鋼鐵行業是國民經濟的重要基礎產業，隨著工業互聯網創新發展戰略的逐步深入，鋼鐵行業已成為工業互聯網融合創新的重要領域。
政策引導不斷加強
2022年2月，《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》指出，要 “推進5G、工業互聯網、人工智能、數字孿生等技術在鋼鐵行業的應用”。2022年4月，《工業互聯網專項工作組2022年工作計劃》進一步提出，要“制定鋼鐵行業工業互聯網應用標準”。
2021年11月，工信部發布 《工業互聯網與鋼鐵行業融合應用參考指南 (2021年)》(以下簡稱 《指南》)，這是第一個工業互聯網與垂直行業融合應用的參考指南。 《指南》基于工業互聯網平臺化設計、智能化制造、個性化定制等典型應用模式，圍繞鋼鐵行業轉型需求，梳理形成20多個應用場景;充分融合鋼鐵行業原有信息化五級結構，形成工業互聯網在鋼鐵行業的實施架構;系統性闡述了網絡、標識、平臺、安全的建設內容和具體實施路徑。2021年，共有13家鋼鐵企業應用案例入圍“2021年工業互聯網平臺創新領航應用案例”，8家企業入選 “2021年工業互聯網試點示范項目”;涌現出南京鋼鐵5G全連接工廠、德龍鋼鐵 “基于工業互聯網的生產安全一體化管控”、河鋼集團 “基于工業大數據的鋼材質量自動判定系統”、中天鋼鐵 “基于服務型制造的工業互聯網供應鏈解決方案”等試點示范項目。
融合基礎日益堅實
工業互聯網具有基礎性、聚合性、融合性的特征。
作為基礎性技術，工業互聯網是重要的新型基礎設施，網絡、平臺、數據、安全四大功能體系建設快速推進。全國5G基站超155萬個，高質量外網實現地市全覆蓋。標識解析五大頂級節點建成并運行，二級節點超過180個。具有一定影響力的工業互聯網平臺超過150個，“綜合型+專業型+特色型”平臺體系初步構建。國家工業互聯網大數據中心、分中心體系加速建設。安全監測范圍覆蓋14個重要工業領域。
作為聚合性技術，工業互聯網通過將物聯網、5G、云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等數字技術深度集成，帶動相關技術全面突破和迭代創新。工業芯片、5G工業模組、智能傳感終端、時間敏感網絡、工業PON、云PLC、邊緣計算等關鍵技術研究、標準研制和產業化進程加速推進。部分5G工業模組售價下降至500元以下。5G網絡切片技術已經實現端到端滿足大部分工業應用場景的基本功能。相關國家標準已發布60項，R16、R17標準推動5G核心網技術行業應用能力不斷增強。
作為融合性技術，工業互聯網將數字技術與行業特有的知識、經驗、需求相結合，加速工業機理模型的匯聚沉淀，提升生產經營各環節數字化水平，也帶動了產業鏈上下游協同高效運轉。工業互聯網創新應用已從研產供銷服轉向綜合集成與系統創新，特別是向生產控制環節加速延伸。全國 “5G+工業互聯網”在建項目總數達到了2400個，形成上萬個5G應用案例和20多個典型應用場景。
應用實踐成果豐碩
隨著工業互聯網在鋼鐵行業融合創新的不斷深入，工業互聯網將在鋼鐵行業數字化、網絡化、智能化轉型中發揮出越來越重要的作用，重點體現在降本、增效、提質、綠色、安全五個方面。
在降本方面，寶鋼利用工業互聯網平臺實現 “一總部多基地”管控，實現上海寶山、武漢青山、南京梅山和湛江東山等基地間產銷平衡、資源分配、協同制造，在提升效率的同時降低了經營成本。鄂鋼構建了操業集控中心，通過連接200多套自動化系統，采集30余萬個監控點，合并多個現場操作臺、操作室，實現了噸鋼鐵耗降低70公斤。
在增效方面，湛江鋼鐵與中國聯通合作，基于 “5G+工業互聯網”打造智慧鋼廠，利用5G超高可靠低時延特性，遠程控制端到端時延降低至10毫秒級，實現智能頭盔智能巡檢、在線監測運維、設備遠程控制、AI行為分析等典型場景應用。AR巡檢故障排除率提升65%、在線監測故障預警率提升90%、運維時效提升50%、作用效率增加30%。
在提質方面，鞍鋼與中國移動合作，結合5G和工業互聯網平臺技術將企業的人、機、物、系統進行互聯，實現了機器視覺質檢。他們利用5G網絡將采集到的冷軋現場4K/8K等高清圖像數據回傳至操作室平臺，通過視覺AI分析能力對圖像進行處理分析，完成表面缺陷實時檢測。方案部署完成后，帶鋼常規缺陷檢出率達95%以上，在線綜合缺陷分類率超過90%，提高成材率的同時減少了停機時間。
在綠色方面，天津鋼鐵建設超低排放全生命周期信息化系統，通過智能裝備應用、精益現場管理、信息技術與集團業務的深度融合，提升了能源管控系統運行和協調效率，全年噸鋼綜合電耗、水耗同比降低14%和13%，回收轉爐煤氣同比增加2%。太鋼通過碳數據管理平臺，實現企業級碳數據管控和包含鐵礦石等10余個產品在內的全生命周期碳足跡實時計算。
在安全方面，中國電信在太鋼和寶鋼打造基于數字孿生的智能安防管理平臺，通過嵌入5G定位+UWB室內定位，AI視覺進行人臉、軌跡識別，實現區域內人員、車輛、物料的精準管控，有效提高人員、物料、車輛的管理精度，電子圍欄及防盜管理，室內最高精度可達±0.3米。首自信打造了首鋼安全生產管理云平臺，實現了隱患排查閉環治理、預測預警、風險分級管控、電子臺賬管理、重大危險源在線監控及預警、職業病危害防治與管理、應急管理等系統功能，最大限度降低由于人、物、環境和管理因素導致的設備故障，設備完好率提高了5%，設備故障率降低6%。
還要看到，“工業互聯網+鋼鐵”融合創新是一個長期、持續的過程，還存在諸多問題與挑戰，比如企業數字化水平差異大，數字化人才儲備少，工業互聯網建設投入大、周期長等。這更加需要開展多方 “團體賽”，不斷深化高校、科研院所、企業間的協同創新，加速推動OT、IT、CT、DT深度融合，為制造強國、網絡強國建設作出積極貢獻。
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