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发布时间：2018-12-18 16:29所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次
下面文章主要结合国内冶金自动化技术的现状，以及冶金行业生产发展的需求，对冶金自动化技术的智能发展趋势进行分析，从而推动我国冶金行业的可持续发展。如今传统冶金钢铁行业得到了长足的发展，其中冶金自动化技术是冶金行业生产与发展的重要技术手段，在
下面文章主要结合国内冶金自动化技术的现状，以及冶金行业生产发展的需求，对冶金自动化技术的智能发展趋势进行分析，从而推动我国冶金行业的可持续发展。如今传统冶金钢铁行业得到了长足的发展，其中冶金自动化技术是冶金行业生产与发展的重要技术手段，在冶金生产过程中起着举足轻重的作用。在现今智能科技的蓬勃发展和大力宣传环保口号的背景下，冶金自动化技术的智能发展越来越受到广泛的关注。
关键词：冶金自动化技术,钢铁行业,智能发展
近年来，信息技术发展迅猛，计算机软、硬件多项信息控制系统随之飞速发展。科技理念与智能化应用逐渐渗透到各个行业，加快了新兴科技产业的发展，推动了传统冶金行业信息系统的与时倶进。
在冶金钢铁行业中，自动化技术的投入与应用，有效地提高了产品质量和工作效率，节省了大量的人力物力，达到了降本增效的效果，是传统冶金产业顺应信息时代潮流发展的重要技术手段。现今，保护环境的口号与可持续发展的宗旨引领各个产业走向绿色生产与智能制造的新道路上。
1冶金制造业智能化的研究背景
冶金制造业是一个国家建设发展的基础行业，冶金产品投用于汽车制造业、建筑行业、家电行业等各类大大小小的产业，其作用举足轻重。冶金制造业的发展推动了国家经济贸易增长，促进了市场就业率。冶金制造智能化的提出不是空穴来风，而是各个国家意识到，制造业智能创新式的发展对增强国家综合国力有着不可小觑的作用，并将制造业的先进发展作为一种国家战略，出台了相应的国家计划，比如德国的“工业4.0”，美国出台的《先进制造业国家战略计划》，日本的《制造业白皮书》等等。
同样的，中国出台了《中国制造2025》，计划里明确地提出了把智能制造作为两化融合的主攻方向。国家主席习近平表示，将机器人和智能制造纳入国家科技创新的优先重点领域，在十三五规划建议中也重点提到智能制造。我国具备智能制造基础的企业仅占4.7%，工业要全面普及智能化、精细化、绿色化的现代生产管控模式还有比较长的路要走。
智能制造包含智能技术和系统，能够在实际生产实践中不断地补充知识类库，自适应环境，收集数据信息并进行分析判断，是人机一体化的智能实现。以大量有效数据为基础，智能制造能够合理地评估出本企业的生产能力、生产特点、重点生产线水平等，智能化扬长避短，强化重点项目，提高企业综合竞争力。
智能制造是一种战略性发展方式，是制造业依据其发展逻辑和历史演变的必然结果，适用于自动化程度高的产业，是自动化发展的方向。冶金制造行业以自动化技术为重要技术手段，其自动化程度较高，以智能制造作为发展切入点符合行业的现状和生产需求。
实现智能制造的成功案例很多，以彼为鉴，颠覆传统生产营业模式，顺应新工业革命的潮流，在工信部发布《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》中，智能轧钢这一新型制造模式吸引了大众的眼球，将信息化和大数据应用到工厂生产，将智能制造渗入到整个产业，实现智能服务，与上下游厂商客户开启拓展业务，充分满足客户个性化需求。
热轧作为钢铁的核心制造环节，集成了工业互联网、辅以智能机器人、优化多目标交互设计、利用大数据的价值预测用户需求、业务协同一体化等多方智能手段。宝山钢铁股份有限公司热轧智能车间改造完成后，能源利用率、全自动轧钢率、劳动效率将分别提升5%、6%和10%，成本下降20%，钢铁制造将更安全、更高效、更环保，增强企业市场竞争力。
2国内冶金自动化技术的现状
2.1冶金自动化技术的应用
在钢铁冶金行业注入自动化技术的力量，生产效率和质量得到了大幅度的提升。PLC、DCS的广泛使用使得原有的常规模拟控制逐渐被取代，现主流的计算机控制技术在基础自动化和过程控制中占主要地位。
自20世纪80年代以来，国内的冶金自动化技术水平有了很大的提升和发展，在各个大小型工业厂矿的生产工序和环节当中，都随处可见自动化设备和计算机控制系统。大型企业采用国外进口的自动化设备，结合国内的冶金行业的生产与市场需求的实际情况，加以合理改造，投掷于实际的生产环节当中。
