【中國耐火材料網】
隨著經濟全球化及信息化技術的快速發展，傳統制造行業面臨著前所未有的挑戰， 歐美等發達國家相繼提出“再工業化”“工業 4.0”和“工業互聯網”的戰略，積極推動工業轉型升級，促進經濟發展。 我國在 2015 年也提出了 “中國制造 2025” 的戰略舉措，部署全面推進實施制造強國戰略。 圍繞這一戰略目標，“中國制造 2025”規劃中把“推進信息化與工業化深度融合”，即“兩化融合”作為九大戰略任務和重點之一， 提出要加快推動新一代信息技術與制造技術的融合發展， 把智能制造作為兩化融合的主攻方向，推進制造過程智能化，在重點領域試點建設智能工廠/數字化車間。 未來全球的制造業都將會迎來以智能制造、互聯網、大數據、云計算等為核心的第四次工業革命。作為鋼鐵行業的必備產業，耐火材料同樣更應響應國家號召，順應時代潮流。
1 耐火材料的生產工藝智能裝備現狀及機遇
傳統的耐火材料行業屬于典型的勞動密集型企業，與世界先進企業相比較，我國耐火材料行業存在較多問題。 表現為以下幾方面：(1)技術裝備水平低，多需要借助進口設備;(2)關鍵技術存在瓶頸，功能、特種、節能、長壽、環境友好型耐火材料比例較低;(3)污染大，環保技術水平低;(4)產品生產過程自動化程度低，對產品質量的人為影響因子高;(5)企業管理信息化水平低。
隨著中國制造 2025 浪潮的沖擊，我國耐火材料企業通過不斷地對外學習、交流，陸續在國內看到了自動化配料生產線、自動打磚機、自動液壓機、自動稱量系統、自動碼磚機器人、自動在線檢測等身影。通過這些智能設備的引進， 在一定程度上提高和促進了我國耐火材料智能制造的發展。 但對生產過程中自動化設備之間信息的銜接及各相關工藝參數等大數據的提取和應用仍存在不足。瑞泰馬鋼公司 2018 年率先將智能立體庫引入到耐火材料行業，在引入智能生產裝備的同時，又將數字信息化系統、可視化系統引入到生產系統，真正實現從原料到成品設備的全自動化生產， 進一步實現了各設備之間信息參數的交互提取及應用。
2 耐火材料智能制造技術水平的影響因素
圍繞智能制造強國戰略， 瑞泰馬鋼公司就如何實現耐火材料生產的自動化、 智能化及生產大數據的提取及應用進行了應有的探索及實踐。 結合瑞泰馬鋼公司在智能制造探索道路上的實踐， 筆者從以下四個方面介紹影響耐火材料智能制造技術水平的主要因素。
2.1 智能裝備的技術水平
要實現耐火材料智能化生產首先離不開智能裝備。 智能裝備從原料開始可以有智能立體庫、AGV智能小車、全自動配料混碾系統、恒溫恒濕庫、自動液壓機、智能環保設備、智能包裝設備、智能檢測設備等。 然而智能裝備技術水平也是良莠不齊，只有優秀的、 合適的智能裝備才能對耐火材料智能化生產錦上添花，才更能激發智能化生產新的思路。
以原料倉庫管理為例， 傳統的耐火材料企業原料倉庫管理一般為節約空間， 相同產品噸包袋層層疊放， 一旦堆放時間較長就會導致部分細粉原料板結，在使用過程中造成產品質量波動。 另外原料的轉運和輸送也一定程度降低了企業的生產效率。
引入智能立體庫后， 在充分利用立體空間的同時，為進一步實現倉儲管理的智能化，對所有原材料進行科學編碼，所有原料均有自己獨立位置，唯一的編碼，相互之間互不影響，從原料到貨，到上架、揀貨、補貨、發貨、盤點，精準原料在倉儲內的每一流程，每一動作。 另外還可方便地對庫存貨物的批次、保質期等進行管理。 進一步利用 SNHGES 系統的庫位管理功能，及時掌握所有庫存貨物當前所在位置。徹底改變了傳統耐火材料的原料倉庫管理模式，真正實現倉儲原料的智能化管理。 原料智能倉儲立體庫見圖 1。
