讲座|钢铁制造与新能源车型材料讲座成功举办
(巴黎时间)10月30日上午,由中国旅法工程师协会(AICF)、中国留德学者计算机学会(G.C.I)和法国华人汽车工程师协会(AICAF)联合主办的《钢铁制造与新能源车型材料》讲座通过线上形式成功举行,中国宝武钢铁集团有限公司(简称“中国宝武”)的多位专家从汽车工业制造的角度,结合数智技术、钢铁工业、新能源车型材料需求等领域向大家介绍了新格局、新趋势下钢铁工业与新能源车车身钢材制造的发展方向,同时向大家分享中国宝武国内及欧洲有关单位的人才需求信息。
讲座开始前,参会人员观看了 “你好,我是中国宝武”的宣传片。
交流主题1:钢铁工业智能决策优化技术
主讲人贾树晋博士向大家介绍了中国宝武在制造与供应链智能决策优化技术研发与应用方面的最新进展,以及采购、排程、销售等智能决策方面的一些具体案例。
贾树晋博士介绍到,在90年代初,钢铁工业开始进行大规模的信息化系统的建设和升级,目前钢铁工业的信息系统建设基本完成,系统主要依赖人工经验完成决策优化。
要对信息化系统进行智能化升级,就涉及到智能决策的研究方向。它相当于在原有的信息化系统基础上,结合一些工业机理,包括知识、算法数据等,将这些数据综合起来,建立一些智能优化的决策模型。通过这些模型,辅助甚至是自动地提供智能化决策的方案,与业务人员进行人机交互,以提高工作效率。同时,由于该系统能够考虑的因素更多,计算能力更强,因此可以提出全局更优或者更加高效的计划或者方案。
这个智能决策的研究方向主要会涉及智能计划排程、供应链建模优化、产销研智能决策等层面的智能制造关键技术研发。可涉及到的服务部门包括了营销、制造、采购、研发(数字化研发)、能源、物流、财务等等。这些业务部门其实都有智能决策的一些需求。
研究对象则是以产线、基地、公司等宏观对象的资源优化配置为目标,解决全局性、整体性的成本、效率、质量等问题。特别是在“一公司多基地”这种背景下,重要性也在凸显。
它的技术特点在于投资少,见效快。不需要大的硬件投入,主要是一些算法、模型、软件等等,是一种典型的以软带硬的技术。
在这方面,相对来说国内和国外的技术差距不是特别大。因为这个领域整体的发展时间不是特别长,大家开始重视这个领域,也就是差不多从90年代,或者说2000年以后才起步,国内这块起步也比较早,因此是一个有希望实现技术与国际接轨或者并跑的领域。
这个领域除了算法,大数据以及软件这三大要素以外,作为技术的构成,还有一个重要维度,就是要与钢铁行业深度绑定,因此它其实是一个复合型的领域。中国宝武中央研究院有这样一支团队,从2003年开始长期深耕这个领域将近20年,所谈及的相关模型和算法基本都是自主研发。已经具备了为采购、制造、销售、研发的全供应链提供智能决策技术的能力。
贾博士随后通过合金管理与采购决策、铸/轧智能排程等多个案例进行了更加详细的介绍。对于未来的数字化研发方向,贾博士提到了一个从“爱迪生模式”向“数字化模式“创新进行转型的思路。
交流主题2:碳中和下的轻量化挑战与宝钢新能源汽车用材解决方案
主讲人韩非博士首先谈到的主题是“绿色低碳与新能源汽车发展“。在实现“碳达峰”、“碳中和”双碳的道路上,钢铁和交通行业需要减排的任务极其艰巨、责任重大、贡献也重大。
新能源汽车是交通行业应对双碳需求很重要的路径,中国的新能源汽车行业领跑全球市场,2022年有望销售超过600万辆(渗透率超过20%)。在新能源行业,最关注的就是成本、安全和轻量化,特别是轻量化,是行驶过程中能源的消耗有很大的贡献,是实现低碳的非常重要的措施之一,很多轻量化材料,包括先进高强钢材和铝合金材料的应用会有大幅度的提升。
