“黑灯工厂”实现远程一键炼钢
7月22日，在离炼钢现场3000米的会议现场，中国宝武党委书记、董事长陈德荣按下了意义非凡的按键。随着这一按键动作的完成，3000米外的宝钢股份（600019）宝山基地一炼钢3号转炉正式开启“远程一键炼钢”（转炉自动化冶炼+全自动出钢）模式：氧枪缓缓降下，转炉炉内的钢水开始翻滚……
同时，借助5G技术，会议现场的模拟画面则直观实时显示着转炉冶炼情况。钢铁冶炼专业毕业、曾在炼钢一线十几年的陈德荣在会场表示，“以前炼钢要经过摇炉等多道工序，现在通过智慧制造和5G技术，实现了远程一键炼钢。今天，这里离现场3000米，下次我们就能实现距离3000公里的一键炼钢，在上海炼湛江钢铁的钢。”
这艘产能正在逼近1亿吨的“钢铁航母”正尝试以智慧制造引领行业进行新一轮颠覆。实际上，早在2007年，宝钢股份即试水“一键炼钢”成功，但彼时并未实现真正意义上的工艺贯通。眼下，正值中国宝武《智慧制造行动方案（2018-2020年）》实施期，一批智慧制造项目孕育数年后陆续成熟亮相。
就在陈德荣向外界展示“一键炼钢”的前一天，也就是7月21日，包括澎湃新闻记者在内的数家媒体走进宝钢股份宝山基地，冷轧黑灯工厂、设备远程运维中心、产成品智能物流管控中心，这些现场都展示着和传统钢铁行业“傻大黑粗”截然不同的面貌。
宝钢股份冷轧厂C008热镀锌智能车间，是工信部钢铁企业人机一体化智能系统示范试点和工业互联网应用试点项目，从2017年开始建设。澎湃新闻记者日前走进该车间时，没有传统钢厂的灯火通明，看到的是一间“黑灯工厂”。
对于这间业内早有耳闻的“黑灯工厂”，宝钢股份冷轧厂三冷轧分厂厂长陆勇在现场向记者解释，“最原始的车间是灯火通明的，2016年改造后，原来由人工开的行车变成无人行车，不再需要行车工开，具备24小时黑灯操作的条件。另外，用机器人替代了3D（Dangerous，Dirty，Difficult）岗位的人机结合，这也不需要开灯了。最后就是集控作业，用模型来替代之前的人工设定，从而也不需要开灯来作业。”
以无人化为特征的冷轧“黑灯工厂”，通过应用信息化技术，实现了行车无人化，库区管理和钢卷驳运等物流作业无人化；机组入口拆捆、锌锅捞渣、出口取样、打捆和贴标等作业全部应用机器人技术，实现了3D岗位无人化。
以锌锅捞渣这一环节为例，热镀锌工艺是镀锌带钢生产的重要环节，镀锌过程中产生的锌渣会粘附在镀锌板表面，导致表面缺陷。传统钢厂的捞渣工作一直采用多人配合，实现赶渣和撇渣作业。然而，人工捞渣不仅劳动强度大，而且有安全风险，带钢锌渣缺陷也不易控制。
宝钢股份正是聚焦冷轧热镀锌核心工艺，研发了全球首套锌锅电磁撇渣系统（EMD），与捞渣机器人系统协同配合，实现锌锅捞渣作业无人化。改造后，机器人代替人工，可周期性自动清渣或者人工启动自动清渣，使得倒渣更均匀。作业区域也采用安全围栏封闭，并配置门锁及报警灯，以杜绝人身安全事故发生。
据介绍，冷轧厂C008热镀锌智能车间的项目指标为：吨钢能耗下降15%、综合污染物吨钢下降30%、劳动效率提升30%、产能提升20%、加工成本下降10%。
其中，在劳动效率提升30%这一项目指标上，陆勇表示，“黑灯库区、’六合一集中操作室’、启用12台3D岗位机器人”，这些都使得操作工正在从钢企生产一线的岗位上逐渐撤离，来提升了整体的劳动效率。
值得一提的是，所谓的“六合一集中操作室”则是宝钢股份在全世界内的首创。该操作室由两条热镀锌机组原来的六个操作室在高度自动化、信息化的基础上，合并集中为一个操作室，实现远程集中操作控制。
陆勇表示，集中操作不仅提高了劳动效率，也改善了员工的操作环境，“车间噪音都是比较大的，以前操作室都有噪音，去年我们新造了一个操作室，工作环境非常好。”据介绍，集中操作室的员工由此前的操作岗位转进，“但对他们提出了更高的要求，以前只要懂一个岗位，现在所有的岗位都要融会贯通。”
记者在现场看到，“六合一集中操作室”不仅实现了两条热镀锌机组的集中操作，还通过实时监控和远程操作，对千里之外的宝钢股份湛江基地热镀锌机组提供远程支撑。
