□ 曲余玲 邢 娜 黃 維 丁瑞鋒

大河特種鋼鐵廠（以下簡(jiǎn)稱“大河鋼廠”）項(xiàng)目位于美國(guó)阿肯色州奧西奧拉市，是阿肯色政府立法的全州首個(gè)超級(jí)工業(yè)項(xiàng)目，屬于鄉(xiāng)村地區(qū)項(xiàng)目，受政府支持，是唯一獲得德國(guó)聯(lián)邦政府擔(dān)保的EB-5項(xiàng)目，于2014年7月正式開(kāi)工建設(shè)，2016年底調(diào)試生產(chǎn)，2017年3月1日正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。大河鋼廠作為全球首家Flex Mill智能鋼鐵企業(yè)，是北美唯一擁有電弧爐+RH脫氣爐生產(chǎn)線組合的鋼鐵工廠，也是全球首家獲得LEED環(huán)保認(rèn)證的鋼鐵企業(yè)。大河鋼廠對(duì)未來(lái)的規(guī)劃，不光是煉鋼，還有汽車和能源，將通過(guò)實(shí)施顛覆性技術(shù)重塑鋼鐵業(yè)未來(lái)。大河鋼廠在智能制造、企業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面的經(jīng)驗(yàn)值得國(guó)內(nèi)企業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。

一、大河鋼廠基本情況

1.簡(jiǎn)介

大河鋼廠一期建設(shè)總投資16.7億元，設(shè)備主要由西馬克（SMS）公司提供，設(shè)計(jì)粗鋼年產(chǎn)能160萬(wàn)噸，占地5.26km2，主要產(chǎn)品是生產(chǎn)汽車和交通行業(yè)用高強(qiáng)鋼，以及部分電工鋼。大河鋼廠在投產(chǎn)之初擁有員工435人，年人均產(chǎn)鋼量3 720 t；現(xiàn)有員工525人，2018年人均產(chǎn)鋼量2 684 t。

2018年6月，大河鋼廠宣布籌建二期，將其現(xiàn)有年產(chǎn)能擴(kuò)大到330萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)投資12億美元。2019年9月，大河特種鋼鐵廠開(kāi)始二期工程建設(shè)，繼續(xù)由西馬克公司和Noodle.ai公司為其提供機(jī)械設(shè)備、電氣和自動(dòng)化系統(tǒng)、數(shù)字化技術(shù)及智能化技術(shù)。二期工程預(yù)計(jì)在2020年末至2021年初竣工，投產(chǎn)后，大河鋼廠年人均產(chǎn)鋼量將達(dá)到5 000 t。同時(shí)，該廠還計(jì)劃在德克薩斯州Brownsvill建設(shè)另一座Mini-Mill。該工廠與阿肯色州的現(xiàn)有工廠相似，但比現(xiàn)在的鋼廠自動(dòng)化程度更高，而且更節(jié)能，生產(chǎn)的成品將用于汽車、能源和電器行業(yè)。建成后，大河鋼廠的年產(chǎn)能將達(dá)到600萬(wàn)噸。

2.股份結(jié)構(gòu)

大河鋼廠最初是由美國(guó)科氏工業(yè)集團(tuán)（K o c h Industries）、德太集團(tuán)（TPG）、阿肯色退休教師基金（ATRS）共同投資，德國(guó)政府提供擔(dān)保，德國(guó)復(fù)興信貸銀行（KFW IPEX BANK）提供貸款的一家現(xiàn)代化綠色特種鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，股權(quán)分配見(jiàn)圖1。2019年10月，美國(guó)鋼鐵公司投資7億美元，收購(gòu)大河鋼廠49.9%的股權(quán)，未來(lái)4年將完成其余50.1%股權(quán)的收購(gòu)，最新股權(quán)分配圖尚未公布。

圖1 大河特種鋼鐵廠最初股權(quán)分配

美國(guó)科氏工業(yè)集團(tuán)：全球最大的非上市公司，年銷售額超過(guò)1 150億美元。

德克薩斯太平洋投資集團(tuán)：世界級(jí)知名私募投資公司。

阿肯色退休教師基金：美國(guó)401K養(yǎng)老基金之一。

美國(guó)鋼鐵公司：美國(guó)第二大鋼鐵公司，以長(zhǎng)流程煉鋼為主，受鋼材市場(chǎng)下滑和自身生產(chǎn)效率低下等原因影響，近10年內(nèi)已有7年虧損，累計(jì)凈虧損34.5億美元，此次收購(gòu)大河特種鋼鐵廠，目的是通過(guò)工藝轉(zhuǎn)型提升生產(chǎn)率和盈利能力。

