鋼鐵企業中物聯網技術的應用

李福存

【摘 要】基于此，文章首先闡述了物聯網技術概念，然后結合工作實際分析了物聯網技術在鋼鐵企業中的應用，以期為鋼鐵企業中物聯網技術應用提供參考。

【關鍵詞】鋼鐵企業;物聯網;應用研究

中圖分類號： TF089;TP391.44;TN929.5文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）22-0235-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.109

0 引言

進入21世紀以來，電子射頻標簽、傳感器網絡以及云計算等技術的快速發展與應用，造就了網聯網技術的大發展，而物聯網技術也被稱為信息產業的第三次浪潮。就目前而言，物聯網技術已被廣泛應用于社會各個行業，大到航天載人，小至智能家居設備等都能發現它的身影。而鋼鐵行業作為我國的傳統行業，在新形勢下面臨資本結構、技術條件以及設備狀況等因素的制約，影響了鋼鐵行業發展模式的轉變，因此，物聯網技術的應用成為鋼鐵企業轉變發展模式、提升競爭力的重要手段。雖說，多數鋼鐵企業已經實現過程控制、ERP等信息系統的構建，并構建設置了各類傳感器與通信網絡，這些系統與設備的使用提升了企業的信息化程度與管理水平，但在實際應用過程中，由于所涉及到的工序多、業務復雜程度高，且整個管理過程仍然需要較多管理人員的參與，故需進一步優化鋼鐵企業管理信息化平臺，優化流程、提升效率、鏈接上下游，共享管理信息，有效實現了生產成本的管控，實現鋼鐵企業的可持續發展。

1 物聯網技術概述

物聯網概念在1999年首被提出，在2005年的信息社會世界峰會上正式提出物聯網這一概念，經過十余年的發展，物聯網技術顯然已經成為推動世界快速發展的重要生產力，是繼通信網之后的另一個萬億級市場。物聯網，顧名思義即滿足物與物之間的互聯，學者們在進行物聯網討論時往往會引入M2M概念，即人到人、人到機器、機器到機器的互聯。與傳統的互聯網技術相比，物聯網技術具有更廣泛的應用范圍、更強大的信息處理能力、更精確的信息輸出途徑。對于物聯網技術來說，由于在實際應用中，使用了大量的傳感器，且由于每一個傳感器所收集到的信息形式與內容是各不相同的，此外，傳感器所收集到的信息具有一定的實時性，故能夠實現對環境數據信息的不斷獲取與更新。另外，物聯網技術是基于互聯網技術發展而來，其通過有線與無線網絡將設備與互聯網技術向連接，進而通過互聯網技術將設備的信息數據傳輸至目標端。同時，物聯網技術中所使用的傳感器，自身具備信息處理能力，可以滿足對設備的智能化控制，而云計算的使用使得物聯網技術能夠適應不同用戶的各種需求，并應用與各類環境中。

物聯網系統架構通常有物聯網感知層、物聯網網絡層與物聯網應用層組成。如圖1所示，物聯網感知層是物聯網系統的基礎部分，感知層主要利用RFID標簽、傳感器以及攝像頭和GPS等終端采集物品信息，而各類傳感器、無線通信技術和無線射頻是感知層的主要構成。物聯網網絡層是指，通過互聯網、廣電網、云計算平臺等各類網絡技術將感知層采集到的物品信息傳輸至目標端。物聯網應用層是指根據傳輸至目標端的物品信息數據，對被控制物品進行智能化分析，并通過計算實現物聯網系統的智能應用。在實際應用中，由于各個行業需求的不同，物聯網系統可通過云計算與大數據對被控制物品進行控制，如在智能家居生活中，常見的手機與電視、冰箱、空調間的連接與控制，都是基于物聯網系統來完成的。

2 鋼鐵企業對物聯網技術的需求

鋼鐵企業是我國傳統的制造行業，從21世紀初期，我國開始逐步將信息化系統應用于鋼鐵制造業中，雖說經過十余年的發展，我國鋼鐵制造業在信息獲取、信息處理方面有了長足的進步，但在整個鋼鐵制造管理過程中仍然需要使用大量的人力資源，使得鋼鐵制造信息系統與企業基礎的信息獲取系統脫節，影響了鋼鐵制造業中信息化的發展，故為了進一步優化提升鋼鐵制造企業的現場流動性水平，優化鋼鐵制造企業的信息流系統，鋼鐵企業就亟需通過利用物聯網技術實現對生產現信息的自動、實時、高效的獲取與處理。物聯網技術，通過使用射頻識別系統、各類傳感器設備、定位系統以及激光掃描技術等將既定的物品和互聯網技術相連接，并實現各類信息的交換與共享，提升鋼鐵制造業的管理能力。在實際應用中，由于各個鋼鐵制造企業流動性的不同，因此，對物聯網需求程度也各不相同，當鋼鐵制造企業流動性水平較低時，則對物聯網技術使用效果并不明顯，此時，應通過提升鋼鐵制造企業的基礎管理能力來增強企業發展能力，當鋼鐵制造企業的流動性較強時，則應通過構建完善的物聯網系統來提升企業的發展能力，而強流動性、高自動化必然是未來鋼鐵制造業的發展趨勢，因此，鋼鐵制造業對物聯網技術的需求將會不斷攀升，物聯網在促進鋼鐵制造企業轉型升級中將會發揮更大作用。鋼鐵制造行業是物聯網系統應用的一個重要分支，與其他行業物聯網系統應用一樣，鋼鐵企業物聯網系統同樣是通過對各向生產參數信息數據的收集、傳輸與分析，進而將與生產管理相關的信息數據提供給各個管理部門，如生產控制室、研究中心與管理者，從而將整個生產信息透明化。此外，由于各種自動化技術以及智能化設備的使用，可以借助物聯網技術進一步優化鋼鐵制造流程，提升鋼鐵生產潛力，降低生產成本，對實現鋼鐵企業的現代化建設具有關鍵作用。