当天，澎湃新闻记者还在现场看到了刚投入到正常的使用中不久的无人驾驶重载框架车。在仓库至码头的一个路口，两辆无人驾驶重载框架车相遇，从码头返回的那辆车停下“礼让”，待从仓库驶出的“伙伴”在路口转弯通过后才继续行驶。
而就在一两百米外的产成品智能物流管控中心，这些无人驾驶重载框架车的运行画面在一块物流数字孪生屏幕上呈现了出来，包括速度、车头转角、刹车量、油门量、载重等在内的数据在屏幕上一目了然。
宝钢股份运输部部长肖苏在产成品智能物流管控中心现场对记者表示，“这些车负载钢卷后总重达到150吨-160吨，此前正常车速也就每小时10公里左右，现在一般每小时8公里。”
这款无人驾驶重载框架车由宝钢股份、宝信软件、大连重工共同研制。肖苏表示，和其他先进的自动化码头采用的无人驾驶车相比，“两轴的无人驾驶车轴压太大，对码头的基础设施要求就很高，我们这些车是基于已有码头设施的道路进行设计，最大的优点是可以在老的码头、工厂里改造使用。”
目前，穿梭于仓库和码头的无人驾驶重载框架车共有6辆。肖苏对澎湃新闻记者表示，“未来还将再上8-10台无人车，明年这样一个时间段差不多可以了。”
而这一时间进度和钢制品无人仓库的建设相关。宝钢股份目前建成的无人仓库已于2018年5月1日正式投用，包括无人仓库在内的整个物流系统投运时间点则是在今年的6月初。该仓库占地逾6万平方米、超过5个足球场大小，为国内面积最大的钢制品仓库。肖苏介绍，相比比传统的仓库，这一无人仓库劳动效率提高70%-80%，堆存能力提高30%。
“目前刚开始运行，一般的情况下这个仓库一年的吞吐量有300万吨，今年年底前将完成新的无人仓库的建设。”肖苏表示。
作为钢铁人机一体化智能系统方面的领军者，自2015年开始，中国宝武正式以宝钢股份为试点开展钢铁智能制造的探索。2019年初，中国宝武第一次党代会明确了“成为全世界钢铁业引领者”的愿景和“共建高质量钢铁生态圈”的使命。而高质量钢铁生态圈是以“智慧”为核心，以智慧制造和智慧服务为双引擎，凝聚各方力量共建共享的商业生态系统。
而在中国宝武目前的总体战略中，智造战略也是四大战略之一，即以互联网、物联网、大数据、人工智能为依托，大力开发和利用智能钢铁制造技术与装备，实现智慧钢铁。
中国宝武中央研究院智慧制造研究所所长张群亮此前在接受澎湃新闻采访时曾表示，中国宝武新一轮的智能改造将有别于此前的“打补丁式”改造，“现在我们的需求非常旺盛，宝武把智慧制造也作为公司的战略，这就可能跟过去要求不一样了，不再是局部地做一些项目，更多的是全面系统地做这块工作。”
而智能制造对钢铁行业来说又意味着什么？张群亮用号称全球最智能钢厂——美国大河特种钢铁厂来举例。“他们用了很多人工智能的技术来颠覆原来的钢厂生产，效率已达到全世界第一。大多数钢厂效率是人均1000吨钢，目前大河钢铁一期已经做到人均3700吨钢，这是一个质的飞跃。”此外，张群亮认为，“这使他们察觉缺陷、规避问题、系统性提升比传统的自动化效果会好很多。”
陈德荣更是在多个公开场合提到智慧钢铁的意义。在今年4月中国宝武与中国联通就一同推动工业互联网5G应用签署战略合作协议上，陈德荣提到，现在炼铁已无80后的大学生了，年轻人都不再愿意干这个行业。另外，钢铁制造业未来的竞争力在哪里？钢铁产业70%-80%的成本在原料，剩下最大的一块成本就是人力。最后，尽管一些宣传片中出现穿西装打领带的镜头，但在人们传统的印象中，钢铁还是傻大黑粗、烟熏火燎。“这样的场景现在已经很少了，但我们仍旧是时不时地会有一些事故。”
陈德荣认为，5G推动下的智慧钢铁不仅能解决人力问题、提升劳动效率，更能解决安全问题。“如果我们也可以把人从现场撤出来，做成无人化、少人化，那事故就可以大幅度减少、完全解决工业制造领域的危险。”
值得一提的是，在其中宝山基地一间车间的一面墙上，留下了员工对智慧钢铁的个人理解。据介绍，其中一条“有钱有闲有趣”即出自陈德荣。此前陈德荣也公开提到，“中国宝武提出要实现‘三有’：第一点是‘有钱’；第二点是‘有闲’，‘996’不是人类的未来；第三点是‘有趣’，人应该从危险的、重复性的劳动场景中解放出来，能够从事更加有创意、有趣的工作。”