我國鋼鐵物流加速向數智化轉型：數字化智能原料場、庫區無人行車、智慧鐵水運輸系統、園區無人運輸系統等在鋼鐵企業逐步應用；智慧園區系統、網絡貨運平臺等數字化系統平臺助力鋼鐵流通降本增效；供應鏈數字化平臺的打造正在進一步推動鋼鐵產業鏈生態圈建設，助力產業鏈上下游高效協同。
鋼鐵工業是國家經濟建設中的基礎工業，為地產、基建、機械、汽車、造船、家電等幾乎所有行業提供基礎原料，是國家經濟發展的重要支撐。
鋼鐵物流對鋼鐵工業的發展而言意義重大。相關研究數據表明，我國每噸粗鋼產量背后都需要5噸的鋼鐵物流量作為支撐。2020年中國粗鋼產量預計超過10億噸，則背后需要將近50億噸的鋼鐵物流量支撐，鋼鐵物流市場規模巨大。而不可忽視的是，我國鋼鐵物流成本長期居高不下，我國鋼鐵物流成本是僅次于原燃料采購成本的最大支出，物流成本占鋼材總成本的15%～30%，而發達國家如日本，這一占比為8%～10%；此外，我國鋼鐵物流現代化水平不高，效率相對低下，無法很好地滿足鋼鐵生產和貿易發展的需要。
中國主要鋼鐵企業的工藝裝備、工藝技術水平已經進入世界先進行列。近年來，在鋼鐵行業企業持續探索和國家政策雙重推動下，鋼鐵物流發展大步向前，從內部鋼鐵物流的智能化升級，到外部供應鏈、產業鏈的數字化轉型都在不斷深化。我國鋼鐵物流正在加速向數字化、智能化轉型，前景十分廣闊。
一、了解鋼鐵物流運作
鋼鐵物流運作主要包括原材料采購物流、鋼鐵生產物流、產成品銷售物流，運輸方式包含水路、鐵路、公路。
鋼鐵工業原材料包括鐵礦石、煤炭、焦炭、動力能源等，國內大型鋼鐵企業大多在國內外有自己的礦山，每年從國外進口大量的鐵礦石，國外的鐵礦石一般是由大型海運巨輪運到國內港口，然后在港口進行分撥，再通過內河運回鋼鐵企業生產基地。
鋼鐵工業是典型的流程型生產，生產工序十分復雜，以占產能比重較高的長流程燒煉鋼為例，其包含焦化、燒結、球團、煉鐵、煉鋼、熱軋、熱處理等多個工序。鋼鐵生產物流是指在生產中按照工序特點，合理調配各類原料在各工序間的流轉，為高效生產提供保障，并為生產過程中產生的固體廢棄物進行回收和再利用提供支持。
鋼（材）產品應用廣泛、品種繁多，按成品特點可分為建材、管材、板材和型材四類，每個類別下面又包括很多品類。例如，建材主要包括螺紋鋼、線材、盤螺、圓鋼，管材主要包括無縫管、焊管等，這些鋼材產品大小形態各異。鋼鐵成品物流為成品鋼(材)從鋼鐵生產企業到最終消費客戶的實體流通過程，在這個過程中涉及鋼鐵生產企業、貿易商、鋼材加工商、物流服務商等主體，包括運輸、倉儲、配送等物流作業環節，以及增值加工。
二、廠內物流智能化升級
在我國傳統制造業向智能制造轉型升級發展過程中，眾多鋼鐵企業早早開啟了對智能制造的大力探索，國家對鋼鐵行業智能制造發展給予了高度重視，相繼推出《鋼鐵工業調整升級規劃（2016-2020年）》、《關于加快推動制造服務業高質量發展的意見》、《關于進一步降低物流成本實施意見的通知》等文件，要求結合鋼鐵工業調整升級規劃，以智能制造為重點，循序漸進，大力推進產品研發數字化、過程管控智能化、價值鏈全局化等關鍵技術，構建新型現代化鋼鐵企業為推動鋼鐵行業高質量發展，進一步加強鋼鐵行業智能制造頂層設計。2015年以來，國家工信部遴選了寶鋼熱軋智能車間、鞍鋼冶金數字礦山、太鋼不銹鋼冷連軋數字化車間、南鋼板材智能制造等多個智能制造試點示范項目，為鋼鐵行業轉型升級探路。
