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冶金企业管理现代化创新成果 | ?鞍钢朝阳:以数制融合为主线的钢铁企业“1+4+N”制造管理体系的探索与实践
2024-12-2649

第一部分 实施背景

(一)降本增效的客观要求 

2023年以来,钢铁行业总体上呈现“供给弹性大,需求恢复慢”的发展形势,进入深度调整期。朝阳钢铁产品结构单一,高附加值产品不足、售价低,区域资源争夺激烈、远离港口运费高,多种因素导致成本行业优势减弱,企业生存压力巨大,急需深入挖掘隐形成本、提高制造效率、寻求降本新途径,传统制造管理体系已难以支撑破题解困,构建新制造管理体系保持企业核心竞争力已迫在眉睫。

(二)极致能效的可靠路径 

朝阳钢铁落实国家战略和行业及集团公司要求,目标2025年焦、烧、铁、钢四大工序能效100%产能达到标杆值,要完成上述目标,需要统筹规划、系统支撑、高效落实,切实提升全系统节能控耗和高效运行能力。

(三)高质量发展的迫切需要 

数字化转型成为钢铁行业转型升级的核心引擎,也是钢铁企业高质量发展的内生动力。传统钢铁行业正处于自动化、信息化向数字化、智能化转变的关键时期

如何借助数据应用、模型驱动、智能制造等手段磨利制造体系转型之刃?   

如何以数智引领谋求高效运行来击破管理之疲、风险之痛?

用数制融合解决管理无决策依据的难题、降低人治的风险成为朝阳钢铁高质量发展新需求

第二部分 主要内容

(一)主要内涵

本成果是钢铁企业实施数字化转型的探索与实践,聚焦“效率、质量、能效、成本”四重维度,基于数字技术充分发挥数智一体化管控作用,通过数据技术切入业务流,对数据和制造两维要素耦合查究,打破“信息孤岛”和“界面壁垒”,牵动全系统制造端提效率,有力支撑深挖成本压降潜力。

成果运用数字精益理念,将数字赋能与制造精益深入融合,采用“面”“点”结合的推进方式,优化了制造管理组织机构确保发挥统筹管理效应,构建了数制融合的“N”个数据模型,驱动精准决策、高效运营,探索出一套适合钢铁企业高效低成本运行的“1+4+N”新型制造管理体系

“1”,围绕一条主线,即“数制融合”赋能制造端提效降成本。

“4”,聚焦制造全流程的四个关键,即“效率、质量、能效、成本”。

“N”,构建“N个数据模型”,即构建支撑制造端效率提升类数据模型、质量管理提升类数据模型、能效提升类数据模型、成本管控类数据模型。

(二)主要创新点

主要有两个创新点:

一是通过数智赋能变革,打通物理、流程、管理三个界面(物理分散为集中,流程三级为两级,管操技三位一体),实现“一个中心控全局”   

二是通过数智赋能生产,数据贯通挖掘、应用、迭代三维循环,有效解决大型复杂制造流程企业普遍存在的三低一高(效率、质量、能效低,成本高)等难题。

通过创新打通了企业三层运营主体,发挥“数据应用”和“模型建立”双引擎作用,提高全员创新意识,树立精益管理理念,坚持不懈的使用PCDA等精益改善管理工具,不断优化数据模型,深挖数据价值,实现制造端提效率、降成本目的,助力朝阳钢铁高质量发展。

图1 数制融合制造管控体系总体架构图

第三部分 主要做法

(一)构建数制融合管理体系,发挥统筹管控效应 

在数字经济蓬勃发展的大背景下,朝阳钢铁制造端管控体系由原有的制度、流程约束的制造管控模式向数据赋能型的制造管控模式转变,以数据作为重要的生产要素,通过建立数据平台与制造技术的结合,打造“数据平台+制造”的数制融合管理体系,实现数据集约共享与智能应用,让制造端管控更加精准、智慧、高效、敏捷,让数据真正赋能到制造全过程。   

1.数智赋能,创新优化组织机构 

1)生产集中一贯到底。将焦、铁、钢、轧、能碳、加工、计量等7个单位的生产人员划归制造管理中心,集中各厂级生产组织指挥力量,精准优化岗位编制,实施专业化、一体化管理,三级变两级

2)制造管理中心包干工序成本。一个中心控全局,利用数据平台打破信息孤岛,实现数据的共享和流通,做到工序模块协同无边界、挖潜提效无障碍

2.梳理全链条数据,破除制造瓶颈 

1)数据收集。利用现有的PES系统建立一个全面的数据汇聚中心,全维度梳理指标一致性和覆盖性,审核取数逻辑、数据源有效性,确保所有相关的生产数据都能被准确记录和存储