在软件方面，友好的人机交互界面，集成的程序模块等都不断地推动自动化技术在可维护性、可操作性、稳定性、可靠性和实时性上的大幅度优化和改善[1]。随着自动化技术在冶金行业的应用，生产工艺和技术推陈革新，突破了传统生产模式的难题和弊端。冶金自动化技术与生产、物料、财务、人力等各方面管理相结合，形成完整的自动化一级至四级系统，以PLC、DCS、FCS等为主要的控制设备入驻大部分企业工厂，实现从定制订单、排程生产计划、物料跟踪、生产工艺跟踪的控制和管理，规范生产流程，提高产品质量。
2.2传统冶金行业发展的制约因素
国家的发展离不开钢铁、矿产业等其他一级能源的支撑，然而，冶金行业的发展受到一定因素的制约。
首先，冶金钢铁产业产能过剩严重，市场钢材需求同比下降，同质化竞争愈演愈烈，逐渐向高端产品发展蔓延，各方企业也开展了激烈的价格竞争。国内铁矿山企业负担重，进口铁矿石依存度创新高，使得生产成本只增不减[2]。
其次，冶金生产的过程中，我们所生存依赖的环境和资源也遭到了不同程度和范围的破坏。按照现有的开采资源的水平和力度，目前的冶金矿产资源很难满足本世纪的生产需求。冶金矿产资源是人类赖以生存的地球供给生物的不可再生资源，一旦开采绝尽，人类将面临不可估量的灾难。
同时，生产过程中，对自然环境也造成了严重而不可修复的破坏。传统冶金行业难以实现绿色开采能源，能源利用率不够高，能源生产结构不合理，生产过程污染严重，产能过剩造成大量的低价废品等。资源与生产矛盾日益渐增，冶金行业的局势发发可危。这一系列严峻的问题逼迫传统冶金行业向着绿色生产的道路上前进，将信息化一贯到底，升级生产链设备，推动新的生产管理方式，调整工业控制系统向着智能控制的方向发展。
在市场经济的影响之下，各大企业均意识到信息化引进生产的重要性，80%以上的大型联合钢铁企业均建设了制造执行系统，但是系统的产线覆盖率及业务覆盖面还有待提高，要加宽加深对科技的研究和开发，将智能制造的应用与观念引入到生产链的各个环节。在产业发展的各种因素制约下，寻求突破，加大创新科技的力度，面对困难不能坐以待毙，要迎难而上，与时倶进才能突破重围，推广智能化发展，才能节能降耗，保护资源生态环境。在现今市场上崭露头角，开创传统冶金行业的新局面。
3冶金自动化技术的智能发展方向与趋势
如今工业科技革命已经进入第四代，智能制造、绿色工厂的主题对于大多数企业来说也不再是新型词汇，相反地，以智能为主题的革新已经成为这个时代的潮流与趋势。国内的冶金行业竞争激烈，冶金自动化技术也与国外发达国家存在一定的差距，需要降本增效，提高产品质量，响应绿色生产的环保口号和节约能源的社会呼声，推进传统冶金行业的可持续发展，需要拓展自动化技术的智能发展，加大信息化平台的开发与创新，重视智能技术的应用。
计算机技术的融入，才使得过程控制自动化与生产机械技术的进一步融合，实现工业控制的复杂功能。如何推进冶金自动化技术的智能化发展?智能发展离不开计算机信息和网络技术，并且将互联网技术应用到实际生产工艺当中，发展智能化。
冶金行业的生产支链纷繁复杂，每一个环节均能牵一发而动全身，维系着整个生产链，精细化的作业是整个行业的生产需求，是基础亦是重点，调整生产模式，将更多的计算机系统和智能化机器代替人工操作，不仅能够降低成本，程序化的操作流程更能够减少消耗与差错，冶金生产结构的更新，意味着行业将逐步转型为高度智能化、集成化、简约型的生产管理模式[3]。智能化发展不再是一个飘渺的专业化名词，它已经进入各类行业，是注入冶金钢铁企业经营的新鲜血液。
3.1智能自动化装备
现在冶金钢铁产业链要实现无人操作系统，需要开发和引进更多的智能自动化设备，设备与人的协作及其深度学习能力是智能化发展的重点。相比于人力劳动，智能机器在速度、成本、生产率、规模化和特定任务上都有巨大的优势。国内大型冶金企业已经从国外引进智能化设备或者使用自主开发的机械臂等，应用到生产环节当中，但是智能设备覆盖面并不全面，仍有很多人工搬运转移物料等操作局面。
在危险恶劣的生产现场环境中，人工实施搬运、点检等操作，存在一定的安全隐患，这样的大规模、环境条件差、劳动强度大的工种，人工已不再具有绝对优势，而用机器代替人工是智能制造发展的必然趋势。程序化的设备作业能够更快速高效地完成操作，将冶金生产操作岗逐渐发展为“无人监守”岗位，采用工业机器人现场监管操作，人工远程监控，才是产业转型的点睛之笔。全面的智能化装备建成智能工厂，依据用户订单，将生产方式从制造转为个性化定制，减少库存，提升产品兑现率，为企业降本增效。
工业机器人这样的人工智能，完成设定操作，自适应现场变化环境，采集工业数据联网分析判断，自主学习和自我预测，根据生产需求变化做出相应的重组配置，才有可能实现全面个性化与创新的发展。将人工智能应用到实际生产环节中，生产流程完全一体化无人干预，无人操作系统便不再是教科书式的理想目标，是智能制造发展的基石。
3.2冶金工业数字化