圖 1 原料智能倉儲立體庫現場圖
2.2 信息化與智能裝備融合
由于不同的智能裝備均有其固定的軟件及技術支撐，裝備與裝備之間在協作時往往會產生干擾，甚至相互之間制約，由于智能裝備的通訊協議種類多，標準不統一，如果能充分實現數據之間的智能聯動，則有利于智能化生產，反之不利于智能化生產。因此實現智能裝備的協作與集成是智能制造技術突破的關鍵。
以全自動生產配料系統為例說明， 為實現全自動生產，首先考慮智能裝備之間的無縫集成，將智能倉儲、自動配料系統、混碾系統、智能小車通過信號及數據進行連接，形成合理的聯動模式;其次配料系統和制造集成系統的集成， 接收配料作業計劃和利用自動配料算法進行全自動配料， 同時返回配料實際作為成本核算的數據依據，與過程控制系統、資源計劃系統等信息系統實現高度集成。
2.3 信息集成技術
通過基于 SOA 架構的 Web Services 接口技術，實現企業資源計劃系統(ERP)、制造執行系統(MES)和產品生命周期管理系統(PLM)的集成協同，PLM產品生命周期管理系統(PLM)將產品研發信息(配方比等)通過接口傳遞給制造執行系統和企業資源計劃系統， 客戶生產訂單信息通過企業資源計劃系統及時下達到制造執行系統， 同時制造執行系統完成生產訂單后實時將相關生產過程信息反饋給企業資源計劃系統， 確保了智能化工廠內數據傳輸的及時性、準確性，真正做到數據不落地，消除信息孤島現象(見圖 2)。
2.4 大數據的采集分析能力
推動制造業智能制造發展的另一重要因素就是大數據的開發與分析能力。 大數據不僅僅是一項數據存儲技術，更是一系列和海量數據相關的抽取、集成、管理、分析、解釋技術，是一個龐大的框架體系，更是一種全新的思維方式和商業模式。 通過對生產線各個區域零散、雜亂的數據進行結構優化，轉化為可用的智能數據并且將這一數據融合到新的生產當中，從而實現整個生產過程的優化。
瑞泰馬鋼公司在智能制造道路上做的一項重要工作就是盡可能多地收集生產過程各個環節數據，這些數據可以是原料粒度、泥料水分、機器轉速、甚至可以是天氣濕度、溫度等。 數據收集之后，首先要對所有生產相關的大數據進行預處理， 這就需要對數據進行辨析、抽取、清洗。 因為并非所有的數據都是有價值的。 接下來就是要建立一個大數據平臺，對處理后有效的數據進行儲存和管理， 在儲存和管理過程中一項重要任務就是大數據的安全。 然后通過預測、推算、總結等科學的技術手段或方法對大數據進行分析和挖掘，得到有利于生產的有效數據。 最后就是大數據的展現和應用， 將隱藏于海量數據中的信息和知識挖掘出來， 為企業生產運行提供更有利依據，進而保證產品的高質量及生產的高效率。 后期將根據生產過程大數據及產品用戶的大數據相結合，快速提升產品的升級速度。
3 未來耐火材料智能制造的發展方向
未來耐火材料領域的發展首先是要在產品智能追溯上有新的突破，比如對于需要燒成、浸漬處理的產品，如滑板，如何通過智能裝備或手段實現對每塊產品的追溯管理， 即無論某塊產品在哪個生產工序，均能通過技術手段快速追查詳細生產記錄，形成有效準確的追溯管理模式; 其次是智能環保技術的發展，耐火材料行業截止目前在國內仍屬于高污染產業，如何通過智能設備或技術手段實現耐火材料的低污染或零污染生產;最后是智能工廠的建立，在工業互聯網、5G 時代及工業大數據的大環境下，針對不同的冶煉環境，實現耐火材料產品的個性化，智能化生產。