2)数据解析。对比标准生产流程和实际生产数据,利用数据模型识别生产制造过程中存在的问题,落实解决措施,跟踪调整

3)瓶颈破解。业务人员深入现场,查找课题、瓶颈,提出数据需求,利用数据应用解决瓶颈问题,持续迭代,固化方法;形成数据分析工具,提升解决生产过程中异常和低效问题的效率

(二)聚焦效率提升,数据激发新动力 

1.以“管操融合”促进铁钢界面提效 

全流程钢铁产业生产线存在“信息孤岛”和“界面壁垒”,通过信息共享、打通界面壁垒,统筹优化生产组织,构建工序间大数据模型,实现“让数据说话”,增强数据对生产经营决策支撑作用   

梳理铁水周转相关罐态、传搁时间、满罐率等8个维度23组过程数据,找出周转过程中的薄弱环节

贯通界面数据孤岛,全流程实时动态监测铁水罐运行,构建调度、岗位、专业人员三维跟踪、评价、管控数据表,支撑精细、创新优化,实现铁水温降“破百”稳定运行,达到行业先进水平。

2.以“模型驱动”促进钢轧界面提效

构建“炼钢铁料平衡模型”提升模块效率,优化冶炼时间,压缩环节控制时间,按照“一勾铁、一槽废钢”组织生产。

打造“热轧高效轧制模型,按照“同铸同轧”优化生产组织,热轧提效后精轧实现同轧两块钢,小时效率提升17%,以模块高效促进界面效率提升,促进降本增效。

3.以“精准管控”促进产销界面提效

围绕“先难后易”为原则对全月合同做精准排序,产销协同做精准排产测算以及紧急合同的交付处理,做到全链条精准交付。打破职能部门壁垒,产销端协调产品从形成合同到发运至目的港各环节,内部压缩衔接等待时间,外部统筹铁、汽、船三方协作环节,减少各环节物流等待时间,缩短产品生命周期,交货周期压降17%,确保交付准确性。

(三)聚焦质量提升,赋能高效运行

朝阳钢铁坚持以QCDDS引领高质量发展,坚持“质量零缺陷”管理理念,以“守入口、控过程、把出口”为管理重点,加强全面质量管理,运用数据支撑质量管理体系提升。   

1.守入口,构建原燃料质量管控模型 

1)运用大数据分析技术,形成时间、空间不同维度的原燃料质量管控模型。

2)规范检验,确保模型采集数据准确,指导生产实践。依据模型管控标准,实现品种全覆盖入厂检验,过程抽查,定期比对,确保检验数据精准性。

3)根据模型指导,制定《原燃料储存及使用管理办法》,规范卸、堆、上。

4)模型预警功能,实时监测超差品种,当好“吹哨人”及时将异常情况反馈至下一道工序,及时采取应对策略。

2.控过程,打造关键工艺控制点运行模型

以防控质量风险为着力点,强化中间过程管控,对各工序27个重点质量指标的主要影响因子进行梳理,确定关键工艺控制点69个。做到过程质量信息监管全覆盖。以工序服从为原则,上道工序主要发挥监控、预测、评价作用,对下道工序易发问题制定管控方案,实现质量持续改进。在持续的生产管控过程中,深入开展模型运行检查,做好转序产品评价,通过质量对标工作,查找差距、补齐短板,不断优化关键工艺控制点,进一步夯实质量管理基础,比如连铸铸坯质量缺陷识别率达到96%、质量合格率实现99.98%,质量得到持续改善。   

3.把出口,建立健全服务客户评价体系 

1)提升产品质量。通过建立严格的质量管理体系,从原材料采购、生产过程到成品检验的每一个环节都要确保符合国际标准和客户要求。

2)是识别客户进行分类。将客户按照不同的特征以及产品用途进行分组,以便更有效地针对不同群体提供定制化的服务和特殊性能的产品。

3)是制定评价指标。根据客户需求,制定一系列可量化的评价指标,通过全面反映服务客户的质量。

4)是数据分析与应用:对收集到的客户服务评价数据进行分析,找出服务中的优点和不足,制定改进措施

(四)聚焦能效提升,数字精益齐发力

通过能源集控平台项目建设,构建以七大数据应用模型为核心的智慧能源管控平台,进行数字化转型升级,聚焦能效提升,实施“数字+精益”管理,为能源端与制造端有效融合提供决策支撑,能源指标持续优化,界面效率不断提升,能源成本持续降低。在精益管理方面提炼出了“数字化是手段,思想转变是核心”的“数字+精益”管理理念,摸索出了“管理技术、能源调度、操作人员”三结合的高效链条管理模式。    

