钢铁企业仓储物流生产管理的智能化发展

信息来源：   发布时间：2021-07-29  点击数：

前言

钢铁企业的仓储物流包括大宗原燃料、设备 备件、材料、废钢铁、合金、耐材等冶金用物资 的验收、仓储、运输、供给和保产业务，因此仓 储物流是钢铁企业全流程的生产源头，是钢铁企 业生产工序的重要组成部分。

如今，在环保节能减排和高本微利的市场竞 争压力下，钢铁行业正积极应用大数据、信息化 和智能化技术将仓储物流向“绿色储运、智能驱 动”的方向推动发展［1］，为了提高劳动生产率、 降低安全风险，部分钢铁企业已经开始将自动化、 智能化技术和工业机器人应用到仓储物流生产运 行中，用智能化设备代替人工作业，但是在进行 智能化项目建设的同时，也出现了一些不注重基 础，对信息化管理认识不高，工程与生产、管理 脱节的现象，本文通过对提高劳动生产率和提高 信息化生产管理的阐述，提出钢铁企业仓储物流 的智能化发展方向。

2.提高劳动生产率

2.1智能化数字原料场建设

原料场是钢铁企业仓储物流的核心组成部 分，智能化数字原料场建设的目的就是实现科学 管理、作业顺畅、稳定供料、减少人为因素和降 低安全风险。智能化数字原料场主要由“生产作 业流程信息化管理”“仓储信息化管理”“智能 混匀配料系统”组成。

作业生产流程信息化管理

生产作业流程信息化管理是采用图论最佳路 径算法，自动检索起点设备和终点设备间所有可 用流程，在接收生产系统下达的卸料、取样、供料、 返料等生产计划后，综合考虑各设备属性、运转 成本、设备维修计划等信息，智能决策出节能、 便捷的最优动态流程并通过PLC系统下达操作指 令，同时实时跟踪计划执行情况并返回计划对应 的相关作业实绩，保证前后工序信息流的通畅对 接，保证原料的及时卸料、取样、供料和返料， 有效提高了生产作业计划下达的准确性和生产管 理效率，降低生产管理成本。

仓储信息化管理

仓储信息化管理由“料堆信息库管理” “仓 群信息库管理”“作业流程跟踪”“作业实绩报 表管理”组成。仓储信息化管理可实现料场自动 盘库以及料场生产计划预测功能，可为原料采购 提供实时真实的信息，有效降低库存成本。

⑴料堆信息库管理是应用成像技术，将系统 采集的料堆图像数据创建料堆数据模型，并实时 获取料堆动态变化信息，实现对料堆的自动盘库, 同时还可通过仿真运行统计将不同时间段内不同 料堆的最大库存、最小库存以及平均库存及时上 传生产系统，做到料堆信息及时维护、安全库存 预警以及自动盘库作业等。

⑵仓群信息库管理可实时显示原料场区域内 各个料仓的仓容、仓位信息、加仓管理、加仓优 先级作业计划、移动卸料设备的作业指令等，并 通过与其他工序生产系统的通讯，实时掌握炼钢、 炼铁、烧结、焦化等原料用户的料仓料位信息, 按用户料仓的料位信息、原料信息、使用量信息， 实时更新原料用户的仓储群数据。

⑶作业流程跟踪是通过基础控制流程将流程 的作业实绩发送给数字料场，在某个流程开始运 行的时刻，数字料场自动跟踪执行的流程，在数 据库中创建这个流程的基本信息(如物料跟踪信 息)并且直到流程运行结束，整个流程完整的运 行信息记录在数据库中。

(4)作业实绩报表管理记录和反映了原燃料消耗、 生产过程、生产指标、技术经济和产品质量等情况， 收集并生成主要生产数据和过程参数的各种报表。 2.1.3智能混匀配料系统

