本書立足于我國鋼鐵工業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展,系統(tǒng)調研分析了國內外鋼鐵工業(yè)智能制造的發(fā)展現狀及發(fā)展路徑;從裝備智能化關鍵技術、生產智能化關鍵技術和產品智能化關鍵技術多個維度,首次系統(tǒng)介紹了鋼鐵工業(yè)智能制造的核心技術及最新進展,深入剖析了國內外典型鋼鐵企業(yè)的智能制造應用現狀與鋼鐵工業(yè)智能制造標準體系,在此基礎上明確指出了我國鋼鐵工業(yè)智能制造存在的問題與面臨的挑戰(zhàn),提出了鋼鐵工業(yè)智能制造的技術路徑、發(fā)展藍圖與重點任務實施建議,可為我國鋼鐵工業(yè)智能制造的發(fā)展提供理論與技術指導。
毛新平,北京科技大學,院士,鋼鐵行業(yè)低碳工作推進委員會專家委員會主任,汽車用鋼開發(fā)與應用技術國家重點實驗室、海洋裝備用金屬材料及其應用國家重點實驗室學術委員會主任,國家重點研發(fā)計劃項目首席。長期從事先進鋼鐵材料及其低碳制備技術研究,獲得國家科技進步二等獎3項、省部級科技進步一等獎8項、出版英文專著1部、中文專著3部。曾獲全國勞動模范稱號、全國五一勞動獎章、何梁何利基金科學與技術創(chuàng)新獎、光華工程科技青年獎、魏壽昆冶金青年獎和首屆杰出工程師獎,入選首批“萬人計劃”百千萬工程領軍人才。
第1章 緒論 001
1.1 鋼鐵工業(yè)概況 002
1.1.1 中國現代鋼鐵工業(yè)發(fā)展歷程 002
1.1.2 現代鋼鐵生產流程 003
1.1.3 鋼鐵工業(yè)發(fā)展趨勢 012
1.1.4 鋼鐵工業(yè)重點發(fā)展方向 014
1.2 先進鋼鐵材料發(fā)展概況 015
1.2.1 鋼鐵材料的特點及分類 015
1.2.2 先進鋼鐵材料發(fā)展現狀 019
1.2.3 鋼鐵材料存在的短板 019
1.2.4 先進鋼鐵材料未來發(fā)展方向 020
1.3 鋼鐵工業(yè)智能制造概念及發(fā)展需求 023
1.3.1 智能制造概述 023
1.3.2 先進鋼鐵材料智能制造戰(zhàn)略需求 025
參考文獻 026
第2章 鋼鐵工業(yè)智能制造研究與發(fā)展現狀 029
2.1 國外鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程及現狀 030
2.1.1 歐洲鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程及現狀 031
2.1.2 美國鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程及現狀 033
2.1.3 日本鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程及現狀 038
2.1.4 韓國鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程及現狀 047
2.2 我國鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程及現狀 050
2.2.1 我國鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展歷程 050
2.2.2 我國鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展現狀 060
2.3 國內外鋼鐵工業(yè)智能制造水平對比分析 072
2.3.1 國內外鋼鐵工業(yè)智能制造路線規(guī)劃對比 073
2.3.2 國內外鋼鐵工業(yè)智能制造過程優(yōu)化對比 077
2.3.3 國內外鋼鐵工業(yè)智能制造低碳發(fā)展技術對比 079
參考文獻 082
第3章 新一代信息技術 085
3.1 工業(yè)互聯網 086
3.1.1 工業(yè)互聯網概述 086
3.1.2 體系架構 087
3.1.3 關鍵技術 091
3.1.4 工業(yè)互聯網未來趨勢 095
3.2 5G 097
3.2.1 標準發(fā)展與現狀 098
3.2.2 5G的技術特征及應用部署方案 099
3.2.3 5G關鍵技術發(fā)展趨勢 103
3.3 大數據與云計算 104
3.3.1 大數據 104
