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                    美國大河特種鋼鐵廠的市場競爭力探究

                    來源:冶金經濟與管理 作者:曲余玲;邢娜;黃維;丁
                    發布于:2020-08-05 共4432字

                      摘    要: 介紹了美國大河特種鋼鐵廠作為全球人均產鋼量最高的鋼鐵企業、全球首家柔性智能鋼廠(Flex Mill)、全球首家獲得LEED環保認證鋼鐵企業的基本情況;對其競爭優勢進行了分析;指出其正努力打造全球最先進的綠色、智能、學習型和柔性短流程鋼廠,在先進人工智能技術、環保技術及高效管理方面具有核心競爭優勢。

                      關鍵詞: 大河特種鋼鐵廠; 智能化; 環保;

                      大河特種鋼鐵廠(以下簡稱“大河鋼廠”)項目位于美國阿肯色州奧西奧拉市,是阿肯色政府立法的全州首個超級工業項目,屬于鄉村地區項目,受政府支持,是唯一獲得德國聯邦政府擔保的EB-5項目,于2014年7月正式開工建設,2016年底調試生產,2017年3月1日正式投產運營。大河鋼廠作為全球首家Flex Mill智能鋼鐵企業,是北美唯一擁有電弧爐+RH脫氣爐生產線組合的鋼鐵工廠,也是全球首家獲得LEED環保認證的鋼鐵企業。大河鋼廠對未來的規劃,不光是煉鋼,還有汽車和能源,將通過實施顛覆性技術重塑鋼鐵業未來。大河鋼廠在智能制造、企業可持續發展方面的經驗值得國內企業學習和借鑒。

                      一、大河鋼廠基本情況

                      1.簡介

                      大河鋼廠一期建設總投資16.7億元,設備主要由西馬克(SMS)公司提供,設計粗鋼年產能160萬噸,占地5.26km2,主要產品是生產汽車和交通行業用高強鋼,以及部分電工鋼。大河鋼廠在投產之初擁有員工435人,年人均產鋼量3 720 t;現有員工525人,2018年人均產鋼量2 684 t。

                      2018年6月,大河鋼廠宣布籌建二期,將其現有年產能擴大到330萬噸,預計投資12億美元。2019年9月,大河特種鋼鐵廠開始二期工程建設,繼續由西馬克公司和Noodle.ai公司為其提供機械設備、電氣和自動化系統、數字化技術及智能化技術。二期工程預計在2020年末至2021年初竣工,投產后,大河鋼廠年人均產鋼量將達到5 000t。同時,該廠還計劃在德克薩斯州Brownsvill建設另一座Mini-Mill。該工廠與阿肯色州的現有工廠相似,但比現在的鋼廠自動化程度更高,而且更節能,生產的成品將用于汽車、能源和電器行業。建成后,大河鋼廠的年產能將達到600萬噸。
                     

                    美國大河特種鋼鐵廠的市場競爭力探究
                     

                      2.股份結構

                      大河鋼廠最初是由美國科氏工業集團(Koch Industries)、德太集團(TPG)、阿肯色退休教師基金(ATRS)共同投資,德國政府提供擔保,德國復興信貸銀行(KFW IPEX BANK)提供貸款的一家現代化綠色特種鋼鐵生產企業,股權分配見圖1。2019年10月,美國鋼鐵公司投資7億美元,收購大河鋼廠49.9%的股權,未來4年將完成其余50.1%股權的收購,最新股權分配圖尚未公布。

                      圖1 大河特種鋼鐵廠最初股權分配
                    圖1 大河特種鋼鐵廠最初股權分配

                      美國科氏工業集團:全球最大的非上市公司,年銷售額超過1 150億美元。

                      德克薩斯太平洋投資集團:世界級知名私募投資公司。

                      阿肯色退休教師基金:美國401K養老基金之一。

                      美國鋼鐵公司:美國第二大鋼鐵公司,以長流程煉鋼為主,受鋼材市場下滑和自身生產效率低下等原因影響,近10年內已有7年虧損,累計凈虧損34.5億美元,此次收購大河特種鋼鐵廠,目的是通過工藝轉型提升生產率和盈利能力。

                      3.生產設備及能力

                      目前,大河鋼廠擁有1座年產能145萬噸的電爐煉鋼車間、1條CSP生產線、1座年產能81.6萬噸的冷軋機和1條年產能40.8萬噸的熱鍍鋅生產線。產品范圍包括厚度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。二期擴建完成后,大河鋼廠將擁有2個電弧爐和2個雙鋼包爐,將向CSP?裝置添加第二流連鑄、第二個隧道爐和1個新的下卷取機。