伴隨鋼鐵企業智能制造探索逐步深入，廠內物流逐步走向智能化。在由《物流技術與應用》雜志主辦的“2021全球制造業供應鏈與物流技術研討會”上，多位嘉賓在演講中分享了鋼鐵企業全流程智慧物流的實現方式，主要包括數字化智能原料場系統、無人行車系統、智慧鐵水運輸系統、園區無人公路運輸系統等。
1.數字化智能原料場
中冶賽迪技術研究中心有限公司教授級高級工程師何立，詳細介紹了該公司在鋼鐵智能物流方面的技術探索與諸多世界首創的典型應用案例。
傳統鋼鐵原料場采用人工作業，勞動強度大，粉塵多，環境惡劣，作業人員面臨患矽肺風險；并且人工作業下原料堆之間的距離長短不同，各個原料堆的高度存在較大差別，料堆兩側留空寬度不一，原料庫存信息精準度難以保障等問題較為突出。
據何立分析，建造數字化智能原料場已經成為了各鋼鐵企業發展的主要任務。智能化原料場以準確的計量、檢測、可靠的傳動與控制為基礎，通過料場智能化管控系統實現生產過程的優化控制并指導作業；通過對基礎數據的采集、大數據運算，實現基礎數據管理、料場信息管理、倉庫信息管理、原料輸送需求管理、盤庫管理、作業計劃優化管理、作業流程優化管理、作業實績報表管理、大機無人化管理、智能混勻配料管理等，從而實現對原料場的系統化（綜合）智能管理。例如，寶鋼湛江鋼鐵智能原料場工程采用先進的3D掃描及云圖處理、超聲波測距、RFID定位等技術，建設了數字化料場、無人堆取料機，生產決策支持等子系統，降低崗位人力需求60%以上，提升料場堆取料設備作業效率20%以上。
2.庫區無人行車系統
施耐德電氣工業自動化事業部最終用戶業務市場經理劉立杰指出，庫區作為鋼鐵生產流程中物流銜接和生產節奏控制的重要樞紐，是工廠無人化和智能化建設的基礎，而行車則是庫區最重要的執行單元。傳統行車吊運作業中，一臺行車如果要完成一次鋼卷吊運，需要一位機組操作師通過對講機和吊運計劃單傳遞吊運信息，需要一名行車工操控行車，一名庫位工找準庫位，整個流程繁復而且作業人員需求量非常大，作業中存在非常多的難題。例如：行車操作人員工作環境差、勞動強度大、安全風險高；過度依賴人工識別，人工吊運不當造成物料損壞；倉儲人為規劃不合理帶來的多次倒庫行為，產品出廠時花費較長時間找料和裝車；設備運維不智能，設備數字化率低；人口老齡化，行業吸引力下降，用工成本不斷提高……
施耐德電氣的IACS無人行車系統是行業領先的全自動起重機及智能庫區管理解決方案，由1個基礎平臺——施耐德電氣EcoStruxure?物聯網架構與平臺，4大核心系統——庫區管理系統WMS、行車自動化控制系統SCAS (Smart Crane Automation System) 、地面控制系統GSC（Ground Control System）、行車監控及預測性維護系統 - EHE（EcoStruxure? Hoisting Expert）組成，該系統的應用能夠很好地幫助企業解決以上難題。例如，在寶鋼股份1580熱軋智能車間內，施耐德通過提供包含斷路器、變頻器、可編程控制器、安全可編程控制器、WMS軟件管理平臺及EMS能源管理系統在內的全套自動化解決方案，優化整個車間的吊裝及物流系統算法，搭建整個車間的互聯互通系統，最終助力該智能車間減少了20個行車工及數個地面配合人員，平均日產量提升15%～30%，工序能耗下降5%，質量成本下降20%，勞動效率提升20%。
3.智慧鐵水運輸系統