3.生產(chǎn)設(shè)備及能力

目前，大河鋼廠擁有1座年產(chǎn)能145萬(wàn)噸的電爐煉鋼車間、1條CSP生產(chǎn)線、1座年產(chǎn)能81.6萬(wàn)噸的冷軋機(jī)和1條年產(chǎn)能40.8萬(wàn)噸的熱鍍鋅生產(chǎn)線。產(chǎn)品范圍包括厚度0.8mm以上、寬度1 930mm的熱軋卷；厚度0.28～1.4 mm、寬度914～1 880mm冷軋卷及901.7～1 854mm熱鍍鋅卷。二期擴(kuò)建完成后，大河鋼廠將擁有2個(gè)電弧爐和2個(gè)雙鋼包爐，將向CSP?裝置添加第二流連鑄、第二個(gè)隧道爐和1個(gè)新的下卷取機(jī)。

4.主要產(chǎn)品及市場(chǎng)

大河鋼廠以舊汽車及工業(yè)建筑鋼鐵沖壓廢料作為廢鋼原料，采用最新的電弧爐短流程和高效CSP技術(shù)，生產(chǎn)市場(chǎng)緊缺、利潤(rùn)率高的優(yōu)質(zhì)特種鋼。大河鋼廠的Flex Mill軋機(jī)可生產(chǎn)HSLA鋼、API管線鋼、能源用OCTG鋼、汽車用超深沖鋼（EDDS）和先進(jìn)高強(qiáng)鋼、CRML （冷軋電機(jī)疊片鋼）、NGO SP（無(wú)取向半工藝）電工鋼等。二期投產(chǎn)后，大河鋼廠將具備生產(chǎn)電力行業(yè)用高硅產(chǎn)品的能力。大河鋼廠主要產(chǎn)品及應(yīng)用情況如下：

（1）頂級(jí)高強(qiáng)度特種鋼（用于鉆探設(shè)備、隧道鉆井設(shè)備、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等）；

（2）高效能電工鋼（電路傳輸系統(tǒng)使用、成本及損耗率低于銅，是現(xiàn)代電力設(shè)備必須鋼材，并用于美國(guó)全國(guó)電網(wǎng)更新工程）；

（3）能源管道特種鋼（石油管道、化工品管道、加溫加壓耐腐蝕特種鋼管道）。

大河鋼廠所產(chǎn)的特種鋼產(chǎn)品市場(chǎng)認(rèn)可度較高，該廠現(xiàn)已成為國(guó)際著名的特鋼企業(yè)，包括特斯拉、德國(guó)寶馬、日本三菱、韓國(guó)現(xiàn)代等都是大河鋼廠的首批客戶。大河鋼廠較寬的銷售渠道和較強(qiáng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，保證了其產(chǎn)品即產(chǎn)即售無(wú)庫(kù)存壓力。

二、大河鋼廠競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析

作為全球首家獲得LEED認(rèn)證的環(huán)保型鋼鐵企業(yè)，大河鋼廠利用自身地理位置、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，整合資本、原材料、客戶及政府資源，以“智能化+環(huán)保型”為發(fā)展戰(zhàn)略，逐步建立高品質(zhì)特種鋼生態(tài)鏈，利用人工智能顛覆未來(lái)鋼鐵行業(yè)。

1.地理位置

阿肯色州位于美國(guó)南方中部，東與密西西比河相鄰，可以直接連接水路；西邊有1條鐵路干線，由BNSF運(yùn)營(yíng)，是美國(guó)鋼鐵消費(fèi)增長(zhǎng)最快的地區(qū)。沃爾瑪、墨菲石油（Murphy Oil Corporation）、泰森食品（Tyson Foods）等6家《財(cái)富》 500強(qiáng)企業(yè)總部均位于阿肯色州。

