在今年舉辦的第六屆中國(guó)鋼鐵規(guī)劃論壇上，中國(guó)工程院院士王國(guó)棟針對(duì)鋼鐵行業(yè)在新常態(tài)下的生態(tài)化發(fā)展需求進(jìn)行了深入的分析。
王國(guó)棟是軋制技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際知名專家，早在上世紀(jì)六十年代，他就開(kāi)始接觸軋制技術(shù)生產(chǎn)管理一線，并歷任東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)榮譽(yù)理事，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)軋鋼學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)金屬學(xué)會(huì)軋鋼學(xué)會(huì)軋制理論學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)常務(wù)副主任，遼寧省金屬學(xué)會(huì)理事。
同時(shí)，他也致力于推廣鋼鐵技術(shù)的學(xué)術(shù)研究與大眾普及。他曾擔(dān)任《軋鋼》編委會(huì)主任，Steel Research International、《鋼鐵研究學(xué)報(bào)》《東北大學(xué)學(xué)報(bào)》《冶金自動(dòng)化》《塑性工程學(xué)報(bào)》《寬厚板》等期刊的編委或顧問(wèn)。
生態(tài)化發(fā)展需求迫在眉睫
鋼鐵行業(yè)對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要。鋼鐵材料不僅是性能優(yōu)良、應(yīng)用廣泛、作用重大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保材料，也是最重要的結(jié)構(gòu)和功能材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活和國(guó)家安全等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
過(guò)去30年以來(lái)，特別是最近十幾年，我國(guó)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，支撐著國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，目前我國(guó)粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)接近世界總產(chǎn)量的50%。但是這種增長(zhǎng)被專家稱作是一種“模仿型排浪式消費(fèi)”，“這種消費(fèi)是大家一哄而上、攀比模仿、你有我也要有的集中式消費(fèi)階段，到一定程度以后，反而凸顯出產(chǎn)品缺乏特色、品牌等問(wèn)題，演變成非常困難的競(jìng)爭(zhēng)局面”，王國(guó)棟在會(huì)上表示。
同時(shí)，他也指出了我國(guó)鋼鐵行業(yè)的諸多弊�。鸿F礦石對(duì)外依存度接近80%，合金多數(shù)依賴進(jìn)口；能耗占我國(guó)工業(yè)總耗能的10%，噸鋼能耗比世界平均水平高10%~15%；噸鋼二氧化碳排放比世界先進(jìn)水平高20%，是霧霾的重要源頭之一。
難以為繼的資源和能源，以及不堪重負(fù)的環(huán)境，再加上我國(guó)在技術(shù)裝備上主要還是依靠引進(jìn)或仿制，缺乏自主創(chuàng)新和特色，這一切都倒逼著我國(guó)鋼鐵行業(yè)必須要進(jìn)行自主創(chuàng)新，綠色制造，制造綠色，減少資源和能源消耗，制造出環(huán)境友好、低成本、高性能的產(chǎn)品。
因此，王國(guó)棟認(rèn)為，在新常態(tài)下，我國(guó)鋼鐵行業(yè)也要隨之進(jìn)行深刻調(diào)整。一方面要淘汰落后產(chǎn)能；另一方面在調(diào)整存量的過(guò)程中，企業(yè)要進(jìn)行大量的技術(shù)改造。“不僅是落后企業(yè)，只要不符合標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)都需要進(jìn)行技術(shù)改造，突破瓶頸、提高質(zhì)量、增加效率。同時(shí)要根據(jù)自然需求進(jìn)行差異化的發(fā)展，要有自己的品牌和‘絕活’。”
此次，借助我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)正在制定“十三五”規(guī)劃的契機(jī)，王國(guó)棟希望產(chǎn)業(yè)能夠依據(jù)國(guó)際鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和我國(guó)鋼鐵行業(yè)存在的問(wèn)題，確立重點(diǎn)領(lǐng)域和主攻方向，確定突破口來(lái)攻克關(guān)鍵共性技術(shù)。
他指出，“綠色制造，制造綠色”是目前全球鋼鐵行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)鋼鐵行業(yè)也應(yīng)該瞄準(zhǔn)綠色化目標(biāo)，建設(shè)綠色鋼鐵行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新基地，把我國(guó)建設(shè)成綠色鋼鐵工藝技術(shù)的全球領(lǐng)跑者。“我認(rèn)為，我國(guó)鋼鐵領(lǐng)域目前有條件做到這一點(diǎn)。”
為此，這就要求我國(guó)鋼鐵行業(yè)要堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向。“實(shí)踐中的問(wèn)題、市場(chǎng)的需求是創(chuàng)新的原點(diǎn)，我們要根據(jù)問(wèn)題開(kāi)展基礎(chǔ)理論、學(xué)科交叉、工藝開(kāi)發(fā)和裝備研制，同時(shí)通過(guò)創(chuàng)新解決前沿、關(guān)鍵、共性技術(shù)問(wèn)題。”王國(guó)棟如是說(shuō)。
