摘要
本项目聚焦鞍钢联众炼钢厂准时化生产系统建设。钢铁制造流程是一个复杂的过程系统，其复杂性主要体现在多组元、多相态、多层次、多尺度等特征，以及开放性、远离平衡态、非线性和动态有序性等方面。项目针对炼钢全流程时间长、工序波动大、插队浇铸多、工序瓶颈等问题，以JIT生产理念为核心，构建涵盖数据中心、智能调度系统、时间流管控模型等模块的系统，通过优化生产节奏、精准控温等，构建准时化生产模型，涵盖浇次计划、生产线路及模式，以及列车时刻表等内容；建立反馈机制，实现时间精细化管理、智能调度与工序协同。项目主要投入硬件为服务器，软件含自研准时生产模型等，显著提升生产效率与管理水平。
一、实施背景
鞍钢联众（广州）不锈钢有限公司（以下简称“鞍钢联众”）是华南地区重量级的专业不锈钢生产企业，实现炼钢、热轧、冷轧退火酸洗、光亮一贯化作业，主要生产不锈钢扁钢坯、不锈钢中厚板、热轧黑皮不锈钢卷、热轧白皮不锈钢卷、冷轧2D/2B/BA不锈钢卷等产品。
炼钢厂的生产模式受炉机不匹配、原料结构不稳定、钢种工艺路线不一致等因素影响，实际生产组织过程中存在多项困境：
1.生产节奏混乱，各工序没有标准处理周期，主要依靠值班长经验组织生产。
2.经验组织导致生产节奏不紧凑，温度制度不规范，能耗损失严重。
3.缺乏生产组织的评价及总结手段，无法有效进行经验总结及持续改进。
综上所述，炼钢厂生产组织效率难以提高，能耗成本增加，且满足不了炼钢厂多品种、小批量生产的发展需求。故炼钢厂在鞍钢本部炼钢厂列车时刻表功能的基础上，结合鞍钢联众不锈钢生产特点，开发出了功能更加完善的炼钢准时化生产系统。
二、实施目标
系统上线后，以准时化生产为核心，以“列车时刻表”为抓手，极致提升炼钢厂生产组织效率，消除等待。
1.标准化、流程化管理生产周期：系统以准时化理念为指导，以时间为主线、以误工管理为核心，通过生产训练，使员工操作标准化、流程化，实现员工自主管理，有效缩短各工序生产周期，提高生产效率。
2.直观化、智能化组织生产调度：系统通过配置浇次计划模型、列车时刻表、数字看板等功能模块，实时为现场生产导航，实现高节奏生产，降低无效损耗。
3.及时化、准确化评价生产绩效：系统实时记录各工序、各班组的生产情况，并且实时评价班组绩效情况，成为绩效辅导强有力的支撑，提升总体绩效不断向好。
4.精细化、精准化提升管理水平：管理人员通过系统能够精准识别现场生产的异常情况，发现生产现场组织的问题，及时纠偏管控，提高对生产过程的管控能力。
三、建设内容
系统以“标准化筑基、智能化提效、精细化管控、低成本运营”为核心，构建“生产周期—智能调度—过程管控—错峰用电—绩效评价”五大创新体系，通过10项关键技术突破，全面解决生产组织痛点，具体如下：
1.生产周期标准化创新（破解“周期波动、准点率低”难题）
融合“钢种特性+设备产能+工艺要求+4种配料模式+3种熔化炉生产模式”，建立“一钢一周期”动态标准库，通过随机森林回归算法迭代优化参数，明确熔化、AOD、精炼、VOD、连铸5大核心工序标准时间，误差控制在±5分钟内。
创新点一：分钢种的工序标准周期精准设定。根据近三年生产数据及当前实际生产状况，预先设定不同钢种在不同工序的标准生产时长，使各工序有标准可依。系统实施后，熔化炉到连铸开浇平均时间由2024年的503分钟降至2025年的464.6分钟，缩短38.4分钟，提效7.6%；2026年进一步降至458.7分钟，较2025年再缩短5.9分钟，提效1.3%，生产周期持续优化。
创新点二：3种熔化炉生产模式。电炉+40T熔化炉、3个熔化炉及4个熔化炉生产模式。冶炼人员根据订单需求、实际生产状况，选择不同的生产模式，可以有效缩短生产时长。
创新点三：4种配料模式。熔化炉分成常规配料、试熔、包炉料及新炉4种配料模式；转炉分成常规配料、包炉料、高硅冶炼及高硅定义4种配料模式。冶炼人员可以根据实际生产状况自由组合，从而实现生产时长的精准管控。
