隨著生產的數字化和信息的網絡化普及,以3D打印機和智能機器人為代表的第三次工業革命浪潮正在全球掀起,對傳統產業將帶來“顛覆性”的影響。鋼鐵工業和冶金裝備制造業在這一場新的工業革命中將產生什么變化?面臨的挑戰和機遇又是什么?這是時下業內人士所關注的重要話題。
新工業革命帶來發展機遇
從世界經濟發展歷程可以看出,全球經濟的每一次大轉折,或每一個大國的崛起和強盛,都是新的產業革命掀起和新興產業發展的結果,鋼鐵業和與鋼鐵業相伴的冶金裝備制造業更是如此。例如,在第二次工業革命中,德國抓住機遇,實現了采礦、冶金、機器制造等傳統工業的重大技術革新,加快推進電器、化工和汽車等新興產業的發展,迅速改變了德國工業的面貌,以致在很短時間內趕超了英國。
第十屆全國政協副主席、中國金屬學會理事長徐匡迪曾說,回顧過去100年世界鋼鐵工業迅猛發展所走過的道路,不難看出有兩大力量支撐著它。一是整體社會工業水平的不斷提高。如果沒有蒸汽透平,就不可能有大型高爐;大功率電機的出現造就了大型軋鋼機;工業化大規模制氧技術的成熟,使氧氣轉爐脫穎而出,取代了少、慢、差、費的平爐。簡而言之,只有在工業革命成功和裝備制造業不斷發展的基礎上,才會出現由大型化設備組成的現代鋼鐵聯合企業。二是從上世紀中葉開始的信息革命風起云涌。信息技術在鋼鐵工業中的應用,促進了鋼鐵工業的各個生產過程進入了連續化、智能化、高效化的新時代。與50年前相比,鋼鐵工業的勞動生產率提高了近10倍,資源和能源消耗降低了30%~50%。
由此可見,鋼鐵業和冶金裝備制造業都是伴隨著工業革命的掀起而得以發展的。同樣,正在啟動的“第三次工業革命”,也必然對冶金裝備制造業產生革命性的變化,帶來重大發展機遇。
深刻變革對發展模式提出挑戰
業內人士指出,“第三次工業革命”對我國冶金裝備制造業的影響將是很深刻的,會改變未來的生產方式和消費模式,其帶來的挑戰不可輕視。
“第三次工業革命”將對傳統裝備制造業的生產方式進行變革,現在的生產方式是大規模標準化,用機器生產機器的方式;而新的生產方式,是以互聯網為支撐的智能化大規模定制的方式,標志著個性化消費時代的到來。裝備制造業的主流制造模式從削減式轉變為疊加式制造,這一變化本質上是制造業數字化帶來的。削減式制造,先要鑄造毛坯,切削加工,再做成零部件或產品;數字化疊加式制造則是快速成型,“打印”出來的。與傳統的生產方式相比,其明顯的優勢是節約資源,原材料使用僅為傳統生產方式的1/10,能源消耗也遠低于化石能源時代;互聯網信息的運用,將大幅降低產品的生產成本。
目前包括冶金裝備在內的我國裝備制造業規模很大,已經形成完善的體系,但那些大型、尖端裝備的核心部件和控制技術缺乏,仍然依賴進口,而一般水平的普通裝備制造企業,大都是勞動密集型,依靠勞動成本低的優勢發展。然而,以新型制造技術為標志的“第三次工業革命”,將直接導致勞動力成本占總成本的比例會越來越小,我國裝備制造業在國際市場上的勞動成本低的優勢將逐漸消失。與國外發達國家相比,我國的數字化制造、人工智能、機器人還有很大差距。我國的工業機器人絕大多數為進口,國產工業機器人尚無法進行大規模生產。而在美國等發達國家,機器人、數字化制造、人工智能的應用日益普遍。
把握低碳和數字化發展機遇
對于我國冶金裝備制造業來說,應對“第三次工業革命”的挑戰和機遇,必須充分認識到不斷創新是推動“第三次工業革命”的原動力。鋼鐵工業的功能正在由過去單純生產優質鋼材向更多創新功能轉變,包括充分回收、高效利用各種余熱、煙氣進行發電或提取清潔能源(氫或甲醇),吸納廢塑料、廢鋼鐵等社會廢棄物,充分利用爐渣等固體廢棄物替代寶貴的自然資源生產建筑材料。而通過潔凈鋼生產技術和凝固、軋制、冷卻過程控制技術,生產潔凈度和均勻度高、晶粒細化、相變強化的鋼,從而節省或少用合金資源,生產出高強度、超高強度的資源節約型鋼材,是我國鋼鐵工業品種、質量發展的新趨勢。我國冶金裝備制造業應該按照“第三次工業革命”的趨勢,適應鋼鐵工業的轉變,加大研發力度,生產出達到國際先進水平的裝備。
為應對全球氣候變化及CO2減排的需要,在鋼鐵工業的生產流程中,短流程(廢鋼—電爐—連鑄—連軋)的比重將逐步提高,從現在的不到15%提高到30%~40%。與此同時,長流程也會因減少焦炭消耗的要求和非高爐煉鐵技術的成熟和完善,而逐漸擴大直接還原、熔融還原的比重,以減少碳的排放。冶金裝備制造企業應緊跟這一趨勢,及時研發相適應的冶金裝備。
同時,冶金裝備制造企業應該突破支撐制造業數字化的關鍵技術,為“第三次工業革命”做好技術準備。快速成型技術(典型的如3D打印機)、工業機器人技術、新材料技術、新一代信息技術等關鍵技術的成熟和產業化是促使制造業從自動化走向數字化的必要條件,也是各國爭奪“第三次工業革命”先發優勢的主戰場。
新的工業革命需要大批創新型人才。“第三次工業革命”不僅要求生產組織方式與其相適應,而且對開發和使用這些新技術的人提出了新的更高的要求;不僅要求先進制造技術及其配套服務的研發人員能夠站在技術創新的前沿,而且對生產現場的工人提出了由簡單勞動向技能型勞動和知識型勞動提升的要求。冶金裝備制造企業應該努力培養一批先進制造技術研發人才和知識型員工。
總之,推動高技術向傳統產業,尤其是支柱性的制造業擴散轉移,加快增強高端制造業的自主創新能力,發展智能制造、綠色制造,實現從制造大國向制造強國轉變,這是鋼鐵業和冶金裝備制造業應對“第三次工業革命”的產業基礎。