汽车材料的选择随着驱动能源的方式,排放的法规以及碰撞的法则的演变,在不同阶段有不同的要求。结合碳排放的要求,对钢材、铝合金、镁合金、以及碳纤维这几类主要车身材料的选择,需要从性能、成本、易获得性、全生命周期碳排放、易回收性、易维修性等全方位进行综合考量,合适的材料要放在合适的地方。
接下来,韩博士介绍了宝武汽车用材的绿色解决方案。中国宝武致力于打造提供钢铁及先进材料综合解决方案和产业生态圈服务的高科技企业,从钢铁制造业而言,宝钢股份是全球竞争力最强的钢铁上市企业之一。近20年来,中国宝武汽车板的发展与汽车工业的发展保持同步,在中国市场持续保持了50%以上的占有率。
为了应对新能源汽车的发展,中国宝武提出了以SMARTeX为品牌的新能源汽车整体解决方案。为了支撑这个解决方案,宝武形成了一个完整的生态,除了之前贾博士分享的智能决策系统、智慧供应链、智慧制造;这里还涉及到针对汽车白车身、座椅、电池包等用材,以及特钢、条钢、管材、精冲材料等等汽车材料的全覆盖;还包括从汽车概念设计到批量生产的全流程技术服务,以及目前追求的净零碳全工序技术路线等等。
韩博士同时也介绍了吉帕钢、铝硅热成型钢、高光洁度的宝特赛、以及新能源车驱动电机用的无取向硅钢等一系列明星产品,同时,中国宝武也投入了汽车铝板的生产,并取得了迅速发展。
除了材料以外,宝武还研发了很多用于汽车零件的领先成形工艺,有的非常成熟,有的正在积极开发,包括辊冲成形、三维变截面辊压成形等。
为了更好地理解汽车设计制造对材料的需求,中国宝武还参照汽车厂的开发模式,设计和开发了自己的白车身BCB系列。2021年推出了面向新能源的超轻型高安全纯电动钢制白车身即BCB EV,1000兆帕以上的超高强钢使用比例超过了50%。在钢制电池包的研发领域也做了很多工作,推出了不同的方案。
在数字化领域,向客户提供了汽车板应用数据的云共享服务,该平台解决了很多无法现场一起工作出现的困难。
在绿色低碳方面,通过使用BCB EV白车身的材料、轻量化、先进工艺等技术,可以实现每台乘用车白车身制造所需钢材减排约200公斤。按中国市场2500万辆乘用车行驶20万公里计算,每年贡献的二氧化碳减排量,相当于贡献了1.9万平方公里森林或2.6亿冷杉一年的二氧化碳吸收量。
最后韩博士谈到了中国宝武的低碳发展方向。中国宝武力争在2023年实现碳达峰,2025年具备低碳30%工艺技术能力,2035年实现减碳30%,2050年实现碳中和。为了实现这个目标,宝武将采取包括极致能效、绿色能源和低碳冶金等措施。2022年9月16日,全球发布了自主开发的超低碳汽车板,以及宝钢汽车板净零碳路径的发布。其开发的三个实物零件,比原来的汽车板减少碳排放约65%。韩博士期待与更多业内人士开展合作,促进更多材料的多元发展,共同打造全球汽车板TOP 1品牌影响力,夯实宝钢汽车板作为全球新能源车整体解决方案领军者地位。
交流主题3:中国宝武数智技术创新中心
主讲人张伟博士首先为大家对整个钢铁行业进行了简单的分析,并简要介绍了中国宝武钢铁集团。他通过列举的一系列数据,阐述了钢铁行业的发展情况,并强调无论是传统行业还是新兴行业的成长和发展都有钢铁行业的陪伴。经过测算,生产类似的钢铁材料,排放1吨的二氧化碳,下游的行业的应用就可以减少4-6吨二氧化碳的排放。因此,钢铁生产过程的二氧化碳减排是材料用在下游的产业减排的推动者。
中国宝武的历史可以追溯到130年前张之洞创办的汉阳铁厂,以及曾国藩,李鸿章创办的江南制造局。一百多年来,经过不同时代的发展和近期并购重组,到2020年和2021年,钢产量都在1亿吨以上,全球产量为10亿吨左右,2022年首次挺进财富世界500强前50位,位居全球钢铁行业首位。
中国宝武钢铁集团作为一个钢铁制造企业,其实在新材料领域也开展大量布局,比如在镁方面马上将成为全球最大的原镁和镁压铸件生产企业。
