“數(shù)字化概念在工業(yè)4.0時代得到了大范圍傳播，特別是歐盟于2020年3月份發(fā)布‘歐洲工業(yè)新戰(zhàn)略’，明確了歐洲工業(yè)新戰(zhàn)略的未來愿景：具有全球競爭力和世界領(lǐng)先地位的工業(yè)、為氣候中和鋪平道路的工業(yè)、塑造歐洲數(shù)字未來的工業(yè)。另外，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也是歐盟實施‘綠色新政’的關(guān)鍵舉措?！?月18日，意大利中部時間9時30分（北京時間16時30分），中國寶武歐洲研發(fā)中心主任劉獻(xiàn)東在由中國寶武歐洲研發(fā)中心主辦，寶鋼金屬意大利寶瑪克承辦的AI機(jī)器人以及汽車零部件制造應(yīng)用討論會上，詳細(xì)介紹了歐盟鋼鐵工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型目前面臨的主要挑戰(zhàn)及發(fā)展現(xiàn)狀，并針對機(jī)器人應(yīng)用前景做出了簡要分析。

從“四個維度”挑戰(zhàn)看三大類項目

劉獻(xiàn)東表示，歐盟數(shù)字化轉(zhuǎn)型目前主要面臨垂直集成、水平集成、生命周期集成、橫向集成4個維度的挑戰(zhàn)。其中，垂直集成，即從傳感器到ERP（企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)、經(jīng)典自動化級別的系統(tǒng)集成；水平集成，即整個生產(chǎn)鏈中的系統(tǒng)集成；生命周期集成，即從基礎(chǔ)工程到退役的整個工廠生命周期的集成；橫向集成，即基于鋼鐵生產(chǎn)鏈之間的決策，并考慮到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等方面因素。

據(jù)他介紹，為積極應(yīng)對以上4個維度的挑戰(zhàn)，目前歐盟鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目主要分為三大類。

第一類是數(shù)字化研究活動和技術(shù)賦能開發(fā)項目，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算、自組織生產(chǎn)、生產(chǎn)線模擬、智能供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)、垂直和水平整合等。

第二類是煤炭和鋼鐵科研基金資助的項目，其中德國鋼鐵協(xié)會下屬鋼鐵研究中心、圣安娜（Sant'Anna）、蒂森克虜伯（下稱蒂森）、安賽樂米塔爾（下稱安米）、塔塔鋼鐵、蓋爾道、奧鋼聯(lián)等是該類項目的主要參與者。

第三類是其他歐盟針對鋼鐵行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與低碳技術(shù)研發(fā)的資助計劃，例如“第七框架計劃”“歐洲地平線計劃”。

從重點企業(yè)看歐盟鋼鐵“智造”進(jìn)程

劉獻(xiàn)東表示，歐盟鋼鐵行業(yè)在數(shù)字化領(lǐng)域開展了多個系列研發(fā)項目。目前，包括安米、蒂森和塔塔鋼鐵等在內(nèi)的越來越多的歐盟鋼鐵企業(yè)都相繼投入到了數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮中。

安米采取的主要措施為建立數(shù)字卓越中心，應(yīng)用工業(yè)無人機(jī)，實施人工智能、數(shù)字孿生項目等。據(jù)劉獻(xiàn)東介紹，安米目前正在其全球各地的生產(chǎn)基地建立配套的數(shù)字卓越中心，以使各種新技術(shù)更快地應(yīng)用到實際生產(chǎn)過程中。同時，該公司已將無人機(jī)應(yīng)用于設(shè)備維護(hù)操作和能源利用情況追蹤，以提高設(shè)備操作安全性，最大限度地減小員工安全風(fēng)險，同時提高能源利用效率和生產(chǎn)效率；該公司位于美國、加拿大和墨西哥的拼焊廠目前已經(jīng)實現(xiàn)了完全機(jī)器人化，不僅提高了產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，而且?guī)椭掠慰蛻魧崿F(xiàn)了“擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模”的需求。

