“黑燈工廠”，點亮鋼鐵制造智慧之光
——寶鋼股份冷軋廠建設C008熱鍍鋅智能車間的思考
夏日午后，跨入寶鋼股份冷軋廠C008熱鍍鋅車間，眼前瞬間一暗。這里的能見度，和廠房外刺目的陽光形成了巨大的反差。目及之處，只有幾個行車警報燈嗡鳴轉動著，發出一點微薄的亮光，提醒著人們，頭頂上的無人行車正在作業。
這里就是寶鋼股份冷軋廠的“黑燈工廠”。這個工信部鋼鐵企業智能制造示范試點和工業互聯網應用試點項目，2017年啟動，今年底將全部結題。按照項目結題的五大標準，“黑燈工廠”將實現噸鋼能耗下降15%、綜合污染物噸鋼下降30%、勞動效率提升30%、產能提升20%、加工成本下降10%。
2019年1月，中國寶武第一次黨代會明確提出以“成為全球鋼鐵業引領者”為愿景，以“共建高質量鋼鐵生態圈”為使命。中國寶武黨委書記、董事長陳德榮多次強調，智慧制造，是中國寶武實現愿景和使命的重要路徑之一。
建設“黑燈工廠”，顯然就是中國寶武在探索智慧制造之路上的一次破冰之旅。回望它走過的路和歷經的艱辛，凝聚著中國寶武對傳統鋼鐵制造業轉型升級的一種探索——明天的鋼鐵往哪里去？新時代的鋼鐵路在何方？
用“黑色”的眼睛尋找光明
2016年，冷軋廠在C008熱鍍鋅車間率先實施了行車無人化改造，成功在鋼卷中間庫區域實現了無人化。原先燈火通明的庫區具備了全天候黑燈條件。2017年成為工信部鋼鐵企業智能制造示范試點和工業互聯網應用試點項目后，冷軋廠又先后研發應用了工業機器人、人工智能判級、數字鋼卷、遠程集中操作等多項創新技術，滅失了一批需要開燈作業的崗位，“黑燈工廠”因此得名。
從某種意義上來說，“黑燈工廠”只不過是個形象的“人設”，以便于非專業人士理解。然而，“黑燈工廠”的內涵，遠不止字面上這么簡單，不僅喻示著綠色、節能的作業方式，更是一種顛覆傳統生產管理模式的系統性創新。
2019年，中國鋼鐵產能很有可能突破10億噸，供大于求是一個長周期、大概率事件。陳德榮在接受專業媒體采訪時說，“在鋼鐵行業供大于求的情況下，我們如何自我救贖？我認為智慧制造是未來的出路。”的確，成本壓力、人力短缺、環境負荷、能源消耗、安全生產……細數這些當前鋼鐵行業面臨的痛點，人們不難發現，傳統的發展模式已經很難全面破解這樣的行業難題。
“黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它尋找光明。”“黑燈工廠”正如同傳統鋼鐵行業里黑色的眼睛，尋求著智慧制造的光明，也讓人們看到了鋼鐵行業智能化發展的光明前景。與此同時，通過項目的實施，無論是寶鋼股份還是寶鋼工程、寶信軟件，技術力量隊伍都得到了檢驗和鍛煉，冷軋廠高級主任工程師張亞林認為，“這或許是一筆更大的財富”。
設備更智能，員工更自由
在“黑燈工廠”加熱爐區域，總共7層加熱爐有幾十米高，層層疊疊，看上去頗為壯觀。但是巡檢工作的強度也很高，點檢員要一層層地爬上去檢查爐體泄漏、燒嘴損壞等。今年，冷軋廠在每個樓層上安裝軌道，配置了專業的巡檢機器人，這個智慧制造項目徹底解放了每天爬上爬下的點檢員們。
“機器取代人”，少人化，乃至無人化，是“黑燈工廠”最為直觀的一個變化。這個智能車間最先達成的一項硬指標，就是勞動效率提升了30%。偌大的廠房里空無一人，從拆捆、打捆到質量自動判級；從鋅鍋撈渣、撇渣到出口取樣、自動貼標……一大批智能機器人的上崗，把車間里的基層員工從勞動強度高、作業環境差、不安全因素多的崗位中解放了出來。
鋅鍋撈渣、撇渣，可以說是C008機組主操最犯怵的活。鋅鍋溫度有450多度，兩米范圍內溫度也高達60度左右，即便是穿上防護裝備，工作服上也時常會燙出一個個小洞，勞動強度高，作業環境差。智能化改造中，撈鋅、撇渣機器人相繼上崗，完全取代了人工操作。C008機組主操邢云明對這種變化津津樂道：現在重活、累活基本都是機器人干，而且設備的智能化水平在不斷地提升。比如鋅層的控制，過去都要操作工進行人工錄入數據，現在智慧平臺上線后，完全就不需要了。“我個人感覺吧，我們一線操作工以后干活再也不是憑力氣了，而是都要靠腦子了！”上個月，小邢還參加了機器人維修的專項培訓。