图2 能源平衡优化模型架构图

1.打造极致发电、构建多介质耦合模型

耦合高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气3种介质的产生、消耗、存储及外销,构建“岗位要、调度调、专工挖、统筹控”的多介质耦合发电模型,实施煤气、电量、需量、蒸汽、柜位等47项重点参数全流程监视

2.打造极致能耗、构建多维度管控模型

智慧能源管控平台按照介质专业化,构建给水专家系统、供电专家系统、氧气专家系统,各个专家系统分别形成以“水效分析”模型,工序电耗分析模型、需量管控模型和分时电价管控模型,“智慧空气”模型为核心的多维度管控模型体系

3.打造精益管理、构建双阈值管控模型 

在能源系统管理方面,从风险管控和极致能耗两个维度出发,建立195个指标清单,通过设定阈值管理、在线监测、超限报警、调度响应优化、事后评价功能,强化过程管控,确保风险实时受控,能源系统安全稳定,再通过“提目标值,收公差带”的精益管理强化,实施去冗余、去活套,紧平衡生产,构建事前有规定、事中有管控,事后有评价的管理机制,打造能源系统精益管理新态势。   

(五)聚焦成本管控,深挖降本潜力 

朝阳钢铁实施成本精益管控,以业财融合为手段,紧抓成本管控核心要素,持续优化配煤、配矿、废钢模型,围绕“经济、高效”运行两条主线,形成多品种“拉抽屉”模型、多维度能源平衡模型,铁素流、碳素流、能源流三流合一测算焦、铁、钢、轧成本,建立系统经营模型,支撑生产组织决策,全面落实日成本管控,助力最优成本落实落地,同时不断使用PDCA管理理念,不断优化成本管控模式,助力挖掘降本新路径。   

图3 系统经营模型架构图

1.数理结合优化配煤配矿模型 

1)深挖历史数据,形成原燃料质量、配煤配矿结构与实际质量对应的数据库;

2)以历史数据检验煤、矿测算模型,修正模型中不合理的逻辑关系和设定系数,逐步形成适应自身煤、矿结构的逻辑体系;

3)在前期工作基础上,开发基于铁前系统大数据的配煤配矿模型,支撑物料采-运-产精准灵活高效组织,有效降本。

2.全流程测算建立废钢经济性模型 

以全流程成本报表为体系、不同品种废钢为载体,建立N种废钢使用模型,形成不同的废钢使用方案,既能反映不同废钢经济性排序,又可反映不同废钢在成本体系的准确影响因子,支撑快速准确决策。   

3.“三流合一”建立系统经营模型 

1)围绕高效、经济运行两条主线,确定焦炭质量高低标准两条线,进而形成两种基本配煤结构,支撑高炉不同规模稳定顺行,燃耗最优。

2)形成多种拉抽屉模型,比如外购焦炭与自产焦炭、废钢与铁水、地矿与进口矿,转炉单炉与双炉生产等生产组织模型,定时测算,择机降本。

3)能源流、铁素流、价值流三流合一,财务成本报表与工艺计算逻辑相结合,以不同产能、不同消耗交叉,建立焦、烧、铁、钢、轧全流程成本测算报表,以准确快速测算当前市场条件下,生产成本、效益情况,寻优最佳组产方案。

4.精益管控建立“日成本”体系 

1)优化已经搭建好的“日成本”管理系统,在各成本中心开展调研写实工作,优化取数逻辑,使“日成本”具备“真实性、即时性、指导性”能力,完善协同联动、异常分析、实时评价等功能,实现全程掌控助决策”的产线成本监控体系。

2)充分利用好日成本管理体系,通过日成本实时显示,及时发现成本波动关键要素,每日分析偏离成本要素指标原因,及时解决,避免问题扩大化、延续化,持续造成损失。

3)在日成本基础上,按照当日销售价格,计算产品利润,通过产品利润变化,及时掌握市场变化,为经营决策提供支撑。以算的准、管的住、控的下支撑完成预算目标。

第四部分 取得成效

(一)制造端效率明显提升 

朝阳钢铁转炉出钢量、热轧小时块数、铁钢界面关键指标明显提升,经济效益约544.15万元。   

(二)吨钢能效取得进步 

能源通过发电多介质耦合、水系统多维度管控等深度管理,2023年,自发电比例、吨铁TRT发电量、吨钢综合能耗等五项指标均创历史最好水平,合计创效约2768.52万元。

(三)初步建立高效制造管控新模式 

顺应全球数字化浪潮,改变传统生产组织模式,实施以数字化转型整体驱动生产组织变革,构建“数字赋能与制造精益深入融合”的制造管理体系,让数据说话,让模型指导,达到决策精准、方向明确,管理高效、目标明确,执行到位、结果明确,1年以来,通过不断总结梳理,持续优化,探索出一套适合钢铁企业高效低成本运行的新型制造管理体系。







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