蒂森目前重點開展的數(shù)字化轉(zhuǎn)型項目包括產(chǎn)品與生產(chǎn)過程“對話”、3D工廠、保證數(shù)據(jù)安全的“工業(yè)數(shù)據(jù)空間”等。劉獻(xiàn)東舉例道：“在蒂森伊爾森堡工廠，凸輪軸鋼產(chǎn)品能夠和生產(chǎn)制造過程‘對話’。這種‘對話’得以實現(xiàn)主要是基于與互聯(lián)網(wǎng)的接口，每個凸輪軸鋼產(chǎn)品擁有專屬ID，在生產(chǎn)過程中，通過互聯(lián)網(wǎng)接口將制造過程的全部工藝流程相關(guān)信息‘輸入’專屬ID，賦予每個產(chǎn)品‘獨(dú)家記憶’，從而建立能夠自我管理、學(xué)習(xí)的智能工廠。蒂森認(rèn)為，這種將物質(zhì)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)融合形成的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)的未來?！?/span>

“塔塔鋼鐵的長期目標(biāo)是通過創(chuàng)建數(shù)字解決方案來改善服務(wù)質(zhì)量并提高服務(wù)透明度，以適應(yīng)工業(yè)4.0時代要求，同時推進(jìn)和利用數(shù)字技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等改進(jìn)流程、產(chǎn)品和服務(wù)。”劉獻(xiàn)東介紹，塔塔鋼鐵的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略主要分為三大部分，分別為智能技術(shù)、智能連接以及智能服務(wù)。其中，該公司實施的智能服務(wù)項目主要包括“動態(tài)滿足用戶需求”“連接客戶與售后市場”等，后者主要是通過虛擬現(xiàn)實和人工智能為客戶服務(wù)提供即時技術(shù)支持。

此外，他還表示，面向下游，塔塔鋼鐵實施了“面向汽車行業(yè)的數(shù)字化制造發(fā)展”項目。該項目的重點之一是實現(xiàn)汽車價值鏈的數(shù)字化。

從提供商看數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要解決方案

劉獻(xiàn)東表示，在歐盟鋼鐵工業(yè)推動實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，西門子、達(dá)索系統(tǒng)、德國鋼鐵協(xié)會下屬鋼鐵研究中心成為了目前主要的解決方案提供商。

據(jù)他介紹，西門子致力成為面向整個產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)過程的整合型供應(yīng)商，建立了覆蓋從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)實施到后續(xù)服務(wù)整個流程的“西門子數(shù)字化企業(yè)平臺方案與智能制造”。

“同時，河鋼與西門子在數(shù)字化領(lǐng)域的深度合作也十分具有參考價值?！彼硎荆愉摷瘓F(tuán)與西門子自2016年10月份開始，在數(shù)字化領(lǐng)域開展了一系列廣泛而深入的合作。2020年，河鋼集團(tuán)與西門子共同研發(fā)建設(shè)了目前全球冶金行業(yè)規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的數(shù)字化料場——河鋼唐鋼新區(qū)封閉式全流程“無人”料場，實現(xiàn)了更干凈、更安全、更高效的智慧原料運(yùn)營。2021年，西門子為河鋼石鋼提供了數(shù)字化工廠的頂層設(shè)計咨詢及軟硬件一體的解決方案，優(yōu)化了資源配置。此外，河鋼也是中國首家接入西門子MindSphere（基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)）的鋼鐵企業(yè)，利用河鋼數(shù)字自主研發(fā)平臺的物聯(lián)網(wǎng)采集技術(shù)、三維可視化技術(shù)與西門子MindSphere充分融合，形成智慧軋機(jī)解決方案，幫助河鋼衡板優(yōu)化軋機(jī)運(yùn)行。