技術(shù)改造調(diào)整存量
我國(guó)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整上正在進(jìn)行調(diào)整存量、做優(yōu)增量并存的深度調(diào)整。在此當(dāng)中，技術(shù)改造是新常態(tài)下以科技創(chuàng)新調(diào)整存量的一個(gè)重要方式。
在《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)企業(yè)技術(shù)改造的指導(dǎo)意見(jiàn)》中，將技術(shù)改造作為淘汰落后產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)內(nèi)涵式發(fā)展的投資活動(dòng)。王國(guó)棟也表示，淘汰落后產(chǎn)能不能只是淘汰小高爐，在每條生產(chǎn)線上所存在的落后的瓶頸環(huán)節(jié)也是落后產(chǎn)能，也需要通過(guò)技術(shù)改造進(jìn)行水平的提升。
他指出，指導(dǎo)意見(jiàn)中提出要著重強(qiáng)調(diào)五個(gè)方面：更加注重促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新能力的增強(qiáng)和創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化，提升產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力；更加注重節(jié)能降耗減排治污，促進(jìn)綠色發(fā)展；更加注重信息技術(shù)的集成應(yīng)用，推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合；更加注重產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)能力建設(shè)，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；更加注重產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和集聚發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。這五大方面也應(yīng)該成為鋼鐵企業(yè)未來(lái)進(jìn)行技術(shù)改造的中心和重點(diǎn)。
從全球鋼鐵行業(yè)來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家在不斷地進(jìn)行鋼鐵產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造。也正是由于這些技術(shù)改造，才使得發(fā)達(dá)國(guó)家至今仍然能夠生產(chǎn)出全世界最好的產(chǎn)品。
上世紀(jì)六七十年代，發(fā)達(dá)國(guó)家的軋制設(shè)備生產(chǎn)出世界上水平最高的產(chǎn)品。隨后為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)、生態(tài)化發(fā)展壓力，他們又大膽進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。同時(shí)，機(jī)械制造行業(yè)與冶金行業(yè)開(kāi)展合作，進(jìn)行新型板形控制軋機(jī)、大側(cè)壓、立輥調(diào)寬、熱處理裝備等大型化、連續(xù)化裝備的更新?lián)Q代。信息產(chǎn)業(yè)也與冶金行業(yè)開(kāi)展各種合作，研制出高度自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)尺寸、形狀、張力控制等自動(dòng)化、智能化的生產(chǎn)線。同時(shí)，他們也進(jìn)行了生態(tài)化短流程裝備生產(chǎn)線的研發(fā)與應(yīng)用。
王國(guó)棟為臺(tái)下的鋼企老總們舉了個(gè)生動(dòng)的例子：“曾有一個(gè)外國(guó)專家告訴我，我的軋機(jī)從投產(chǎn)到現(xiàn)在，幾乎沒(méi)有一個(gè)零件沒(méi)有進(jìn)行過(guò)改造。正是由于技術(shù)改造使得他們可以開(kāi)發(fā)出一大批新技術(shù)，也使得他們目前的鋼鐵行業(yè)仍然處于先進(jìn)水平。”
他從國(guó)外的技術(shù)改造經(jīng)驗(yàn)中得出，并不是說(shuō)設(shè)備在建成之后就可以“高枕無(wú)憂”，可以直接產(chǎn)生很好的效益。我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)必須要進(jìn)行自己再開(kāi)發(fā)的過(guò)程，這個(gè)再開(kāi)發(fā)的過(guò)程就是進(jìn)行技術(shù)改造。
我國(guó)鋼鐵行業(yè)在工藝、裝備上的確具有很大的改造需求。因?yàn)槲覈?guó)鋼鐵行業(yè)一部分引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，部分企業(yè)的裝備水平甚至超過(guò)國(guó)外上世紀(jì)90年代的水平。有一部分企業(yè)的引進(jìn)設(shè)備存在問(wèn)題，有的放置沒(méi)有處理，有的仍花重金由國(guó)外公司進(jìn)行改造，大多數(shù)企業(yè)并沒(méi)有掌握設(shè)備的核心技術(shù)。
“局部落后會(huì)影響全局效益的提高，通過(guò)技術(shù)改造解決局部性落后產(chǎn)能問(wèn)題對(duì)全局的升級(jí)換代具有重大作用。”王國(guó)棟表示。