智慧制造，或許不僅僅是指裝備的高度智能化，還有基層員工專業智慧的激發和養成。把人從低水平的重復性勞動中解放出來，去從事更有想象力和創新力的工作，從而實現自由而全面的發展，這或許是智慧制造的一個“目的地”。盡管，這條路才剛剛出發，但這不正是中國寶武提倡的“三有”理念當中“有趣”的真諦么！
“地標性建筑”的示范輻射效應
空無一人的行車、六合一的操作室、數字化的鋼卷、不知疲倦的機器人……隨之而來的是勞動強度低了、作業環境好了，當管理者和基層員工從“黑燈工廠”的建設中獲得越來越強的幸福感時，大家對智慧制造的認識越來越趨于一致。
“中國寶武應定位于一家以鋼鐵業為載體的高科技企業。”這樣顛覆性的論斷放在幾年前，恐怕沒幾人能接受。冷軋廠的一位管理者回憶說，前幾年寶鋼股份提出“五大能力”，其中一條就是智慧制造。當時我們都不太理解，鋼鐵企業為啥要搞這些“花哨”的東西？
冷軋廠副廠長王勁說，當成本削減越來越難以擠出水分，勞動效率越來越難以提升時，大家漸漸意識到，智慧制造不是“干和不干”的問題，而是“早干和晚干”、“怎么干”的問題了。現在，更是到了“流程再造”的關鍵階段，因為市場和現場都在倒逼著他們。
對于一家特大型鋼鐵企業來說，要玩轉人工智能、大數據應用這樣的高新科技，難度是可想而知的。“黑燈工廠”完全找不到可以借鑒的模板，對于大多數理工科底子的技術人員們來說，這種跨界的難度是非常大的。在很多項目參與者的印象中，項目前期大量的專業培訓和技術交流持續了好幾個月，一直到現在都沒有斷過。從美國大河鋼廠到韓國浦項，從施耐德到西馬克，然后邊學邊干，艱難地將這些應用移植到鋼鐵制造流程中。
在項目負責人、分廠廠長陸勇看來，“黑燈工廠”是中國寶武智慧制造的一個“地標性建筑”。寶鋼股份的裝備自動化和信息自動化水平都比較高，學習能力也比較強，這為“黑燈工廠”的創建打下了良好的基礎。寶鋼工程、寶信軟件等單位都不遺余力地給予了支撐。可以說，從頂層設計到細節描繪，都是“傾全集團之力”的。這個項目最重要的戰略意義可能就是“一點突破，全面開花”，也就是集團公司領導始終強調的，寶鋼股份的智慧制造項目要“可復制，能借鑒”。
打破傳統鋼鐵制造業的“天花板”
“黑燈工廠”新建的集控操作室叫“6+in1”,大幅透明的落地窗，雪白的吊頂，干凈敞亮，設計得很有現代感。乍一看，還以為是某個高端展會的一個展臺。C008機組原來兩條鍍鋅線的6個操作室全部都合并到了這里。除了集中了原來的功能外，還能夠為遠在千里之外的湛江鋼鐵提供運維支持。縱觀整個“黑燈工廠”，踐行了中國寶武智慧制造“四個一律”中的“現場操控室一律集中”、“操作崗位一律采用機器人”、“運維監測一律遠程”。
首席工程師俞鴻毅介紹說，在“黑燈工廠”，一個鋼卷，從庫區吊運出來一直到發貨，可以做到信息不落地，全流程在線運作。扁平化的信息流，讓現場問題更加具有透明性、即時性和可視性，而且，這也為模糊甚至打破原來涇渭分明的管理界面創造了硬件基礎。縱向來看，一條機組的信息斷點連成了線；橫向來看，生產、能源、成本數據，在一個界面上就一目了然。按照專業的說法，“信息從一個點轉變為一條線，從一張紙轉變為一本書，從數據池轉變為數據湖，實現了數據匯集、數據交付和數據服務三大功能”。而這些，都給鋼鐵制造流程再造和管理變革注入了源源活力。
“黑燈工廠”從一臺行車的無人化開始，兩年的時間里，已經通過大量的高新技術手段，初步將產線、流程、工序進行了有效整合。其五大指標的顯著改善，也很好地回答了智慧制造與管理變革之間的辯證關系。這不僅給寶鋼股份最新提出的“ONE MILL”理念提供了一個初具雛形的實踐樣板，也給鋼鐵企業智慧制造描繪了一個美好的前景。
如果用當下大熱的量子力學術語“躍遷”來形容“黑燈工廠”所帶來的變化，可能還為時過早。但有一點是肯定的，一種對傳統鋼鐵制造革命性的顛覆在這里已經初見端倪。勞動效率的提升、成本可視可控……這些都只是冰山的表面，“黑燈工廠”改變的是鋼鐵制造業的傳統流程、組織模式，其實就是打開了傳統鋼鐵制造進一步突破提升的“天花板”。