大数据是企业的重要资源，是数据模型的主要影响因素，是企业升级转型的重要内容之一。随着传感器技术的发展，数据收集量越来越大，数据精度也有所提升。产品数据管理能够帮助企业实现产品设计、工艺设计、生产制造乃至用户服务等各环节产品数据的一致性、唯一性，是实现产品设计与制造集成的关键内容。
如何将大数据的理念应用于冶金行业?在现阶段的技术水平下，大量的数据被用于模型的测试与填补，数据的利用率不高，难以尽现其价值。在大数据技术中，多方数据收集整合，利用数学建模等学术手段对数据进行动态分析，找出有价值的线索和结论。在冶金行业中，从客户需求到生产的所有流程，存在大量有价值的数据，是十分重要的生产资料。
生产制造业的大数据依托于云计算等先进技术的支持，通过对大数据建模分析，消费者的个性化需求、客户的普适心态、销售预测、用户关系挖掘等重要商业数据的预判与挖掘[6]。根据大数据得出的信息实现生产状况、系统自我调整，实现用户需求、产品设计、制造和营销的配合，对产业的经营与发展有重要意义。
颠覆传统生产营业模式，顺应新工业革命的潮流，马钢车轮公司以智能制造为发展的主要攻向，要探索出一条智能化生产路线，将生产的轮轴产品进行全生命周期的智能化管理。以高速轮轴和客车车轮轴智能制造为主要产线，将工业数字信息化装配到生产链上，自主研发的基础自动化控制系统，有效利用智能机器人，集成生产中制造执行系统和企业资源计划管理系统，实现产品的全生命周期管理。
为顺应市场需求，马钢生产经营模式朝着小批量，多规格、生产周期短，快速响应客户需求的生产模式上发展。在这样的智能化生产下，预计轮轴产品的研发周期缩短28.6%，生产效率提高20%，不良品率降低10%，人员定额降低20%，工序能耗降低10.5%，制造成本降低20.3%。我国工业企业生产设备数字化率为45.0%，数字化生产设备联网率为39.0%。
产业链数字化是各个生产环节相互合作的新发展，一改以往的粗放式订单管理，而是通过大数据描述出整个生产链的状态，制造企业预先了解厂商、客户、消费者的心态和现状，减少产品库存，降低风险，利用数字化服务紧紧跟随消费者的需求。冶金工业数字化通过智能化设备采集有效数据，建立大数据平台，不断训练数据系统的自我学习能力，使冶金行业具备有力的数据竞争力，不断发展智能化分析与决策[7]。
4总结
在如今的经济大环境下，冶金钢铁行业的产能过剩严重，市场的供应关系不平衡，产能的利用率不够高，社会环保呼声不断，大多数冶金钢铁企业的污染排放物仍然不达标，对环境的破坏力度超过了自然环境自我调节的承载力。在这样一个背景下，冶金自动化技术的智能发展显得极为重要和迫切。
钢铁企业要实现高速、现代化发展，国内的冶金生产设备的智能化和先进性需要大幅度提升，不断改变原先设计建设的旧理念和老思路，密切结合生产工艺和流程。为了突破冶金钢铁行业的利润一降再降的困难局面，作为基础工业的冶金钢铁生产业，关系到社会发展的各行各业，需要不断满足市场需求的变化，研发生产高端品质的冶金钢铁产品，推进传统企业的转型，冶金自动化技术是提高生产质量和效率的重要技术手段，加快智能化创新的开发与实施，是传统冶金钢铁行业寻求新方向的捷径。
参考文献：
[1]刘新建.分析我国冶金自动化的技术进展以及未来发展趋势[J].中国科技纵横，2012(15)：29.
[2]万妮丽，崔晓龙.自动化技术在钢铁企业的应用与展望[J].重型机械科技，2006(4)：49.
[3]陈道云.冶金自动化技术及其发展趋势[J].科学与财富，2015(4)：16.
[4]WANGS.Currentstatusanddevelopmenttrendsoftech?nologyforpolyesterIndustryinChina[J].NewChemicalMaterials，2011，39(3)：26.
[5]SUNYG.Currentstatusanddevelopmenttrendsofmetal?lurgicalautomationtechnology[J].MetallurgicalIndustryAutomation，2004(39)：23.
[6]ZHOUJW，NINGXU.PresentsituationandfutureofmineralprocessingandmetallurgicalautomationinChina[J].NonferrousMetalsEngineering&Research，2011(5)：5.
推荐期刊：《华北科技学院学报》(月刊)曾用刊名：华北矿业高等专科学校学报，1999年创刊，立足大安全科学，发展安全工程技术和理论方面的科学研究成果，为学校和总局学术交流提供学术平台。
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