中国宝武中央研究院被称为“中国宝武技术创新的发动机”,从事钢铁新产品、新技术、新工艺、新装备的研发,面向现场、面向市场、面向未来。从人才领域而言,中央研究院下设了20多个专业研究所,不同专业都有人才需求,最主要的是材料和冶金,也需要计算机、大数据、控制模型、能源与环保、分析与测试。欢迎相关人才向如下电邮投递简历:[email protected],简历名称:学校-专业-学历-姓名,或通过如下电话咨询:021-26648709。
张伟博士进一步对中央研究院的数智技术创新中心进行了介绍。中心致力于以数字化驱动产业转型,以智慧化赋能效率提升。面向未来,该中心正在布局以下几项技术:数据系统架构和应用、智能决策技术研发、智能装备与机器人规模化应用、核心模型和基础软件自主开发,以及大数据与人工智能技术应用。
张伟博士通过一些具体的案例介绍了创新技术在钢铁行业的应用,并表示:未来希望更多地把一些场景和遇到的问题,通过一些技术的融合,形成整体化的解决方案,建立一种推广模式,加大现有技术的覆盖和推广。
为了能够与更多伙伴形成更多开放的合作,张博士列举出来了一些核心的专业能力,以展示研究院的一些具体研究方向:从装备的角度来说,有工业机器人方向,大家在宣传材料里面看到了捞渣机器人、喷印、贴标、捆带机器人,炼钢区域的测温、取样机器人,这种工作环境非常恶劣的位置,现在都有机器人把人解放出来,研究院有一个工业机器人团队。
电磁技术方向,在钢铁生产过程中的应用,比如说通过电磁感应加热来取代现有的通过天然气加热模式,研究院也有一个电磁技术团队; 同时还有冷轧装备与控制的研发团队,以及轧辊使用与维护团队;在智能质量管控的表面检测方面,用的是人工智能的图像识别的这种方式;工业大数据应用方面,基于生产过程中的一些数据。优化生产质量和工艺;测控技术,也有一个专门的团队把激光技术用到成分的,外形尺寸的检测当中。
最后,张伟博士介绍到,数智技术创新中心对于人才需求的面也很广,特别是在钢铁行业做数智创新难度较大,需要的专业包括计算机、大数据、应用数学、过程控制等等,也包括在机电仪表方面,欢迎大家参与和加盟。
交流主题4:宝武钢铁在欧洲的布局
主讲人Baomarc意大利公司工业4.0部张早副主任向大家简要介绍了中国宝武在欧洲的布局情况。中国宝武在欧洲有多家企业,其中有宝钢欧洲有限公司,宝钢国际激光平焊有限公司,Baomarc Automotive Solutions公司,另外还于2019年成立了宝钢欧洲研发中心。
他着重介绍了Baomarc的情况,Baomarc成立于1978年,于2017-18年被中国宝武收购。总部在都灵,主要专注于车身结构件、底盘以及新能源车电池包的产品,主要客户为Stellantis集团和其旗下的FCA集团,其法国生产基地的主要客户是雷诺,同时在南美的墨西哥和巴西也都设有分公司,主要是针对克莱斯勒,北美的菲亚特的需求,最近也也开始向大众集团提供服务。目前也逐渐在拓展在欧洲市场的一些其它汽车主机厂商。
马氏体超高强度钢材的应用
张早副主任说到,作为典型的装备制造和产品生产企业,涵盖了很多前三位嘉宾提到的技术的下游应用,特别比如说钢材(车身结构件)、铝材(轻量化要求)、成型的工艺、装配和组装工艺,例如辊压工艺。目前和负责激光拼焊公司的合作,就是利用他们的激光拼焊实现不同厚度钢板的辊压的产品,辊压完成后进行的进一步的三维塑形,以完成客户的需求,这种应用主要用于前后防撞梁的冲撞系统和电池包的应用上。
Baomarc机器人焊接岛
针对装配工艺,主要是指铆接、粘接和焊接,这里面可以看到大量机器人的应用,包括了很多不光是搬运机器人,还有很多五轴的三维焊接机器人的大范围应用。这方面公司有非常大的人才需求,欢迎与会的专业人员与公司联系。