何立重點提到，傳統鐵水運輸作業在生產環境、流程、安全等諸多方面存在痛點。例如：傳統的場區運輸方式是司機駕駛機車往返于場內各相關單位之間，對人力的依賴性較高，整體運輸效率受人為因素影響較大；鐵水運輸過程具有高溫、重載的特點，工作危險系數較高；鐵水運輸作為高爐與煉鋼廠之間的傳輸紐帶，解決方案的復雜性和定制化要求高，需對生產過程有較深入的了解，體系工藝復雜，多專業協同，技術門檻高，對傳統工業企業而言，智能化升級困難。
對此，中冶賽迪打造了“智慧鐵水運輸系統”，該系統以機車無人駕駛和智慧運輸調度為核心，結合大數據分析及機器視覺、機器學習等先進技術，實現了全天候全流程高效無人化運輸及調度作業，為鋼鐵企業降本增效提供了強大主力。例如，該系統應用為南方某鋼鐵企業成功減少在建的3#高爐配套的機車1臺，減少混鐵車3臺，直接減少經濟投入約3600萬元；提高機車產能，罐車周轉率從3.4提高至4.3，預計減少鐵水溫降5℃～10℃；降低設備維護費用和機車油耗，路徑自動規劃，銜接順暢帶來油耗減少10%；可節約勞動力成本70%。
4. 園區無人運輸系統
針對園區公路運輸無人化需求，中冶賽迪、上海寶信正在研發園區重載卡車無人駕駛整體解決方案，其中應用多傳感器融合的視覺技術、高精度控制技術、設備保障系統、數字孿生系統、高精度定位技術、園區車路協同系統、通訊系統等，以實現鋼鐵企業自用工程車在園區內高精度定位于指定道路的自動駕駛；實現園區內交通調度與引導，保障自動駕駛車輛運行安全，節約燃油，同時保障園區指定道路內其它車輛及行人安全。
三、物流數字化轉型不斷深入
近年來，伴隨物聯網、大數據、云計算、人工智能、5G等相關技術的突破性發展，鋼鐵物流走上了數字化轉型之路。
G7鋼鐵行業解決方案總監宋河山擁有20多年鋼鐵行業從業經驗，他表示，要實現鋼鐵產業鏈各主體之間信息流、物流和金融互聯互通，核心就是實現物流過程的可管可控，以及保障物流數據的透明可信。目前，我國鋼鐵物流的數字化轉型分為幾個方面：一是，車間內部各系統之間的互聯互通進一步升級；二是，打造智慧園區，實現鋼鐵園區管理的數字化轉型；三是，應用數字化網絡貨運平臺助力鋼鐵運輸提質增效；四是，構建產業級供應鏈數字化平臺，實現鋼鐵企業、上下游企業之間、甚至與終端客戶之間的信息互聯互通。
1.內部系統互聯互通
宋河山表示，我國鋼鐵企業早期也極為重視信息系統的建設與應用，大多數鋼鐵企業均建立了基本信息化架構體系，從基礎自動化到制造執行系統（MES）、企業資源規劃系統（ERP），到倉儲物流管理系統（WMS）等都相對比較完備，很多頭部企業也紛紛搭建了相應的數據采集系統，為更深層次的應用提供基礎，各個層級系統之間有業務接口，可以支撐系統間的數據交互，打通管理的數據通道，但各個系統/設備之間的數據還沒有完全實現互聯互通。目前頭部企業正在積極打造數字化平臺，以更好地實現各系統之間的互聯互通，幫助企業快速構建物流的智能化應用，改善物流的調度，降低物流的成本。
2.物流園區數字化管理
G7鋼鐵行業解決方案顧問黃勤椿告訴記者，伴隨著鋼鐵企業智能制造發展，車間內的智能化水平已經得到了大幅提升，但是鋼鐵企業的車間外，以及鋼鐵園區內倉庫以外的地方智能化痕跡卻不明顯，大量的人工活動軌跡使得傳統物流園區效率低下，物流園區的管理亟待升級。
“5G+IoT+AI”智慧物流園區解決方案