3 鋼鐵企業中物聯網技術的應用

3.1 在人員管理中的應用

鋼鐵制造業是一種傳統的大型制造產業，往往鋼鐵制造企業占地面積大且員工多，而由于鋼鐵制造流程繁雜，使得對員工的管理較為困難，要想借助傳統的人員管理模式實現整個生產流程的高效化，無疑天方夜譚，因此，就可借助物聯網技術實現人員管理的高效化。例如，某鋼鐵制造企業現有6萬名職工，該企業通過設置RFID管理系統，并給每一位員工發放RFID卡，即可實現全場的門禁系統、考勤系統、就餐系統的自動化管理，同時也可根據實際需要進一步細化子應用系統，并利用以太網將各子管理系統連入企業服務器終端，實現對全場人員的統一管理，這樣不僅便于各子系統獨立運行，也有助于企業對公司的統一管理。另外，物聯網系統的使用也便于企業后期子功能系統的擴展，可有效地提升企業對人員的管理的統一性。

3.2 鐵路運輸中的應用

在鋼鐵制造企業中，由于占地面積大，各類生產原料以及生產成品在生產車間運輸時，要對生產工藝流程間的銜接以及運輸成本進行控制，而大多數鋼鐵制造企業在進行生產原料以及構件進行運輸時，多借助于企業內部的鐵路運輸方式實現。例如，某鋼鐵制造企業在2015年鐵路貨物運輸周轉量達到3千萬t·km，相比于2006年的1千萬t·km，增加了三倍，但該企業機車保有量在9年間只增加了23%，而備用機車僅為4臺，顯然該企業的鐵路運輸不能滿足其日益發展的需求，需要通過整合該企業已有的運輸管理系統，在軌道上設置相應的RFID讀寫器，并在機車內部安設RFID標簽，通過與已有的地面信息獲取系統將機車信息傳輸至企業終端服務器，實現對機車動態跟蹤，而該系統的使用同樣可實時獲取機車的運輸信息，工作人員可通過局域網對機車的運輸情況進行實時調取，并借助無線通訊網絡實現與調度中心的互聯，確保機車控制人員和機車控制中心的實時應答，提升機車運行效率。

3.3 在鋼包調度中的應用

鋼包是煉鋼-連鑄生產過程中各工序的承接者，例如在生產過程中，鐵水轉裝至爐內、轉爐出鋼等都需借助鋼包的運作。在以往的調度作業中，大多數鋼鐵制造企業都是借助于語音對講機或人員現場指揮的形式完成，但因為鋼鐵生產過程中會產生大量的噪音，影響信息的有效傳輸，極易造成目標轉爐出錯，另外，鋼包的吊裝結果多通過人工形式記錄后，在傳輸至計算機端，這種傳輸方式不僅增加了信息傳輸產生誤差的可能，還造成信息管理的滯后性。和傳統的運輸調度相比，鋼包調度具有明顯的特殊性，一方面來說，鋼包在運輸時并不按照原設的軌道進行，另一方面鋼包調度的信息中需包含鋼包的位置信息和狀態信息，如對包中鐵水含量信息的記錄等。而在鋼包調度中利用行車運輸，不僅能夠對行車的位置信息以及運輸狀態進行獲取與采集，還能夠對鋼包的位置進行實時跟蹤，例如，學者劉洪偉就通過在行車軌道設置RFID標簽，并在行車上安設RFID讀寫器來實現對行車位置的實時跟蹤。

4 結語

鋼鐵制造業是一項基礎性產業，其對一個國家的工業化生產具有支撐作用，但傳統的鋼鐵制造生產模式顯然不能滿足現今社會需求，隨著計算機技術、互聯網技術以及傳感器技術的發展與應用，使得物聯網技術在鋼鐵制造業中開始嶄露頭角。目前，我國鋼鐵制造業中物聯網技術的使用還處在起步階段，更多的信息系統需要去整合與利用，相信經過學者與企業的努力，物聯網技術必將在鋼鐵制造業中發揮更大作用。

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