楊敏

【摘 要】冶金工程的設(shè)計(jì)工作對(duì)于整個(gè)冶金行業(yè)的發(fā)展有著非常重要的意義，我國(guó)目前已經(jīng)具有基本的流程、設(shè)備以及工藝設(shè)計(jì)的能力，通過動(dòng)態(tài)-精準(zhǔn)體系的建設(shè)，使我國(guó)的冶金工程設(shè)計(jì)水平躋身于國(guó)際先進(jìn)水平。本文分析了冶金工程設(shè)計(jì)體系的發(fā)展歷程，闡述了冶金工程設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)冶金工程設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)和展望進(jìn)行了深入的研究，從發(fā)展方向、發(fā)展思路以及發(fā)展目標(biāo)三個(gè)方面提出了未來(lái)冶金工程設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)和水平，希望促進(jìn)我國(guó)冶金企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】冶金工程設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；展望

我國(guó)的冶金工程設(shè)計(jì)體系自動(dòng)上世紀(jì)五十年代從蘇聯(lián)引入之后，就一直沿用蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，在八十年代之后，又開始引入歐洲以及日本的設(shè)計(jì)方法，但是整體上都屬于半經(jīng)驗(yàn)、半理論的靜態(tài)設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)階段我國(guó)的冶金工程設(shè)計(jì)包含工程哲學(xué)、冶金流程工程學(xué)以及冶金流程集成理論與方法于一體的學(xué)科體系，具有一定的國(guó)際影響力。

1 冶金工程設(shè)計(jì)體系的發(fā)展歷程

1.1 傳統(tǒng)冶金工程設(shè)計(jì)體系

早在洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期，我國(guó)就已經(jīng)開始進(jìn)行冶金工程設(shè)計(jì)，一直到改革開放初期，盡管一直引進(jìn)國(guó)外的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟，但是一直缺乏有效的理論體系支撐。直到上世紀(jì)末，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在發(fā)展過程中以基建投資以及產(chǎn)能擴(kuò)張為主。在開展科研工作時(shí)，開始側(cè)重研究局部領(lǐng)域理論以及相關(guān)的材料、單體技術(shù)，沒有從整個(gè)冶金工程的全過程的優(yōu)化去分析，雖然有一些進(jìn)步，但是對(duì)于整個(gè)冶金行業(yè)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化沒有起到很大的推動(dòng)作用，進(jìn)而引發(fā)了許多諸如生產(chǎn)效率低、能源消耗大、環(huán)境污染等問題。產(chǎn)生這種問題的主要原因是冶金行業(yè)的制造流程長(zhǎng)期處于不受重視地位，理論研究更多的是單元工序或者單一零件，缺乏相應(yīng)的整體制造流程理念。單元工序的優(yōu)化只能解決企業(yè)生產(chǎn)過程中局部問題，不能對(duì)全局以及整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化起到一定的幫助和促進(jìn)作用，但是產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本以及環(huán)保問題都與流程的好壞有直接的關(guān)系，進(jìn)而關(guān)系到冶金企業(yè)的生存以及發(fā)展[1]。

1.2 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)體系的弊端

我國(guó)冶金行業(yè)的發(fā)展方式有著簡(jiǎn)單、粗放的特點(diǎn)，采用前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)模式，采取靜態(tài)設(shè)計(jì)法衡量對(duì)不同工序裝備的能力進(jìn)行估算，各個(gè)工序之間通過匹配連接的方式形成了一種粗放的生產(chǎn)工藝流程。僅僅從單元工序出發(fā)，提前預(yù)留富裕能力，很少與其上下流程之間建立起相應(yīng)的聯(lián)系，而實(shí)際的“富裕系數(shù)”也只是設(shè)計(jì)人員的大致估算，與實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)有一定的出入，因此難以做好前后工序能力相匹配、功能相協(xié)調(diào)以及信息傳遞通暢等工作，增大了控制的難度。

