數字化概念在工業4.0時代得到了大範圍傳播,特別是歐盟於2020年3月份發布「歐洲工業新戰略」,明確了歐洲工業新戰略的未來願景,即為具有全球競爭力和世界領先地位的工業、為氣候中和鋪平道路的工業、塑造歐洲數字未來的工業。另外,數字化轉型也是歐盟實施「綠色新政」的關鍵舉措。
中國寶武歐洲研發中心主任劉獻東表示,歐盟數字化轉型目前主要面臨垂直集成、水平集成、生命週期集成、橫向集成4個維度的挑戰。此外,為積極應對以上4個維度的挑戰,目前歐盟鋼鐵行業數字化轉型項目主要分為三大類。
第一類是數字化研究活動和技術賦能開發項目,包括物聯網、大數據和雲計算、自組織生產、生產線模擬、智能供應鍊網絡、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,其中德國鋼鐵協會下屬鋼鐵研究中心、聖安娜(Sant'Anna)、蒂森克虜伯、阿賽洛米塔爾、塔塔鋼鐵、蓋爾道、奧鋼聯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的數字化轉型與低碳技術研發的資助計劃,例如「第七框架計劃」「歐洲地平線計劃」。
劉獻東表示,歐盟鋼鐵行業在數字化領域開展了多個系列研發項目。目前,包括阿賽洛米塔爾、蒂森克虜伯和塔塔鋼鐵等在內的越來越多的歐盟鋼鐵企業都相繼投入到了數字化轉型浪潮中。
阿賽洛米塔爾採取的主要措施為建立數字卓越中心,應用工業無人機,實施人工智能、數字孿生項目等。阿賽洛米塔爾目前正在其全球各地的生產基地建立配套的數字卓越中心,以使各種新技術更快地應用到實際生產過程中。同時,該公司已將無人機應用於設備維護操作和能源利用情況追踪,以提高設備操作安全性,最大限度地減小員工安全風險,同時提高能源利用效率和生產效率。該公司位於美國、加拿大和墨西哥的拼焊廠目前已經實現了完全機器人化,不僅提高了產量和產品質量,而且幫助下游客戶實現了擴大生產規模的需求。
蒂森克虜伯目前重點開展的數字化轉型項目包括產品與生產過程「對話」、3D工廠、保證數據安全的「工業數據空間」等。在蒂森克虜伯的伊爾森堡鋼廠,凸輪軸鋼產品能夠和生產製造過程「對話」。這種「對話」得以實現主要是基於與互聯網的接口,每個凸輪軸鋼產品擁有專屬ID,在生產過程中,通過互聯網接口將製造過程的全部工藝流程相關信息輸入專屬ID,賦予每個產品獨家記憶,從而建立能夠自我管理、學習的智能工廠。蒂森克虜伯認為,這種將物質與數據網絡融合形成的網絡物理系統是工業生產的未來。
塔塔鋼鐵的長期目標是通過創建數字解決方案來改善服務質量並提高服務透明度,以適應工業4.0時代要求,同時推進和利用數字技術、大數據分析等改進流程、產品和服務。塔塔鋼鐵的數字化轉型戰略主要分為三大部分,分別為智能技術、智能連接以及智能服務。其中,該公司實施的智能服務項目主要包括「動態滿足用戶需求」「連接客戶與售後市場」等,後者主要是通過虛擬現實和人工智能為客戶服務提供即時技術支持。此外,面向下游,塔塔鋼鐵實施了「面向汽車行業的數字化製造發展」項目。該項目的重點之一是實現汽車價值鏈的數字化。
劉獻東表示,在歐盟鋼鐵工業推動實現數字化轉型的過程中,西門子、達索系統、德國鋼鐵協會下屬鋼鐵研究中心成為了目前主要的解決方案提供商。
西門子致力成為面向整個產品開發與生產過程的整合型供應商,建立了覆蓋從產品設計、生產規劃、生產實施到後續服務整個流程的「西門子數字化企業平台方案與智能製造」。同時,河鋼與西門子在數字化領域的深度合作也十分具有參考價值。
達索系統作為全球工業軟件巨頭,為各行各業提供了工業軟件系統服務以及技術支持。達索系統3D設計軟件在汽車工業的運用範圍十分廣泛,涉及從零件設計到整車設計以及製造、裝配工藝、產品維護整個生命週期,為企業客戶提供可協同的3D虛擬空間,從而推動實現可持續性創新。
德國鋼鐵協會下屬鋼鐵研究中心是歐洲領先的鋼鐵冶金技術研究機構之一,也是歐盟數字化轉型解決方案的主要提供商。其代表性案例有垂直整合與網絡化生產、自組織生產、跨工序的自動化。
隨著製造業的轉型升級,協作機器人成為熱門話題,了解協作機器人與傳統的工業機器人間的區別對於鋼鐵企業實現數字化轉型來說十分重要。協作機器人就是機器人與人可以在生產線上協同作戰,充分發揮機器人的效率及人類的智能,不僅性價比高,而且安全方便。協作機器人可以擔當許多角色,將在更多領域得到重用。此外,到2026年末,中國寶武將有超1萬台套機器人上崗。
就下游行業而言,也充滿了挑戰與機遇。目前,寶鋼金屬意大利寶瑪克正面臨著新能源汽車高速發展和新增戰略市場帶來的挑戰。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要求將帶來新的技術創新需求。基於人工智能的焊接機器人,將成為典型交叉學科的創新與突破點,極大地提高製造效率,且更能保證產品質量的穩定性。