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專利開啟鋼鐵智造新時代

來源：中國知識產權報/國家知識產權戰略網

　　當前，我國鋼鐵行業面臨去產能、去庫存以及環保和提質增效的多重壓力，為此，一些鋼鐵企業開始與信息技術企業合作，努力提升鋼鐵智造水平，也有一些鋼鐵企業如寶武集團（寶鋼）繼續加強自主創新，大力布局智能制造專利技術。那么，從國內外對比來看，我國鋼鐵企業與國外先進企業相比有何特點？它們在相關領域的專利布局處于什么水平？

　　深耕智造，創新促進發展

　　鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業。隨著國際產業的轉移和國民經濟的快速發展，我國鋼鐵工業取得了巨大發展，粗鋼產量連續多年居世界第一位，部分關鍵品種達到國際先進水平。然而，由于鐵礦石嚴重依賴進口、“高能耗、高污染”的小鋼鐵廠治理不力等原因，我國鋼鐵產業形成了“產能擴大-產量增加-低價出口-遭遇制裁”的循環怪圈，遠未成為鋼鐵生產強國，在全球鋼鐵產業格局中缺乏話語權。

　　基于此，去產能、去庫存以及通過智能制造技術提升企業效率成為我國鋼鐵產業亟待解決的問題。2020年初，中國鋼鐵工業協會指出，2020年鋼鐵行業將鞏固供給側結構性改革成果，嚴禁新增產能。2020年6月，國家發展和改革委員會公布的《2020年鋼鐵化解過剩產能工作要點》也指出，統籌考慮鋼鐵行業兼并重組、結構調整、轉型升級等工作，深入推進化解鋼鐵過剩產能。

　　“過去一段時期，我國通過強化生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和生態環境準入清單硬約束，優化產業布局和結構；通過大力整頓散亂污企業，有效解決了市場競爭中劣幣驅逐良幣的現象，創造了更加公平的競爭環境。”中國鋼鐵工業協會副秘書長黃導表示。

　　在轉型升級的壓力之下，不少鋼鐵企業紛紛向技術創新要效益。冶金工業信息標準研究院黨委書記、院長張龍強表示，近年來，我國鋼鐵工業大力推進智能制造，在自動化、智能化、管理信息化方面取得了一定成績。比如早在2018年，寶武集團廣東韶關鋼鐵有限公司就著眼智能制造前沿科技態勢，探索實現“裝備自動化、少人化、無人化”升級改造。

　　對標先進，增強專利布局

　　“國外先進鋼鐵企業正在通過技術創新與技術引領戰略加速向智能制造轉型。”寶武集團（寶鋼）中央研究院高級主任研究員周群芳長期研究國外知名鋼鐵企業戰略，她觀到，國外先進鋼鐵企業非常注重持續投入研發并根據規劃及發展適時調整，為研發成果提供資金保障。

　　日本制鐵2018年至2020年提出，利用信息通信技術與人工智能提升競爭力，“打造全球鋼鐵業最大規模和最高水準的研發中心”。日本JFE鋼鐵株式會社也注重利用人工智能和大數據等技術，滿足社會和用戶的需求。韓國浦項鋼鐵公司則提出，通過將鋼鐵制造技術與物聯網、人工智能、大數據等技術結合，構筑最新的智能化生產體系。

　　數據顯示，日本制鐵2014年的研發投入為629.66億日元，2019年的研發投入為766.91億日元；日本JFE鋼鐵株式會社2014年的研發投入為324.9億日元，2019年的研發投入為387.2億日元。

　　在創新的道路上，我國企業正對標世界一流迎頭趕上。2020年9月14日，國資委召開“對標世界一流管理提升行動”媒體通氣會。會上，寶武集團副總經理郭斌表示，中國寶武集團正加大力度、加快速度開展對標提升行動。在2020年初就將“全面對標找差，創建世界一流”作為未來3-5年的管理主題，分層分類、建立健全對標體系，加速全面趕超。