3.3.2 云計算 109
3.3.3 大數據與云計算的關系 117
3.4 人工智能 118
3.4.1 人工智能背景 118
3.4.2 人工智能發(fā)展進程 119
3.4.3 人工智能關鍵技術 120
3.4.4 人工智能未來發(fā)展方向 124
3.5 CPS與數字孿生 126
3.5.1 CPS與數字孿生的研究背景 126
3.5.2 數字孿生基本架構 129
3.5.3 工業(yè)中數字孿生關鍵技術 131
3.5.4 數字孿生未來發(fā)展范式 135
3.6 信息與網絡安全 137
3.6.1 設備安全 138
3.6.2 控制安全 139
3.6.3 網絡安全 141
3.6.4 應用安全 143
3.6.5 數據安全 145
3.6.6 區(qū)塊鏈技術 147
3.6.7 密碼技術 149
參考文獻 151
第4章 鋼鐵工業(yè)智能制造關鍵技術 155
4.1 裝備智能化關鍵技術 156
4.1.1 裝卸船智能化技術 156
4.1.2 堆取料智能化技術 159
4.1.3 重載無人車自動駕駛技術 162
4.1.4 智能庫區(qū)相關技術 164
4.1.5 工業(yè)機器人技術 167
4.2 生產智能化關鍵技術 170
4.2.1 工藝控制智能化 170
4.2.2 設備遠程智能運維 180
4.2.3 生產計劃調度 183
4.2.4 智慧物流 190
4.2.5 能源調度 194
4.3 產品智能化關鍵技術 198
4.3.1 材料智能設計 198
4.3.2 全流程質量管控 204
參考文獻 208
第5章 國內外典型鋼鐵企業(yè)智能制造案例剖析 213
5.1 國內典型鋼鐵企業(yè) 214
5.1.1 中國寶武 214
5.1.2 河鋼 221
5.1.3 南鋼 226
5.1.4 沙鋼 229
5.1.5 建龍鋼鐵 231
5.1.6 湘鋼 233
5.1.7 首鋼 234
5.1.8 鞍鋼 237
5.1.9 德龍鋼鐵 238
5.1.10 中天鋼鐵 242
5.1.11 中信泰富特鋼 243
5.1.12 寧波鋼鐵 244
5.2 國外典型鋼鐵企業(yè) 246
5.2.1 浦項鋼鐵 246
5.2.2 安賽樂米塔爾 249
5.2.3 蒂森克虜伯 251
5.2.4 塔塔鋼鐵 252
5.2.5 日本制鐵 252
5.2.6 大河鋼鐵 253
參考文獻 257
第6章 鋼鐵工業(yè)智能制造標準體系 259
6.1 國際智能制造標準體系 260
6.1.1 “工業(yè)4.0”參考架構模型RAMI4.0 260
6.1.2 日本工業(yè)價值鏈參考架構(IVRA) 262
6.1.3 NIST-RCS智能控制體系結構 264
6.1.4 美國工業(yè)互聯網聯盟《工業(yè)互聯網參考體系結構》 267
6.1.5 歐盟鋼鐵工業(yè)集成智能制造I2MSteel 270
6.2 國家智能制造標準體系 272
6.3 鋼鐵工業(yè)智能制造標準體系現狀 275
6.3.1 鋼鐵工業(yè)智能制造標準體系結構 275
6.3.2 鋼鐵工業(yè)智能制造標準發(fā)展迅速 276
6.4 鋼鐵工業(yè)智能制造體系架構 277
6.4.1 目前體系架構 277
6.4.2 鋼鐵工業(yè)智能制造體系架構設計原則 278
6.4.3 鋼鐵工業(yè)智能制造體系架構主要內容 281
6.5 鋼鐵工業(yè)智能制造成熟度評價標準 291
6.5.1 智能制造能力成熟度模型和評估方法 291
6.5.2 鋼鐵企業(yè)智能制造能力成熟度評價 293
6.6 鋼鐵工業(yè)智能制造標準體系存在的問題及未來展望 295
6.6.1 鋼鐵工業(yè)智能制造標準體系存在的問題 295
6.6.2 未來展望 295
參考文獻 296
第7章 鋼鐵工業(yè)智能制造發(fā)展展望與保障措施 299
7.1 鋼鐵工業(yè)智能制造面臨的挑戰(zhàn) 300
7.2 鋼鐵工業(yè)智能制造藍圖設計 303
7.2.1 鋼鐵工業(yè)智慧制造遠景 303
7.2.2 轉型支撐 304
7.3 鋼鐵工業(yè)智能制造實施路徑 305
7.3.1 集團型鋼鐵企業(yè) 305
7.3.2 中小鋼鐵企業(yè) 306
7.3.3 特鋼企業(yè) 307
7.4 鋼鐵工業(yè)智能制造實施重點任務 307
7.5 政策建議 314
7.6 保障措施 316
參考文獻 317