冶金企業(yè)“靜態(tài)估算、簡(jiǎn)單堆砌”的設(shè)計(jì)方式，沒有從企業(yè)的整體出發(fā)，缺乏整體流程的設(shè)計(jì)理念，在進(jìn)行分析時(shí)也難以做到整體分析[2]。這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念方法現(xiàn)階段仍被廣泛應(yīng)用，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方式很難有大的進(jìn)步，僅僅在局部不斷地優(yōu)化。傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方式無(wú)法充分發(fā)揮出企業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)品質(zhì)量以及運(yùn)行效率方面難以取得突破性的進(jìn)展，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高造成了非常大的阻礙。

2 冶金工程設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 冶金工程設(shè)計(jì)總體進(jìn)展

2000年以后，我國(guó)不僅在冶金工藝以及技術(shù)設(shè)備方面取得了非常大的進(jìn)步，同時(shí)還在理論研究方面有了突破性的進(jìn)展?；谝苯鸸こ淘O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)流程優(yōu)化的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造出了冶金流程工程學(xué)，該理念可以通過冶金生產(chǎn)過程的物質(zhì)、能量以及信息的傳遞，進(jìn)而使得整個(gè)冶金工藝向著有序、協(xié)調(diào)以及連續(xù)的方向發(fā)展。冶金流程工程學(xué)已經(jīng)逐步成為現(xiàn)代冶金工程設(shè)計(jì)的主要理論基礎(chǔ)，很多冶金企業(yè)在進(jìn)行整體布置、流程設(shè)計(jì)、流程優(yōu)化以及工藝技術(shù)的選擇時(shí)，都以冶金流程工程學(xué)作為理論基礎(chǔ)。

現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)具備了足夠的實(shí)力去建設(shè)現(xiàn)代化冶金企業(yè)，能夠高效實(shí)現(xiàn)流程、工藝、裝備的設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)集成的能力。我國(guó)目前的冶金行業(yè)已經(jīng)開始從以往只追求數(shù)量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的追求，同時(shí)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等方面不斷提出更高的要求，隨著冶金市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式以及設(shè)計(jì)理念已經(jīng)無(wú)法滿足冶金企業(yè)發(fā)展的需求，無(wú)法幫助冶金企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。因此，需要不斷提高設(shè)計(jì)的高度以及廣度，立足國(guó)際先進(jìn)水平的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新發(fā)展新的設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)整個(gè)冶金行業(yè)的發(fā)展。

2.2 冶金工程設(shè)計(jì)的總體成效

新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)多數(shù)冶金企業(yè)在進(jìn)行冶金廠的設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)開始采用“動(dòng)態(tài)—精準(zhǔn)”設(shè)計(jì)理論。通過不斷的探究冶金流程工程科學(xué)問題，在冶金工程理論、方法以及設(shè)計(jì)方面取得了突破性的進(jìn)展，同時(shí)完美的將創(chuàng)新成果應(yīng)用到了實(shí)際的生產(chǎn)過程中，節(jié)約了冶金企業(yè)的投資成本，使得冶金企業(yè)在進(jìn)行智能化集成控制以及整體流程控制方面有了一定的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，在一些關(guān)鍵單元以及整個(gè)工程集成化技術(shù)方面有了巨大的進(jìn)步，在許多重要的科研領(lǐng)域取得了一系列驕人的成績(jī)，為冶金行業(yè)的整體發(fā)展提供保障[3]。

3 冶金工程設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

3.1 發(fā)展方向

在冶金工程設(shè)計(jì)方面，我國(guó)已經(jīng)有足夠的能力進(jìn)行現(xiàn)代化鋼鐵廠的建設(shè)，在理論研究以及實(shí)際應(yīng)用方面都取得了很大的成效。我國(guó)目前冶金企業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于將各個(gè)鋼鐵企業(yè)聯(lián)合在一起建設(shè)了現(xiàn)代特大規(guī)模鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，同時(shí)將新的產(chǎn)品、工藝以及技術(shù)完美的融合在一起[4]。在未來(lái)，我國(guó)冶金行業(yè)還會(huì)有更大的進(jìn)步。首先要做得就是將冶金流程工程學(xué)理論和動(dòng)態(tài)-精準(zhǔn)設(shè)計(jì)法更好的應(yīng)用和推廣到新建或者改建的冶金工程項(xiàng)目中，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)我國(guó)冶金企業(yè)全面現(xiàn)代化。其次，需要在實(shí)際的應(yīng)用過程中不斷進(jìn)行總結(jié)，對(duì)新的理論和方法的應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證，與實(shí)際的生產(chǎn)結(jié)合在一起，時(shí)整個(gè)冶金生產(chǎn)流程向可循環(huán)方向發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)冶金行業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)我國(guó)冶金市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)冶金企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[5]。