特別是生態(tài)化建設(shè)為全球提出了新的問(wèn)題和需求，目前國(guó)外的企業(yè)也尚未提出理想的解決方案。因此“這必須依靠我們自己解決，我們要經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，出特色、出個(gè)性、出創(chuàng)新、出質(zhì)量、出效益。要樹(shù)立敢于在‘洋設(shè)備’上動(dòng)刀的勇氣，要培養(yǎng)在‘洋設(shè)備’上動(dòng)刀的能力。”他的一番話引起了臺(tái)下數(shù)百名業(yè)界人員的共鳴。
王國(guó)棟也以河北鋼鐵董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記于勇所提出的“大力推進(jìn)產(chǎn)線對(duì)標(biāo)，促進(jìn)改造”為例，介紹了目前鋼企采取的技術(shù)改造舉措。河北鋼鐵全方位的產(chǎn)線對(duì)標(biāo)，包括相同產(chǎn)線的售價(jià)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、人員配置、技術(shù)水平配置等，“實(shí)際上是在尋找產(chǎn)線的瓶頸問(wèn)題，就是在尋找創(chuàng)新的原點(diǎn)，找到問(wèn)題，在問(wèn)題上創(chuàng)新，就會(huì)取得成績(jī)”。
近期，他也在與唐鋼京唐港中厚板公司開(kāi)展技術(shù)改造合作，以目前南鋼2800舊軋機(jī)和5000新建軋機(jī)作為對(duì)象進(jìn)行產(chǎn)線對(duì)標(biāo)，明確差距，進(jìn)行改造，爭(zhēng)取在三年之內(nèi)讓軋機(jī)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)的行列。
創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)做優(yōu)增量
經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的另一方面是做優(yōu)增量。
在這方面，王國(guó)棟認(rèn)為，要根據(jù)市場(chǎng)需求，差異特色，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，技術(shù)領(lǐng)跑來(lái)得到明顯的效益和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。新常態(tài)下，科技創(chuàng)新、做優(yōu)增量的重要形式是發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，這主要依賴于市場(chǎng)需求，依靠市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)和培育新增長(zhǎng)點(diǎn)。
鋼鐵行業(yè)也看到，2015年“兩會(huì)”上已經(jīng)出現(xiàn)了一系列相應(yīng)的利好政策，這些政策無(wú)論是在基本設(shè)施的投資上，還是在重要戰(zhàn)略部署上，都對(duì)鋼鐵行業(yè)提出了巨大的需求，包括京津冀協(xié)同發(fā)展，“一帶一路”戰(zhàn)略以及亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行的建立等等。
王國(guó)棟以我國(guó)海洋工程用鋼材料為例，他說(shuō)，我國(guó)在海洋工程用鋼、艦艇主要用鋼與國(guó)外存在著近30年的技術(shù)差距。而厚規(guī)格、高強(qiáng)度的海工鋼依舊依賴進(jìn)口，造成了歐洲、日本等少數(shù)企業(yè)的價(jià)格壟斷，導(dǎo)致價(jià)格一度升至1萬(wàn)歐元/噸。海底管線鋼水深僅能做到國(guó)際先進(jìn)水平的1/10。北極航線對(duì)我國(guó)海上交通線暢通至關(guān)重要，但極地船舶用鋼完全依賴進(jìn)口。
因此，他也指出，鋼鐵行業(yè)下一步應(yīng)該在這些方面開(kāi)展一系列的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵工藝技術(shù)和關(guān)鍵品種研究，覆蓋我國(guó)海洋建筑工程服役環(huán)境的高強(qiáng)、高耐蝕系列化不銹鋼鋼筋產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)。
協(xié)同創(chuàng)新“辦大事”
“要實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)，我們就要集中力量辦大事。”王國(guó)棟在大會(huì)上強(qiáng)調(diào)。這就要求鋼鐵行業(yè)要大力開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新，集中力量辦大事，抓重大、抓尖端、抓基本，形成推進(jìn)自主創(chuàng)新的強(qiáng)大合力。
他從幾個(gè)維度對(duì)鋼鐵行業(yè)的未來(lái)創(chuàng)新發(fā)展提出了建議。他提出，鋼鐵行業(yè)要進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研用的無(wú)縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“工藝—裝備—產(chǎn)品—服務(wù)一體化創(chuàng)新”，實(shí)現(xiàn)學(xué)科交叉，行業(yè)協(xié)同。
在“工藝—裝備—產(chǎn)品—服務(wù)一體化創(chuàng)新”當(dāng)中，工藝是龍頭，裝備是手段，產(chǎn)品見(jiàn)效果，服務(wù)是終極目標(biāo)。他指出，“只有工藝、裝備的改變，才能給產(chǎn)品帶來(lái)大的改變，產(chǎn)生大的突破”，而工藝裝備的改變實(shí)際上就是技術(shù)改造。