近期公司正在和欧洲的研发合作伙伴共同探讨在汽车领域,特别是电池包这类对密封有非常高的要求的产品在焊接性能和密封性能上的改善。因为传统的弧焊和激光焊,由于热力形变的原因会造成产品的几何形变非常大,因此对于复杂产品的密封性要求会有局限。
还有一些辅助的工艺,比如说清洗、酸洗和喷漆、热处理,还有电镀、电泳等都是和汽车板块非常密切结合的工艺,但是公司的主要的方向并不只是在于生产,正在探寻EVI(Early Vendor Involvement)的能力。包括从前期客户的运营介入,提出整体方案,从产品的设计角度来前期的预测客户的一些需求,来更好的推出从产品设计到工艺设计、装备设计和生产的整体解决方的流程,所以公司在这方面的人才也有很大的需求。
张早主任还提到,作为一个典型的“一公司多基地”的架构,在汽车领域,它是一个供应链非常复杂的产业,不仅有内部流程,还有大量的外部流程需要安排和生产,这也涉及了大量的不仅是直接采购,还有一些委外加工的部分,所以对于生产计划,包括采购计划的编制方面,例如在MES(Manufacturing Execution System)和ERP(Enterprise Resource Planning)系统的研发领域也有很大的需求。
另外,宝钢金属(Baomarc母公司)已成为全球重要的镁合金供应商,致力于轻量化解决方案。
最后张早副主任向大家介绍了一些公司的工作案例,他向大家展示了一款异形的电池包,介绍了其非常复杂的装配工艺需求和正在攻克的技术难关。
交流主题5:中国宝武欧洲研究中心主任刘献东总结发言
刘献东主任说到,人类从进入铁器时代3500年来,钢铁行业技术进步的脚步从未停止。而如韩非博士所说,现代钢铁75%的新产品,其实都是过去20年研发出来的;张伟博士也提到,我们现在所做的工作是重塑钢铁行业在人类可持续发展进程中的关键的地位。
欧洲钢联把冶金技术的碳综合定义为“新一轮的冶金技术革命”,从全球来看,一年有约19.5亿吨的粗钢,占到人类活动的7-9%的碳排放;从产量而言,中国已经连续26年持续世界第一,目前已占到全球56%以上的粗钢产量。
就中国宝武而言,已经成为全球第一的钢铁企业,产量达到了1.2亿吨,而欧盟27国的总产能是1.5亿吨。中国宝武要在整个行业里面起到引领的作用,不仅只是在量上的第一,更重要的是在零碳排放钢铁制造,工业4.0的解决方案,以及和下游用户的材料解决方案这几个方面成为研发的重点,真正成为行业的领导者。
刘献东主任强调,中国宝武在欧洲其实有个大家庭,虽然制造基地基本上都在中国,而在欧洲,它不仅仅只有一个贸易公司,还有汽车行业的实体,刚才已经有所介绍。2019年12月,欧洲还成立研发中心,目前逐步在欧洲和一些大学以及研发机构建立了一些合作,有的已经是战略合作伙伴了。现在已经有20多个合作项目正在运行中。因此,非常希望优秀的人才能够加盟。
在人才需求方面,欧洲研发中心也是为总部的研究院和欧洲的研发机构起到桥梁作用,同时也在寻找大量成熟的人才加盟,并欢迎大家以各种方式开展合作。Baomarc在法国、意大利和墨西哥的工厂也在寻求研发和制造领域的高端人才。欢迎大家通过如下电子邮件取得联系:[email protected]
众位嘉宾的精彩演讲之后,与听众们展开了热烈的交流。
本次讲座收到近百位来自欧洲和国内的专业人士的报名和参与,中国旅法工程师协会(AICF)、中国留德学者计算机学会(G.C.I)和法国华人汽车工程师协会(AICAF)真诚感谢中国宝武国内和海外的几位专家抽出宝贵时间与大家分享,以及对参会者提出的问题的所做出的详细解答;感谢全体工作人员为此次活动所做的精心准备和组织。