3.2 發(fā)展思路

在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)冶金行業(yè)的主要發(fā)展目標(biāo)就是以冶金流程工程學(xué)以及動(dòng)態(tài)—精準(zhǔn)設(shè)計(jì)理念為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)冶金工程設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化和創(chuàng)新，使之成為一個(gè)完成的理論體系[6]。同時(shí)與行業(yè)的實(shí)際需求相結(jié)合，將新的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)裝備應(yīng)用到新建或者改建的冶金企業(yè)工程項(xiàng)中，對(duì)我國(guó)冶金制造流程進(jìn)行優(yōu)化和完善，更好的發(fā)揮出我國(guó)冶金工程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新成果，推動(dòng)我國(guó)冶金企業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展，增強(qiáng)冶金企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[7]。

3.3 發(fā)展目標(biāo)

未來(lái)的冶金企業(yè)，不僅具有冶金功能，還需要全方面進(jìn)行提升。在保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，做好環(huán)境保護(hù)工作，更好的滿足市場(chǎng)的需求，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。新的冶金企業(yè)發(fā)展目標(biāo)應(yīng)該是：降低成產(chǎn)升本、提高生產(chǎn)效率、節(jié)能減排以及廢棄物回收利用[8]。冶金企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)，需要優(yōu)化生產(chǎn)流程、不斷引進(jìn)新的生產(chǎn) 以及工藝方式、保證利益最大化，同時(shí)一定要做好環(huán)境保護(hù)工作，與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)目前在冶金工程設(shè)計(jì)理論與工藝方面有了巨大的進(jìn)步，但還需要加強(qiáng)將新技術(shù)理論在冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用力度，全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)冶金企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，同時(shí)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，還需要與生產(chǎn)結(jié)合在一起，不斷進(jìn)行創(chuàng)新和圖片，以降低成產(chǎn)升本、提高生產(chǎn)效率、做好環(huán)境保護(hù)工作作為主要的發(fā)展目標(biāo)，增強(qiáng)我國(guó)冶金企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國(guó)冶金行業(yè)向著國(guó)際先進(jìn)水平去發(fā)展，提升我國(guó)的綜合國(guó)力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]殷瑞鈺，張壽榮，張福明，頡建新.現(xiàn)代鋼鐵冶金工程設(shè)計(jì)方法研究[J].工程研究——跨學(xué)科視野中的工程，2016（5）：502-510.

[2]楊大錦.2015年云南冶金年評(píng)[J].云南冶金，2016（2）：54-80+95.

[3]陳林根，夏少軍，謝志輝，劉曉威，沈勛，孫豐瑞.鋼鐵冶金過程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的研究進(jìn)展[J].熱科學(xué)與技術(shù)，2014（2）：95-125.

[4]畢獻(xiàn)武，董少花.我國(guó)礦產(chǎn)資源高效清潔利用進(jìn)展與展望[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2014（1）：14-22.

[5]首鋼國(guó)際工程公司冶金工程設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)[J].中國(guó)科技論壇，2014，9：162.

[6]中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)節(jié)能減排專業(yè)委員會(huì)[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2016，8：28-50.

[7]何楓，祝麗云，馬棟棟，姜維.中國(guó)鋼鐵企業(yè)綠色技術(shù)效率研究[J].中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)，2015，7：84-98.

[8]王國(guó)棟.鋼鐵行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展方向[J].鋼鐵，2015，9：1-10.

[責(zé)任編輯：田吉捷]