智能混匀配料系统可基与不同种类的原料成 分以及混匀矿目标成分，借助配料模型计算，对 系统下达混匀配比作业指令，同时通过实时对混 匀矿的成分分析按专家规则进行归类处理，保证 混匀矿综合成分稳定。除此，智能混匀配料系统 还具备原料评价和核算功能，通过获取在库原料 的化验成分，实现在成分、成本等多目标的前提 条件下进行自主选优配料。智能混匀配料系统可 提供综合成分稳定的混匀矿，对提高产品质量和 降低成本起到关键作用。

2.2带式输送机系统无人化操作

带式输送机系统无人化操作主要是以完善的 基础自动化系统实现自动化控制，以精确的全方位检测设备、稳定的自动执行机构实现智能化过 程控制，以工艺模型、人工智能、专家知识库做 为决策指导进行优化生产，实现系统全流程的自 动化、智能化无人操作，有效降低人工成本，提 高劳动生产率，改善员工工作环境，减轻劳动强度， 保证安全生产。带式输送机系统无人化操作由“堆 取料机全自动无人驾驶”“带式输送机运输系统 无人操作”“带式输送机系统自动化控制”组成［2］。

堆取料机全自动无人驾驶

堆取料机全自动无人驾驶是通过设置视频监 控、三维扫描仪、防碰撞扫描仪、雷达料位计、 运行定位设施、数据客户端、编码器等实现运行 过程数据检测，通过设置图像和数据处理服务器 可实时进行料堆三维成像建模，通过计算、智能 控制、数据存储、防碰撞演算等实现在作业过程 中的准确、安全、节能、可靠的自动堆、取料作业。

带式输送机运输系统无人操作

带式输送机运输系统无人操作是指通过配置 完善的保护装置和相应的视频监控系统，同时应 用视频影像分析技术，完成对输送机运行故障的 检测和监控 （ 包括输送机跑偏、打滑、胶带撕裂、 料流检测、漏斗溜管堵料等），通过配置合理的 仪表设施完成对电动机、轴承、减速机等重要零 部件的运行状况监测（包括运行温度、振动等）。 各运行状态和故障信息以数据形式上传至大系 统，通过系统分析智能决策，为操作人员提供远 程故障排查及基本故障处理的依据。

带式输送机系统自动化控制

对于配有多台堆取料机和带式输送机的带式 输送机系统,主要是采用PLC系统进行自动化控 制，包括设备间的连锁控制，作业指令接收，读 取各设备位置坐标、称量数据、运行状况、故障 信息等，同时向各设备发送堆料位置、作业流程、 堆取作业任务（包括物料种类和运输量）、开始 作业、暂停作业、停止作业等信息。

2.3备品备件智能仓储

备品备件智能仓储包括采用智能化设备实现 库内无人操作的黑库管理模式，以及应用大数据 和物联网技术实现的仓储智能化管理。

智能仓储黑库管理

智能仓储黑库管理是指应用相应的传感器技 术、RFID技术、云计算、网络通信等关键物联 网技术，并根据不同的生产工艺有针对性的配置 仓储智能化设备实现仓储内无人操作，有效实现 减员增效、减少人为因素干扰，降低安全风险。 仓储智能化设备主要包括自动机械堆垛机、AGV 小车、智能无人驾驶叉车、智能无人操作起重机 等。

仓储智能化管理

仓储智能化管理通过将进出库的实时数据进 行上传，实现自动化盘库，有效降低管理成本。 通过建立生产用重要设备和重要零部件信息数据 库（包括生产运行状况和故障率等信息），建立 设备生命周期管理系统，以此依据编制科学的备 品备件采购计划，有效降低库存成本。通过建立 仓储内备品备件信息数据库（包括采购时间和质 保期等信息），利用物联网技术与供应商进行信 息化资源协同融合作业，允许供应商在不影响企 业正常生产的前提下可将仓储备品备件用于其他 企业周转利用，当备品备件正式用于企业生产时， 才与供应商进行设备供货结算，既不影响供应商 销售产品，又可有效降低备品备件采购成本和损 耗成本。

