率。宝钢“灯塔工厂”的申报与评选以宝钢股份宝山基地工厂为主体,2020年入选世界经济论坛评出的全球“灯塔工厂”,在国内钢铁行业拔得头筹。中信泰富特钢“灯塔工厂”的申报与评选以兴澄特钢工厂为主体,包括炼铁、炼钢、轧钢等工序。

“灯塔工厂”往往拥有第四次工业革命的所有必备特征,在大规模采用新技术(包括自动化、工业物联网、数字化、工业互联网、云计算、数据系统、5G等)方面走在世界前沿,在业务流程、管理系统等方面都有着深入的创新,并能形成快速反映市场需求、创新运营模式和绿色可持续发展的全新形态。

多数钢企不宜把参评“灯塔工厂”放在首位

而应注重智能化项目的落地效果

《中国冶金报》记者:有文献总结出“灯塔工厂”的4种业务与制造模式(即扎根制造、注重快速交付、以大规模定制生产为主、追求最佳产品),并把钢铁行业归于扎根制造模式,您如何看待这一归类?

刘文仲:我认为钢铁行业具备“灯塔工厂”的4种业务与制造模式。除了扎根制造外,钢铁行业还一直注重缩短交货期,减少库存,这就是注重快速交付。几十年前,钢铁行业就成功实施了ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)项目,着重解决以客户为中心,根据订单优化排产、快速交付的问题。钢铁行业现在既能实现大规模定制生产,又能实现小批量定制生产,这主要是通过产品与流程设计、对客户需求的共性部分进行归并等方法来实现的。钢铁行业的产品包括板材、线材、型材、管材等多种类,不断提高产品质量是钢铁行业长久的目标,这就是追求最佳产品。正因为钢铁行业涉及上述多种业务与制造模式,才增加了钢铁企业进行数字化转型和实施智能制造的难度。

《中国冶金报》记者:钢铁行业应如何对待“灯塔工厂”的评选认证?对于想参评的企业有哪些建议?

刘文仲:多数钢铁企业不宜把参评“灯塔工厂”放在首位,原因在于:

第一,钢铁企业参评比其他行业更有难度。不论是从评选标准,还是从全球现有153座“灯塔工厂”的行业分布来看,电子设备、消费品、汽车、家电、电子元件等行业的工厂比钢铁行业的工厂更容易获评“灯塔工厂”,上述5个行业中的“灯塔工厂”占比居于前列。这种状况是由行业生产制造流程的特点及产品的特征所决定的,没有办法改变。

第二,评选标准和导向是变化的。从评选“灯塔工厂”的导向来看,每次评选的特定主题是在变化的。例如,特定主题曾经有“单一工厂”“端到端互联”“企业运营模式”“可持续发展”等,今年的主题则为人工智能大规模应用。这种导向的变化增加了入选难度。

第三,钢铁企业容易受评选流程的制约。从评选流程方面来看,要经过网上申请(回答问卷)、实地考察(现场审核)、专家评审、结果公布几个步骤。其中,专家评审是最重要的步骤,由行业代表、高校学者、技术专家组成的评审团进行严格评估,投票决定该期灯塔工厂的入选名单。这就意味着参评的钢铁企业要把相应的家底全“露”出来,而哪些能披露、哪些不宜批露,在申报时需要斟酌。

对希望参评“灯塔工厂”的钢铁企业,我有两点建议。一是企业内部先评估一下,参评是否获利更大。二是企业自行或者邀请第三方评估机构,使用SIRI模型(工业智能成熟度指数模型,与“灯塔工厂”评估的框架在逻辑上接近)对企业是否具备成为“灯塔工厂”的资质进行评估。如果评估结论是肯定的,可以准备参评。

《中国冶金报》记者:作为“灯塔工厂”的中信泰富特钢(兴澄特钢)如何引领和照亮国内钢铁企业?

刘文仲:这需要经过实地调查研究并走访有关人员才能讲得比较准确、全面。我先从技术和应用场景方面说一下吧。

通过梳理中信泰富特钢集团党委书记、董事长钱刚在全球特钢行业首家“灯塔工厂”发布会上的讲话,大概可以总结出中信泰富特钢(兴澄特钢)此次获评“灯塔工厂”的5大用例:由大数据分析支持的制造工艺定制设计,智能闭环控制持续提升炼钢产品质量,AI(人工智能)赋能的轧钢工序高效制造,多模态仿真实现高炉“黑箱透明化”,物联网与高阶分析推动能耗、水耗、碳排放显著降低。这些都是值得同行学习与借鉴的经验。

其实,国内其他一些钢铁企业也实施过类似项目,但项目所取得的实际效果及其经济效益未能达到中信泰富特钢的水平。因此,这些企业应先找出差距存在的原因,进而缩小差距,这是复制“灯塔经验”首要的有效方法。(中国冶金报)