欧洲钢铁业在工业4.0领域的探索概况

数字化的概念早几十年就已经出现，但是在工业4.0时代得到了极大的传播。特别是欧盟于2020年3月10日发布“欧洲工业新战略”，明确了欧洲工业新战略的未来愿景：“具有全球竞争力和世界领先地位的工业、为气候中和铺平道路的工业、塑造欧洲数字未来的工业”。另外，数字化转型也是欧盟“绿色新政”的关键举措。

欧盟主席冯·德·莱恩在欧洲议会全体会议上指出，必须推动“欧洲的数字化十年”，需要制定一个“欧洲数字化的共同计划”，明确2030年的目标。她认为，未来五年，全球工业数据量将翻两番，随之而来的机遇也将增加四倍。而现实情况是目前80％的工业数据从未被有效利用，造成很大浪费。真正的数据经济将成为创新的强大引擎。这正是基于GaiaX构建欧洲云的原因。另外，欧盟工业界还将关注人工智能等技术的开发、数据连接等基础建设。

工业4.0的关键技术是物联网（IoT）、服务互联网（IoS）、大数据与大数据分析、高级模拟、云计算、增强现实、机器学习、认知计算、3D打印、自主机器人、孪生数字、智能制造、自主生产系统、网络物理系统（CPS）以及价值链和网络安全的整合。工业4.0的基础技术可归纳为九大技术，分别是物联网、系统集成、仿真、增强现实、大数据、增材制造、自主系统、云计算和网络安全。另外，服务、可视化和定制可归纳为工业4.0的子类别或子支柱。

德国钢铁协会下属的钢铁研究中心（BFI）认为，工业4.0更多的是一种范式，它是一种哲学而不是一种技术，现阶段还很难完全地确定钢铁行业应该实施的具体解决方案。

欧盟钢铁企业则期望工业4.0能够实现降低成本、提高质量、提高安全性、提高环境效益（减少排放、废物和资源消耗）的目的。

事实上，2018年关于钢铁行业“数字孪生”概念的生产车间已在沙勒罗伊（Charleroi）投入运行。塔塔和安赛乐米塔尔等大型钢铁企业都参与了这些项目。从20世纪90年代开始，欧洲钢铁行业在工业4.0之前的数字化领域就已经开展了系列研发项目并布局专利。

钢铁行业的数字化转型得到了欧盟预算的支撑，主要的基金组织包括：煤炭和钢铁研究基金（RFCS）、FP7计划、地平线2020和EUREKA。

越来越多的欧洲钢铁企业正在制定数字化转型战略。为在数字化转型浪潮中抢占先机，与专业的工业软件提供商合作是可行路径之一。

在数字化转型中的四个重要杠杆包括：数字化数据、自动化、连接性、数字客户访问。而数字化转型要面临以下四个维度的挑战，以实现所有系统和生产单元的集成：

（1）“垂直集成”，即从传感器到ERP系统的、经典自动化级别的系统集成；

（2）“水平集成”，即整个生产链中的系统集成；

（3）“生命周期集成”，即从基础工程到退役的整个工厂生命周期的集成；

（4）“横向集成”，即基于钢铁生产链之间的决策，并考虑到技术、经济和环境等方面。

2 主要项目

欧盟钢铁行业的工业4.0得到了欧盟一系列项目和机构的支持。如，2008年成立的“欧洲钢铁技术平台（ESTEP）”的“智能工厂”项目（前身为智能集成制造）。该平台于2009年发布第一版《欧洲钢铁生产行动计划》，提出2020年欧洲钢铁的愿景，下一步将明确2025年和2030年的愿景。

欧盟钢铁行业数字化转型方面的主要项目分为以下三大类：

第一类是研究活动数字化和使能技术的开发项目，包括物联网、大数据和云计算、自组织生产、生产线模拟、CPS、智能供应链网络、垂直和水平整合、预测性维护、网络安全、增强的工作维护和服务、物流车自动驾驶、知识管理的数字化。

第二类是RFCS资助的研究项目，最活跃的参与者包括德国BFI、瑞典MEFOS / KIMAB、意大利RINA CSM、 圣安娜（Sant' Anna）、蒂森克虏伯、安赛乐米塔尔、塔塔、盖尔道（Gerdau）、奥钢联、普锐特（Primetals）和西马克（SMS Siemag）、达涅利，共运行22个项目。

第三类为其他欧洲针对钢铁行业的数字化和低碳技术资助计划。如“第七框架计划”（FP7）（2007–2013）及其后续版本“欧洲地平线计划”Horizon 2020（2014–2020）。这些项目大多数是在2014年至2017年之间启动的。主要的项目包括：DISIRE、CoPro、FUDIPO、MORSE、RECOBA和COCOP等。在工业4.0概念提出之前，这些钢铁行业数字化转型的项目就开始运行了。