2.政府支持

大河鋼廠屬于阿肯色州優(yōu)質(zhì)投資項(xiàng)目，同時(shí)作為首個(gè)美國(guó)投資移民超級(jí)項(xiàng)目獲得了包括所在地奧西奧拉市、密西西比郡及州政府在內(nèi)的各級(jí)部門的全方位支持。同時(shí)，大河鋼廠也是唯一獲得德國(guó)聯(lián)邦政府擔(dān)保的EB-5項(xiàng)目。德國(guó)國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行——復(fù)興信貸銀行（KFW IPEX BANK）以3%的超低利息向大河鋼廠提供為期11年的6.35億美元貸款；此外，復(fù)興信貸銀行作為貸款銀團(tuán)牽頭銀行在德國(guó)政府擔(dān)保貸款之外額外提供1.59億美元及3 000萬(wàn)美元的貸款，期限同為11年。

3.數(shù)字化建設(shè)

西門子作為設(shè)備供應(yīng)商為大河鋼廠提供了目前世界上最先進(jìn)的特種鋼生產(chǎn)技術(shù)，并將大河鋼廠打造成為全球首家Flex Mill短流程煉鋼企業(yè)，使其兼具傳統(tǒng)綜合鋼廠和小型特種鋼廠的雙重優(yōu)勢(shì)。西馬克以合作伙伴身份全方位助力美國(guó)大河鋼廠數(shù)字化建設(shè)，通過(guò)一系列數(shù)字化解決方案，提升了 CSP 短流程鋼鐵廠的產(chǎn)品覆蓋范圍，在保持低成本優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，使產(chǎn)品盈利能力持續(xù)提高，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵生產(chǎn)的高效化、智能化、潔凈化。

4.智能化建設(shè)

大河鋼廠將西馬克最先進(jìn)的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)與Noodle.ai公司的人工智能技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了智能化工廠。Noodle.ai人工智能公司，于2016年3月14日成立于舊金山。該公司在大河鋼廠建設(shè)了1個(gè)BEAST平臺(tái)（Beast Enterprise AI Super Computing Technology），包括感知引擎、預(yù)測(cè)引擎和推薦引擎3個(gè)主要部分，目的是提高能效和生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化。

大河鋼廠的智能化生產(chǎn)主要體現(xiàn)在從原材料到成品生產(chǎn)過(guò)程的自適應(yīng)性，將生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)線狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量三者實(shí)時(shí)、交叉和獨(dú)特的數(shù)據(jù)源相結(jié)合，通過(guò)數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和供貨的自適應(yīng)，從數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)分析的學(xué)習(xí)型工廠，將SMP、CSP、PLTCM、SPM、BAF 和 CGL/CGL 等各個(gè)產(chǎn)線數(shù)據(jù)通過(guò)一級(jí)和二級(jí)系統(tǒng)收集，再通過(guò)生產(chǎn)計(jì)劃MES4.0、設(shè)備監(jiān)控分析系統(tǒng)（Genus-CM）、產(chǎn)品質(zhì)量分析系統(tǒng)（PQA）、生產(chǎn)狀態(tài)分析系統(tǒng)（PCA）和綜合維修管理系統(tǒng)（IMMS）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，幫助工廠在維護(hù)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、物流運(yùn)營(yíng)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。大河鋼廠整個(gè)產(chǎn)線上分布了超過(guò)5萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)采集傳感器，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，數(shù)據(jù)被上傳至云端，經(jīng)過(guò)智能處理和分析，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線運(yùn)行最優(yōu)化。通過(guò)全面優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)效率提升10%、產(chǎn)品過(guò)渡減少15%、運(yùn)輸成本降低、能源損耗減少1.5%；質(zhì)量控制方面，減少75%的產(chǎn)品性能波動(dòng)，降低8%～10%的質(zhì)量損失。

大河鋼廠通過(guò)大量引入AI 技術(shù)（客戶AI、銷售AI、價(jià)格AI、產(chǎn)品AI、材料AI、生產(chǎn)AI、庫(kù)存AI、物流AI 等）實(shí)現(xiàn)全要素深度學(xué)習(xí)，使其真正成為綜合效率全面提升的學(xué)習(xí)型鋼廠。大河鋼廠將人工智能應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)，使鋼廠達(dá)到最現(xiàn)代化的水平，不僅大大提高了特種鋼的比例和品質(zhì)，還極大提高了生產(chǎn)效率。大河鋼廠CEO大衛(wèi)·斯蒂克勒說(shuō)：“40年前，鋼鐵行業(yè)人工成本占到總投入的80%，20%是靠技術(shù)；但現(xiàn)在完全變了，90%是技術(shù)和AI，只有10%是人力的工作。技術(shù)成熟和AI是未來(lái)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中提高產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵?！?/p>