　　據了解，寶武集團（寶鋼）已篩選出23個試點項目，投資超過10億元進行智能制造改造。在智能裝備層面，該公司正在高爐爐前作業、煉鋼澆鋼、冷軋鋅鍋撈渣等區域推進機器人應用的實踐；一些倉庫完成了無人化改造，同時正在開展無人化智慧料場的建設。目前，寶武集團（寶鋼）1580熱軋智能車間已成為工業和信息化部智能制造的示范試點。

　　那么，我國鋼鐵領域智能制造技術專利情況如何？由冶金工業信息標準研究院和知識產權出版社有限責任公司共同發布的《專利創新指數研究》顯示，我國鋼鐵領域智能制造相關的專利申請量呈現明顯上升態勢，截至2020年10月，我國企業共提交相關專利申請2187件，其中“十三五”規劃期間提交的專利申請量為1516件，占比達69%。相關企業的專利布局重點主要在冶煉、連鑄、智能控制系統、智能設備裝置、智能檢測等細分領域。在智能冶煉方面，國內主要專利申請人為寶武集團（寶鋼）、東北大學、寶武集團（馬鋼）等；在智能控制系統方面，主要專利申請人為寶武集團（寶鋼）、中冶集團（中冶賽迪）、中冶集團（中冶南方）等；在智能裝備方面，主要專利申請人為寶武集團（寶鋼）、中冶集團（中冶賽迪）等；在智能檢測方面，主要專利申請人為寶武集團（寶鋼）、東北大學等。

　　張龍強表示，鋼鐵領域智能制造專利申請經過萌芽期、平穩發展期，目前正處于快速發展的階段。不過，我國鋼鐵企業相關專利申請在國外布局相對較少，應提升國外專利布局的質量和水平。

　　多措并舉，抓住關鍵環節

　　為進一步提升我國鋼鐵企業競爭力，工業和信息化部2020年12月31日公布《關于推動鋼鐵工業高質量發展的指導意見（征求意見稿）》（下稱《指導意見》）。《指導意見》提出：到2025年，鋼鐵產業基礎進一步夯實，產業鏈現代化水平明顯提升，產能利用率保持在合理區間。智能制造水平顯著增強，關鍵工序數控化率達到80%左右，生產設備數字化率達到55%，打造50個以上智能工廠。

　　《指導意見》在業內引起廣泛關注，包括江蘇省鋼鐵行業協會在內的許多行業協會和企業積極建言獻策。江蘇省鋼鐵行業協會建議《指導意見》增加數字化車間、生產線等內容。該協會認為，智能工廠是通過系統集成、數據互通、人機交互、柔性制造以及信息分析優化等手段，實現對多個數字化車間的統一管理與協調生產，同時對車間的各類生產數據進行采集、分析與決策，并將優化信息再次傳送到數字化車間，實現車間精準、柔性、高效、節能生產。這些都是“十四五”亟待提升的關鍵環節。

　　除了政策指引外，行業機構也積極推動鋼鐵行業轉型升級。2020年12月，中國鋼鐵工業協會聯合相關機構發起成立“全國鋼鐵行業智能制造聯盟”，旨在加快推動我國鋼鐵企業及上下游產業鏈相關企業智能制造建設進程，引導國家產業政策落地，推進行業高質量發展。

　　那么，未來我國鋼鐵行業智能制造的關鍵技術是什么？對此，中國工程院院士王國棟表示，信息物理系統（CPS）是實現鋼鐵工業智能制造的關鍵技術。“該系統通過集成先進的感知、計算、通信、控制等信息計算和自動控制計算，構建了物理空間與信息空間中人、機、物、環境、信息等要素相互映射、實時交互、高效協同。”王國棟表示，基于此，河北鋼鐵、華為公司、東北大學此前已經聯合組建了“工業互聯網賦能鋼鐵智能制造聯合創新中心”，以鋼鐵企業全流程產線為基點，促進鋼鐵產業轉型升級。

　　張龍強表示，目前，我國鋼鐵產業已經實施產能更新計劃，使用了世界先進的工藝、裝備、流程和技術，尤其是當前中國鋼鐵行業以綠色低碳和智能制造為引領，為鋼鐵技術創新、先進節能減排技術、智能制造技術提供了廣闊的市場空間。

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