2.4智能物流

智能物流是指应用大数据、电子商务、物联 网等信息化技术将企业库存、生产计划、采购计 划和供应商运输计划深度融合，使进货，出货、 物流实现智能化订单管理,以优化生产管理流程， 提高决策效率为目标缩短供应链环节间的距离， 使厂内外物流真正成为企业生产工序与物料供应 商之间协同作业的桥梁，在实现一部分库存在路 上，有效缩短库存周转天数，降低库存成本的同 时，也可减低物流成本 ［3］。

对于厂内汽车物流管理，可应用“一卡通”“车号自动识别”“身份证识别”“二维码”等信息 化技术，实现厂内物流全程智能化管理。系统依据 车辆装料信息，自主判断卸料区域工况和设备就绪 情况，自主决定能否接受该车卸料，并提供相应的 处理程序。针对排队进场汽车，实现智能停车管理 和装卸调度，提高厂内汽车物流系统运作效率。

2.5大宗原燃料智能化管理

大宗原燃料智能化管理包括物料的重量管理 和物料的质量管理［4］。控制成本是钢铁企业的生 存关键，目前钢铁企业普遍面临低价原料质量不 稳定和重量失真状况，这不仅给企业带来了成本 压力，也给各生产工序的质量控制带来了较大困 难，解决这些难题的主要方法是：

⑴通过建立物料监控控制模型实现大宗原燃 料的智能化管理；

(2)通过设置完善的检测仪表及监控装置，实现 对物料重量和质量验收过程中的准确监测和控制；

⑶通过扩大工业机器人等智能化生产设备的 应用规模，在物料质量制取及检测过程中尽可能 的提高装备的自动化水平，可提高劳动生产率， 降低劳动强度，躲避物料质量验收过程中的人为 因素干扰，提高风险控制能力，使物料质量数据 更趋于真实性。

2.6智能点检和设备维护系统

应用信息化技术使设备和零部件的运行实现 数字化，同时建立设备自动化维检平台，促进设 备的信息化管理。通过安装在设备上的传感器数 据，对设备的运行状态进行实时监控和智能分析， 同时向设备本体控制系统传送运行日志和故障记 录，按要求向管理系统提供设备故障报警清单 ［5］。 设备的信息化管理可提前发现设备异常状况，减 小非计划性检修，可按需按时进行设备维护和点 检，减少非必要的人工维护成本，可规范巡检管 理，提高设备故障处理能力。

应用智能检测技术、大数据和自学习系统建 立设备维护管理体系和设备故障延误管理机制， 实现设备和零部件具备状态自诊断、故障自恢复、 维护过程自动化、运行系统免维护等设备生命周 期管理，确保设备良好运行、降低设备故障率、 最大限度减少设备故障时间、提高生产效率。

节能降耗，降低安全风险

通过设置完善的检测仪表,将采集的压力、 流量、温度、用电量、水质、设备运行状态等信 息进行归纳、分析和整理，实现对压缩空气、采 暖热网、生活水、工业用水、电力等能源的监测 和控制，同时利用自动化、信息化、和智能化集 成技术建设能源管控中心，实现能源介质的集中 监控和平衡输配，促进企业节能减排，绿色生产。

料堆扬尘是原料场的主要污染源，设置完善 的粉尘排放检测仪表设施，同时与相应的降尘设施 (水、除尘系统)实现连锁控制，即可减少扬尘， 也可有效降低能源消耗，达到环保节能的目标。

对于禁入区域，通过设置摄像监控系统，同 时应用视频数据分析技术，判断人员入侵，实现对 违规进入禁区人员进行及时控制，降低安全风险。

创建智能高效的生产管理机构

建设高效绿色的智能化企业，智能化生产和 信息化管理缺一不可。为了保证企业信息化管理 系统的良性健康发展，企业在建设信息化管理系 统时，必须以安全生产为主导，同时在信息系统 建设过程中的每个节点，包括建设、运行、升级 等各节点，企业都需依据自身情况，确立相应的 管理原则、运作体系和运行维护制度。智能高效 信息化生产管理机构一般由“顺畅的生产流程”“标 准化的操作模式”“科学专业的组织机构”组成。 4.1协调的生产流程