劉獻(xiàn)東表示，達(dá)索系統(tǒng)作為全球工業(yè)軟件巨頭，為各行各業(yè)提供了工業(yè)軟件系統(tǒng)服務(wù)以及技術(shù)支持。達(dá)索系統(tǒng)3D設(shè)計軟件在汽車工業(yè)的運(yùn)用范圍十分廣泛，涉及從零件設(shè)計到整車設(shè)計以及制造、裝配工藝、產(chǎn)品維護(hù)整個生命周期。在過去的40多年來，該公司一直致力于在數(shù)字化領(lǐng)域全面布局，基于12個產(chǎn)品品牌和覆蓋12個行業(yè)的解決方案，圍繞達(dá)索系統(tǒng)產(chǎn)品在3D建模應(yīng)用、大數(shù)據(jù)和信息智能應(yīng)用、社交和協(xié)同應(yīng)用的能力，為企業(yè)客戶提供可協(xié)同的3D虛擬空間，從而推動實現(xiàn)可持續(xù)性創(chuàng)新。

“德國鋼鐵協(xié)會下屬鋼鐵研究中心是歐洲領(lǐng)先的鋼鐵冶金技術(shù)研究機(jī)構(gòu)之一，也是歐盟數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案的主要提供商。其代表性案例有垂直整合與網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)、自組織生產(chǎn)、跨工序的自動化。其中，跨工序的自動化是指針對較長的工序流程，基于跨工序的工廠信息流，建立跨工序的自動化設(shè)計解決方案，包括煉鋼廠的溫度管理等，傳統(tǒng)的煉鋼過程控制是基于靜態(tài)操作說明和手動干預(yù)的，各工序的檢測和模型相對獨(dú)立，難以確保最佳的一貫制工藝控制。該機(jī)構(gòu)開發(fā)的全過程動態(tài)模型，可以監(jiān)測煉鋼過程溫度和其他質(zhì)量參數(shù)?！彼榻B道。

從優(yōu)缺點對比看機(jī)器人應(yīng)用前景

“隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，協(xié)作機(jī)器人成為熱門話題，了解協(xié)作機(jī)器人與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人間的區(qū)別對于鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型來說十分重要。”劉獻(xiàn)東表示，協(xié)作機(jī)器人就是機(jī)器人與人可以在生產(chǎn)線上協(xié)同作戰(zhàn)，充分發(fā)揮機(jī)器人的效率及人類的智能，不僅性價比高，而且安全方便。傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，具有一定的自動性，可依靠自身的動力能源和控制能力實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能，被廣泛應(yīng)用于電子、物流等工業(yè)領(lǐng)域。

據(jù)他介紹，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，占用的空間較大，且不易搬運(yùn)，同時缺乏力傳感器（允許機(jī)器人了解周圍環(huán)境，并允許它在空間受到侵犯時自動停止），再加上自身較重、操作要求較高這兩個因素，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人有可能成為“潛在的危險工具”。相反，協(xié)作機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間較小，且易搬運(yùn)，可以根據(jù)生產(chǎn)需求單獨(dú)編程，以應(yīng)對不同的生產(chǎn)任務(wù)。同時，協(xié)作機(jī)器人自身重量較輕，配備力傳感器，可以起到保護(hù)工人安全的作用。“協(xié)作機(jī)器人可以擔(dān)當(dāng)許多角色，將在更多領(lǐng)域得到重用。到2026年末，中國寶武將有超1萬臺套機(jī)器人上崗?！彼a(bǔ)充道。

最后，他表示：“就下游行業(yè)而言，也充滿了挑戰(zhàn)與機(jī)遇。目前，寶鋼金屬意大利寶瑪克正面臨著新能源汽車高速發(fā)展和新增戰(zhàn)略市場帶來的挑戰(zhàn)。如果未來電動汽車的電池包和底盤逐漸一體化，新的材料和更高的焊接技術(shù)要求將帶來新的技術(shù)創(chuàng)新需求。基于人工智能的焊接機(jī)器人，將成為典型交叉學(xué)科的創(chuàng)新與突破點，極大地提高制造效率，且更能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性?！?/span>

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