5.節(jié)能環(huán)保

大河鋼廠的發(fā)展戰(zhàn)略即“智能+環(huán)?！薄４蠛愉搹S車間安裝了先進(jìn)的氣體凈化系統(tǒng)，對(duì)冶煉和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵能夠自動(dòng)進(jìn)行收集。薄板坯加熱爐、罩式退火爐和熱鍍鋅線加熱均采用超低氮氧化物排放技術(shù)，從源頭減少了有害氣體排放。水處理采用西班牙Russula公司的水處理技術(shù)。大河鋼廠環(huán)保排放滿足美國(guó)嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)，具備較強(qiáng)的可持續(xù)發(fā)展能力。2017年大河鋼廠環(huán)?？?jī)效情況見(jiàn)表1。

表1 2017年大河鋼廠環(huán)?？?jī)效情況

大河鋼廠未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略也是以節(jié)能環(huán)保為主要方向，具體發(fā)展目標(biāo)為：實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，以保證供應(yīng)鏈可持續(xù)性發(fā)展；減少溫室氣體排放、能源消耗和廢棄物產(chǎn)生；提升回收效率；增加植樹(shù)計(jì)劃；獲得ISO 14001：2015認(rèn)證，建立國(guó)際公認(rèn)的環(huán)境框架管理系統(tǒng)。

6.高附加值的產(chǎn)品

大河鋼廠在低成本優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，可生產(chǎn)EDDS鋼、AHSS鋼、抗酸管線鋼和無(wú)取向電工鋼等高附加值鋼鐵產(chǎn)品，產(chǎn)品具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。同時(shí)，大河鋼廠較寬的銷售渠道保證了產(chǎn)品即產(chǎn)即售無(wú)庫(kù)存壓力。

7.高效的管理

大河鋼廠的自動(dòng)化設(shè)施，使整個(gè)工廠實(shí)現(xiàn)了公司組織體制、崗位配置的極其精簡(jiǎn)高效，無(wú)人化、少人化，用少量員工實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)出。每個(gè)工廠只設(shè)1名工廠經(jīng)理，全面負(fù)責(zé)生產(chǎn)和設(shè)備；每個(gè)人都是本機(jī)組的全能工；入口均不設(shè)操作室，每個(gè)操作室基本配置1名員工。

三、對(duì)國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的啟示

從大河鋼廠可以看到未來(lái)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)——“智能化+環(huán)保型”將是鋼鐵企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。大河鋼廠正通過(guò)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化建設(shè)，顛覆重塑傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，其在智能制造、企業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的做法和理念值得國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒：

一是中國(guó)鋼鐵企業(yè)可以考慮在新建鋼鐵產(chǎn)能時(shí)適度提升電爐煉鋼比，電爐煉鋼具有成本低、效率高、環(huán)保好等優(yōu)點(diǎn)。2019年我國(guó)電爐鋼占比11.04%，不僅低于美國(guó)的62%、歐盟的39%和日本的22%，還低于全球平均的25.2%。長(zhǎng)期來(lái)看，隨著中國(guó)廢鋼資源的增長(zhǎng)，中國(guó)電爐鋼占比將有所增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到30%～40%的水平。

二是在“中國(guó)制造2025”及智慧工廠發(fā)展變革的大背景下，同時(shí)伴隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈、盈利能力下降等情況，鋼鐵企業(yè)應(yīng)積極以數(shù)字化、信息化、智能化為實(shí)施路徑，全力打造現(xiàn)代工業(yè)控制體系的智慧鋼廠，優(yōu)化鋼鐵流程，提升效率，降低成本。

三是節(jié)能減排是鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)應(yīng)加快構(gòu)建綠色環(huán)保的產(chǎn)業(yè)體系，這不僅是提高質(zhì)量和效益的內(nèi)在要求，也是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代選擇。

四是國(guó)內(nèi)的鋼鐵企業(yè)應(yīng)該以管理促效益，高效的管理既可以減少人力成本，又可以提高辦公效率，從而提升企業(yè)效益。○