從學(xué)科交叉和行業(yè)協(xié)同來(lái)講，學(xué)科交叉點(diǎn)、行業(yè)的匯聚點(diǎn)在王國(guó)棟看來(lái)是創(chuàng)新的金庫(kù)和新的增長(zhǎng)點(diǎn)�，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的解決和工程的實(shí)施，需要多學(xué)科、多行業(yè)、多層次隊(duì)伍協(xié)同攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)群體躍進(jìn)。特別是行業(yè)協(xié)同，“我們的工作往往和機(jī)械制造業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)緊密相連”，老學(xué)科拓寬領(lǐng)域、老工業(yè)部門(mén)改造，實(shí)現(xiàn)減量化、低碳化、數(shù)字化、生態(tài)化的發(fā)展，都需要學(xué)科交叉和行業(yè)協(xié)同。
另一方面，王國(guó)棟也一針見(jiàn)血地指出了鋼鐵產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。他指出，鋼鐵產(chǎn)業(yè)要“將創(chuàng)新鏈由研發(fā)延伸到整個(gè)產(chǎn)業(yè)化過(guò)程”。過(guò)去所推廣的“R&D”導(dǎo)致很多成果到研發(fā)過(guò)程就已經(jīng)結(jié)束。
下一步，鋼鐵產(chǎn)業(yè)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)由“R&D”到“R&DES”（基礎(chǔ)研究—技術(shù)研發(fā)—工程轉(zhuǎn)化—服務(wù)推廣）的轉(zhuǎn)變，打通教育、科技與經(jīng)濟(jì)之間的通道，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，解決“兩張皮”的問(wèn)題。
此外，王國(guó)棟也提出了循環(huán)創(chuàng)新機(jī)制的概念：“所謂循環(huán)創(chuàng)新機(jī)制是指問(wèn)題、需求由市場(chǎng)提出來(lái)，此后，經(jīng)過(guò)研究提出新的思想并在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)，之后再到工廠進(jìn)行應(yīng)用研究，此后再用于市場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)這樣一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，使我們的研發(fā)水平不斷地提高。”
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)解決方案
在協(xié)同創(chuàng)新“辦大事”的理念指導(dǎo)下，王國(guó)棟也提出了更加具體的解決方案。
首先是實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化和信息化，他在PPT中展示了企業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS）在鋼鐵廠的使用。據(jù)了解，制造業(yè)領(lǐng)域的CPS系統(tǒng)是數(shù)字化系統(tǒng)，包括能自主交換信息的智能機(jī)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施，它們能獨(dú)立運(yùn)行和相互控制。同時(shí)，企業(yè)以CPS的形式建立起全球網(wǎng)絡(luò)，整合機(jī)器、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施。
“這個(gè)系統(tǒng)實(shí)際上就是德國(guó)4.0講的信息化系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)字化的過(guò)程，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)泛在，無(wú)時(shí)不在、無(wú)處不在地獲得信息，掌握整個(gè)過(guò)程。”王國(guó)棟表示。
在材料開(kāi)發(fā)方面，王國(guó)棟推薦了減量化、低成本材料設(shè)計(jì)的綠色化新理念。工藝、成分、組織和性能是材料研究的四面體。
在成分上，根據(jù)資源節(jié)約型的成分設(shè)計(jì)要求，鋼鐵產(chǎn)業(yè)可以減少合金元素的含量，或者使用低價(jià)的合金元素代替高價(jià)合金元素。在工藝減量化中，采用節(jié)省資源和能源、減少排放、環(huán)境友好的加工工藝方法。他舉了個(gè)例子，當(dāng)前鋼的用鎳量是9%，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，用鎳量可以減少至5%，甚至是3.5%，從而做到資源能源的節(jié)約。
最后，他也為未來(lái)鋼鐵產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)指明了基本思路。
他指出，鋼鐵行業(yè)要以國(guó)家重大需求為牽引，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)行上下游融合，和用戶融合在一起進(jìn)行研發(fā)。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的“八字方針”：創(chuàng)新、個(gè)性、定制和優(yōu)質(zhì)。
“由于鋼鐵行業(yè)是大規(guī)模流程化生產(chǎn)，但現(xiàn)在市場(chǎng)也細(xì)分為小批量個(gè)體定制，因此下一步鋼鐵行業(yè)也可以向個(gè)性化定制生產(chǎn)發(fā)展。同時(shí)，要更多地依靠?jī)苫诤�，如果做到這一點(diǎn)，我們就往工業(yè)4.0的目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。”王國(guó)棟最后表示�！