钢铁企业仓储物流是整个生产流程的源头， 俗话说“原料场的成功就是炼铁厂的成功，废钢 料场的成功就是炼钢厂的成功”。实现钢铁企业 全流程的正常生产,必须保证上道工序能按正确的生产计划保质保量的为下道工序提供原料，因 此顺畅的生产流程是企业正常生产的保证。

在夯实自动化的基础上，充分利用云计算、大 数据、虚拟化等信息技术，深挖数据资源，将智能 化、信息化与生产管理深度融合，对订单接收、按 单排产、生产执行、质量自动设计与判定、产品出 入库和发运、物料跟踪进行全过程生产流程管理， 创建协调的生产流程可实现一体化生产管理和全过 程质量控制，提高生产效率，降低突发事件发生率。 4.2标准化操作

围绕仓储物流生产全过程的各个环节，包括 从原料采购、物流管理、装料卸料、发料顺序、 原料的质量监控等全部实施标准化操作，通过严 格控制每个环节的生产时间控制物料供给，减少 厂内二次装料短倒，实现高效有序的流程化生产。 对各生产环节的生产状况需通过生产大数据进行 定期汇总和分析，包括标准化操作状况、设备可 靠性、预防性维护、生产工序无故障运行等，并 及时修订操作标准。

4.3科学专业的组织机构

智能化应用的目的就是减员增效、降低安全 风险，那么企业减员是否真正增效，企业员工的 工作尊严是否能随着企业的效益和生产率的提高 而提高，是企业管理面临的挑战。

科学专业的组织机构需要以优化用工结构， 合理分配人力资源为原则进行规划，若真正实现 “减员增效、降低安全风险”，科学专业的组织 机构需拥有简洁的指挥机构、配备充足的装备队 伍和健康的绩效考核机制。

⑴简洁的指挥机构可通过信息化管理的高效 应用，有效降低管理成本和人工成本。

⑵配备充足的装备队伍，需配置完善的适应 企业智能化设备的配备,同时选择的人员需具备 技术改造、挖掘核心装备潜力、以及备件制作的 能力，保证设备“零故障”，配备充足的装备队 伍对生产正常高效运行起到决定性的作用。

⑶健康的绩效考核制度可以带给每个员工发 展的希望，最大程度发挥团队整体潜能，是拥有 好的工作团队和团队精神的重要保证。健康的绩 效考核机制可应用大数据和信息化技术进行网络 化管理，实现绩效考核公平、透明。将员工的综 合素质、工作量、工作质量作为大数据的数据源， 将绩效考试制度作为系统数据分析技术的依据， 系统可实时准确的对各员工信息数据进行分析， 同时进行准确的人力资源优化，促进管理者及时 与员工进行激励沟通和正确衡量，相应的增加了 员工的满意度和工作尊严，同时最大程度的发挥 了员工的主动能动性和最大价值。

关于数据源的说明：

健康的绩效考核制度主要因素包括员工综合素 质、工作量和负面效应。员工的综合素质是进行企 业专业化分工的前提,减员增效不是简单的减少员 工数量，而是利用专业化分工、科学的选择员工、 合理的利用人力资源。工作量是准确考核员工绩效 的依据，同时也是减少工作物流成本和沟通成本的 保证。负面效应的信息采集是指对员工按操作标准 进行工作时出现的新问题分类和频率，负面效应可 引起员工躲避和抵触工作，从而降低工作效率，因 此负面效应的信息采集可帮助企业提高自身防疫能 力，防止不满情绪削弱员工积极性。

5结束语

目前,钢铁行业内解决企业仓储物流的智能化、 信息化方案较多，在选择智能化、信息化建设方案 时，企业必须依据自身情况进行合理选择及个性化 定制 ,这就要求企业必须选择一批既熟悉智能化和 信息化技术，又熟知自身企业生产现状的复合型人 才做为自己的信息化团队成员进行培养，只有这样 才能确保智能化、信息化建设的方案符合企业自身， 同时也可以确保企业智能化、信息化系统的持续改 进和发展。培养自己的信息化团队是企业建设智能 化、信息化系统能否获得成功的关键因素之一。