创新点四：连铸周期动态调整机制。通过采集连铸前工序的钢水重量、连铸拉速、当前生产模式、工艺路径、当前工序生产状态建立动态调整模型，无需人工干预，形成新的生产标准指导生产，确保生产稳定性。
2.智能调度体系搭建创新（破解“排程低效、瓶颈制约”难题）
创新点一：浇次计划模型优化。基于“列车时刻表”理念，以连铸机为核心调度节点、浇次（5—8炉/浇次）为调整单元，反向推演全流程时间节点，自动生成浇次明细计划（明确熔化送电/出钢、AOD兑铁/出钢、VD真空起止、LF接氩拔氩、连铸开浇/浇完时间），实现工序“零等待”衔接，同步联动后续浇次生成最优开浇序列。
创新点二：基于瓶颈工序动态排程。独创“瓶颈站参照法”，实时识别瓶颈工序，以瓶颈工序为基准衔接前后工序；并自动安排连铸每一炉的开浇时间，匹配瓶颈站节奏，也适配按照调度设定的开浇时间，自动安排前面所有工序的最优生产时间，后续浇次也是自动联动连续调整，解决了人工调度的大量计算以及精准度问题，实现高节奏生产，降低无效损耗。
创新点三：数字看板可视化调度。按工序分区展示实时生产状态：包括当前炉次进度、下一炉次准备情况、各工序的生产节奏、设备运行状态、异常预警信息（绿=正常/黄=提醒/红=紧急），现场员工无需人工问询，即可按看板指引开展工作。
3.过程管控精细化创新
实时采集“时间、温度、重量”等数据，形成时间流管控，实现生产过程“透明化”。建立全流程时间管控模型，提高生产现场作业效率，明确时间流中基准值与岗位责任，提升作业效率。强化生产过程时间管控，规范时间流专业术语与统计口径，通过准点率评价提升作业效率，通过时间流追溯，对各工序作业时间、辅助时间、过程运行及等待时间进行分析，查找差距，挖掘潜力。同时当生产有异常时，人员进行备注说明，利于后续的原因分析。
4.错峰用电生产创新（破解“峰段用电高、成本高企”难题）
系统基于设置的峰平谷动态排程，自动识别到需要避开的错峰时间段，动态安排熔化炉生产时间，在保证生产稳定顺行的前提下，系统按能错尽错的原则，最大限度地安排利用非高峰时间进行生产，从而直接降低生产用电成本。例如：设置16:00—17:00点为当天错峰时段，按系统推荐，原送电时间为15:12，错峰期间需送电60分钟，通过错峰用电功能，修订送电时间为14:24那么其送电结束时间为16:24，错峰期间只需送电24分钟，可以节省36分钟的高峰电价费用，从而节省用电成本。
5.绩效评价体系创新（破解“评价模糊、改进无据”难题）
构建周期达成率核心指标，按“班组—工序—钢种”三维维度实时统计，自动生成日/月/年绩效报表。系统实时记录各工序、各班组的生产情况，并可进行客观、实时评价（系统自动对每一炉的操作进行准点率评价：准点、快、慢、超时等），对于绩效较差的班组和人员，进行绩效评价，分析原因，改进提升；对于绩效优秀班组，总结其经验及做法并进行推广，从而提升炼钢厂总体绩效。
四、实施效果
项目投入使用后，熔化炉到连铸开浇平均时间由2024年的503分钟降至2025年的464.6分钟，缩短38.4分钟；2026年进一步降至458.7分钟，较2025年再缩短5.9分钟，生产周期持续优化，提效成果稳步显现。
提效效益：熔化炉周期效率提升后，低电价阶段产能得到有效释放。统计2026年1—8月，每月谷段电价期间可多产出7.32炉，年创效约479.4万元。
温降效益：熔化炉出钢至连铸开浇时间缩短11分钟，有效减少钢水过程温降，降低精炼送电升温需求。以年产量130万吨、钢水170吨/炉、1炉钢水升温1℃耗电约87kWh、1小时温降约20℃、电价均价0.5元/kWh测算，年创效约122.0万元。
合计年效益：479.4+122.0=601.4万元/年
完成单位：鞍钢联众（广州）不锈钢有限公司
完成人：李叶忠、王金辉、文乐良、高恩运