来源:首钢集团

李凤惠(左二)指导调度人员使用智能管控系统。
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李凤惠(左二)指导调度人员使用智能管控系统。

高端汽车板材品类繁杂、车企定制标准各不相同,长期以来产线依靠职工经验操作、各工序数据割裂、多部门排产互相掣肘,生产效率与产品质量难以同步提升,成为制约高端订单交付的核心堵点。

首钢冷轧作为全球唯一以汽车板为主营业务的“灯塔工厂”,历时四年深耕数字化转型,立足产线实情、锚定车企刚需,从组织架构破冰、全域数据求真、跨部门协同破局多维度攻坚克难,落地67个贴合一线的数字化用例,攻克流程型钢铁制造数智转型痛点,实现高端汽车板品质提质、产能提效双向突破,走出一条贴合厂区实际、赋能主业发展的特色智造转型之路。

聚力顶层变革 重塑作业标准

转型之初,首钢冷轧数字化基础薄弱,仅配套基础MES生产系统,智能化管控体系不完善,对标“灯塔工厂”建设标准差距较大。首钢冷轧全面压实一把手工程,搭建一体化数字化转型顶层架构,由公司党委书记出任数字化转型办公室主任,各车间、部门一把手担任业务板块数字化第一责任人,统筹改革攻坚、破除部门阻力;设立专职数字化推进办公室,6名专职人员专班统筹平台搭建、资源联动、场景落地,打通数字化转型制度通道。

首钢冷轧打破数字化专属IT部门推进的固有思维,创新推行业务骨干兼职数字化用例产品经理模式,生产、质量、设备、仓储全链条业务骨干,全员兼任数字化产品经理,单人统筹2至3个数字化场景,立足岗位痛点提需求、定方案、做优化。厂区划定刚性底线,所有数字化系统、AI模型、智能工具,必须根植业务、服务业务,坚决杜绝脱离生产的无效数字化,从根源上规避业务与数字化建设“两张皮”问题。

首钢冷轧依托数字化转型办公室,全域推进数字化落地,自上而下倒逼职工转变固有操作思维,号召全员参与数字化共建共治。项目联动全员归集岗位实操经验、工序风控诀窍,将零散人工经验量化建模,固化为标准工艺流程;依托制度管控+专项培训,推动职工告别经验作业,主动适配数字化流程,立足岗位反馈优化系统,助力数字化长效迭代。如今系统直接推送标准作业参数,以往凭悟性、靠经验的闭卷作业,转变为系统直给标准答案的标准化作业,全员依规操作即可,彻底扭转老旧作业习惯,以全员数字化,筑牢高效高质的生产根基。

锚定数据本源 筑牢智造根基

首钢冷轧首席工程师李凤惠提及,“数字化起步阶段,我们也走了很多弯路,最根本的原因就是数据的真实性、准确性以及所获取数据的最小精度不达标。”数据是智能制造的原生血液,失真粗放、口径割裂的数据,无法搭建可靠智造体系。历经多轮模型调试失败,团队达成共识:数据不准,再精妙的智能模型、再先进的算法架构,终究是空中楼阁、无源之水。“数字化从不是装点厂区的‘门面工程’,而是破解生产堵点、赋能业务增效的实干利器。必须保证所有的数字化对于业务发展能起到提升的作用。”李凤惠坚决地说。

转型初期,团队依托采集的实时数据搭建轧机电量消耗统计模型,模型设计逻辑完备,落地产线后却完全失效。深挖根源得知,厂区原有电表最小计量精度达600度,无法适配精细化建模;定制高精度电表单台成本高达60万元,改造成本高昂。对设备说明书进行分析后,李凤惠带队另辟蹊径,创新电量脉冲采集方法,低成本精准核算机组耗电量,破解数据采集精度难题。李凤惠坦言:“这是给我教训最深的项目,数据质量差、统计口径不统一,数据满足不了业务刚需,数字化建设就无从谈起。”

全域数字化落地,得益于首钢产销一体化平台。首钢的产销一体化平台和相关的大数据平台,为首钢冷轧的数字化转型提供了坚实的基础。在建设产销平台期间,团队完成了大量的数据治理工作,确保数出同源,为后续的数字化场景落地提供了优质的数据资源。统一的大数据平台又打破了数据孤岛,实现业务间信息的共享。李凤惠表示:“我个人理解,数字化要对业务精准画像,基于数据的多维度分析,可以直接评价质量、生产等各个业务的情况。在此基础上依托数据优化业务流程,数字化才能真正赋能生产。”

全域协同联动 破解排产难题

“汽车板属于典型流程型制造,上下游工序环环相扣、牵一发而动全身。生产排产,就像多方合力拉扯一根橡皮筋,订单、库存、工艺、轧辊等多方必须受力均衡、步调一致,但凡一方节奏失衡、标准相悖,整条产线就会运转阻滞。”首钢冷轧智能排程工程师田靖说道。随着高端定制化订单激增,产品品类愈发细碎多元,以往补齐短板的单一优化方案适配不足,厂区转变思路,向着多方均衡、全域适配的协同方案迭代攻坚。

首钢冷轧作为高端汽车板供应商,企业订单呈现小批量、多品种、高度定制化特点,排产需统筹50项参数、70项约束条件,配套上百条复杂生产规则。受产品定制化程度高、业务规则繁杂等因素影响,排产方案持续迭代优化,过程中易产生各环节规则口径不统一、工艺设备适配标准不匹配、人工操作经验缺乏统一规范等问题,制约订单交付效率与产能利用率提升。

首钢冷轧召集各业务一把手、工艺专家、一线骨干开展专项头脑风暴,推翻老旧细碎排产规则,重构产品适配体系。团队结合板材性能、外板等级、车企适配要求,合并同质化小众品类,精简整合产品大类,将工艺互通、指标相近板材归集归类,同步优化70套轧辊全域适配参数,实现一套规则适配多款同类产品。无须频繁更换轧辊、调校机组参数,一举化解了部门标准分歧、机组适配困难、排产低效等难题。多年顽疾彻底破解,项目落地后,厂区智能排产自动化率达92%,排产效率提升83.3%,机组切换损耗大幅降低,高效承接各大车企多元化定制订单。

逐光攻坚结硕果,数智赋能踏新程。“超高端汽车板材极致效率与零缺陷品质协同智造关键技术”项目斩获首钢科学技术奖一等奖,是首钢冷轧顶层变革、数据求真、协同共治三大攻坚的扎实成果,也是首钢冷轧深耕汽车板灯塔工厂建设的有力答卷。四年数字化转型,厂区依托组织赋能,破除职工经验作业旧习,沉淀一线经验迭代数字系统,统一全域生产数据,联动产销研破解多年排产难题,实现数字化赋能生产、标准化提质增效。未来,首钢冷轧将持续深化数业融合,坚守高效、零缺陷生产目标,做强高端汽车板优势,助力首钢钢铁产业智能化、高端化转型发展。