對此，G7推出了“5G+IoT+AI”智慧物流園區解決方案，以“AI安全行為識別、NB-IoT智能安防/消防/環保、自動化業務、增值服務”四大核心服務全面提升物流園的智能化水平。黃勤椿強調，G7智慧物流園將會使園區內物流要素實現數字化。首先，車輛入園之前提前預約,進園后，可以自動識別車輛并且分配可用裝卸口，園區內的所有節點均被自動感知和數字化；G7智慧物流園還支持場站/月臺可視化，實時監控園區作業，而時效及安全異常報警則可以保障G7智慧物流園安全高效地運行；此外，G7智慧物流園還在在傳統園區安環管理的基礎上,給相關資產裝載NB-IoT設備，實時監控園區水、電、火、塵、噪聲等狀況。目前，該解決方案已經在云南呈鋼、河北鑫達鋼鐵等企業園區內成功落地。
3.網絡貨運平臺
黃勤椿還重點提到，在鋼鐵物流數字化轉型過程中，除了企業內部的數字化發展以外，外部流通的數字化升級更是不容小覷，無論原材料采購物流中將鐵礦石、焦煤、焦炭等運至廠區，還是產成品物流中鋼鐵生產企業、鋼鐵貿易商、終端客戶貨物運輸，鋼鐵貨運的公路運輸占比巨大。據權威機構數據預估，2023年，我國鋼鐵物流市場規模將超過85億噸，其中接近一半的運輸量是依賴公路運輸完成。而鋼鐵流通存在交易環節多、成本高、貿易信息不透明、信用風險高等問題，并且傳統安全監管方式依賴人工監控，管理難度大，運營成本高，監管效率低，各種不確定因素使得運輸風險陡增，同時也難以保證司機安全……，這些問題已經成為當下鋼鐵物流降本增效的關鍵。
G7通過獨有物聯網技術平臺、軟件服務平臺和支付結算體系，連接了中國公路物流產業的各種生產要素，向鋼鐵行業企業提供覆蓋網絡貨運、安全保險、智能裝備和車隊管理的全方位一體化服務，為鋼鐵行業貨物高質量交付提供了極大保障。目前，建龍物流、云南呈鋼等眾多行業企業應用這一平臺實現了貨物高質量交付，同時達到了增效降本的目的。
4.產業級數字化供應鏈平臺
“十四五”規劃從效率、技術、安全等各個方面對供應鏈發展進行了路徑規劃，國家對產業鏈、供應鏈現代化的戰略部署，為鋼鐵產業轉型升級和發展、鋼鐵物流向數字化和智能化發展指明了方向。
宋河山強調，與原材料采購物流、生產物流相比，鋼鐵成品供應鏈正在發生更為深刻的變革。傳統模式下，鋼鐵成品，尤其是建材、管材類產品多是由鋼鐵企業通過一級貿易商、二級貿易商來觸達最終客戶。如今，在“互聯網+”發展持續深入，以及智能制造、高質量發展、綠色生產等大背景下，鋼鐵企業開始由傳統生產型企業向服務型企業轉變，越來越希望自己的服務能夠深入終端客戶，可以直面終端客戶需求，以反向促進鋼鐵企業生產工藝的提升。
要想達到這一目的，就必須要構建產業生態圈，鋼鐵企業要加強與產業鏈上下游企業之間的高效協作，需要打破鋼鐵生產企業、貿易商、鋼材加工商、物流配送商等各主體間的數據壁壘，構建大的供應鏈綜合性物流平臺，包括倉儲、深加工、物流、金融、大數據等板塊，通過數據的互聯互通，實現全流程高效協同和降本增效提質，才能依托供應鏈生態全方位構建核心競爭力。
G7 鋼材銷售物流全鏈條管控平臺
據悉，很多鋼鐵企業和物流企業均在搭建自己的數字化供應鏈平臺，企業不僅僅關注降本，更關注通過系統平臺實現物流所有環節線上化、數字化，從而提高供應鏈上下游整體效率。G7正在與鋼鐵行業合作伙伴嘗試共同構建數字化供應鏈平臺，利用IoT技術創造新的交付數據，通過交付和交易鏈條把貨物、車輛、司機、在途環節、加油加汽、維修保養等全流程要素全部線上化，為鋼鐵企業提供數據服務，實現合作伙伴間數據共享和產業鏈上下游協作，全面助力鋼鐵行業效率提升；同時，依靠互聯網產業的聚合效應，巨量的數據沉淀和洞察清晰準確地定義上下游的所有環節、元素和角色畫像，為供應鏈金融服務提供數據支持，讓供應鏈金融在整個產業鏈條中發揮其應有的作用，助力鋼鐵產業鏈上下游企業獲得效益。
總體來看，我國鋼鐵物流數智化轉型升級前景廣闊，任重道遠。