                      4.主要產品及市場

                      大河鋼廠以舊汽車及工業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,生產市場緊缺、利潤率高的優質特種鋼。大河鋼廠的Flex Mill軋機可生產HSLA鋼、API管線鋼、能源用OCTG鋼、汽車用超深沖鋼(EDDS)和先進高強鋼、CRML (冷軋電機疊片鋼)、NGO SP (無取向半工藝)電工鋼等。二期投產后,大河鋼廠將具備生產電力行業用高硅產品的能力。大河鋼廠主要產品及應用情況如下:

                      (1)頂級高強度特種鋼(用于鉆探設備、隧道鉆井設備、汽車發動機等);

                      (2)高效能電工鋼(電路傳輸系統使用、成本及損耗率低于銅,是現代電力設備必須鋼材,并用于美國全國電網更新工程);

                      (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)。

                      大河鋼廠所產的特種鋼產品市場認可度較高,該廠現已成為國際著名的特鋼企業,包括特斯拉、德國寶馬、日本三菱、韓國現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的產品競爭力,保證了其產品即產即售無庫存壓力。

                      二、大河鋼廠競爭優勢分析

                      作為全球首家獲得LEED認證的環保型鋼鐵企業,大河鋼廠利用自身地理位置、技術優勢,整合資本、原材料、客戶及政府資源,以“智能化+環保型”為發展戰略,逐步建立高品質特種鋼生態鏈,利用人工智能顛覆未來鋼鐵行業。

                      1.地理位置

                      阿肯色州位于美國南方中部,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運營,是美國鋼鐵消費增長最快的地區。沃爾瑪、墨菲石油(Murphy Oil Corporation)、泰森食品(Tyson Foods)等6家《財富》 500強企業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質投資項目,同時作為首個美國投資移民超級項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的各級部門的全方位支持。同時,大河鋼廠也是唯一獲得德國聯邦政府擔保的EB-5項目。德國國家開發銀行——復興信貸銀行(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,復興信貸銀行作為貸款銀團牽頭銀行在德國政府擔保貸款之外額外提供1.59億美元及3 000萬美元的貸款,期限同為11年。

                      3.數字化建設

                      西門子作為設備供應商為大河鋼廠提供了目前世界上最先進的特種鋼生產技術,并將大河鋼廠打造成為全球首家Flex Mill短流程煉鋼企業,使其兼具傳統綜合鋼廠和小型特種鋼廠的雙重優勢。西馬克以合作伙伴身份全方位助力美國大河鋼廠數字化建設,通過一系列數字化解決方案,提升了 CSP 短流程鋼鐵廠的產品覆蓋范圍,在保持低成本優勢的基礎上,使產品盈利能力持續提高,實現了鋼鐵生產的高效化、智能化、潔凈化。

                      4.智能化建設

                      大河鋼廠將西馬克最先進的數字化生產技術與Noodle.ai公司的人工智能技術相結合,實現了智能化工廠。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了1個BEAST平臺(Beast Enterprise AI Super Computing Technology),包括感知引擎、預測引擎和推薦引擎3個主要部分,目的是提高能效和生產計劃優化。

                      大河鋼廠的智能化生產主要體現在從原材料到成品生產過程的自適應性,將生產計劃、產線狀態和產品質量三者實時、交叉和獨特的數據源相結合,通過數據模型實現生產和供貨的自適應,從數據收集到數據分析的學習型工廠,將 SMP、CSP、PLTCM、SPM、BAF 和 CGL/CGL 等各個產線數據通過一級和二級系統收集,再通過生產計劃MES4.0、設備監控分析系統(Genus-CM)、產品質量分析系統(PQA)、生產狀態分析系統(PCA)和綜合維修管理系統(IMMS)進行數據分析并學習,實現預防性維護,對生產過程進行優化,幫助工廠在維護計劃、生產調度、物流運營和環境保護等領域取得突破性進展。大河鋼廠整個產線上分布了超過5萬個數據采集傳感器,對海量數據進行采集分析,數據被上傳至云端,經過智能處理和分析,可以實現產線運行最優化。通過全面優化,實現效率提升10%、產品過渡減少15%、運輸成本降低、能源損耗減少1.5%;質量控制方面,減少75%的產品性能波動,降低8%~10%的質量損失。

                      大河鋼廠通過大量引入AI 技術(客戶AI、銷售AI、價格AI、產品AI、材料AI、生產AI、庫存AI、物流AI 等)實現全要素深度學習,使其真正成為綜合效率全面提升的學習型鋼廠。大河鋼廠將人工智能應用于鋼鐵生產,使鋼廠達到最現代化的水平,不僅大大提高了特種鋼的比例和品質,還極大提高了生產效率。大河鋼廠CEO大衛·斯蒂克勒說:“40年前,鋼鐵行業人工成本占到總投入的80%,20%是靠技術;但現在完全變了,90%是技術和AI,只有10%是人力的工作。技術成熟和AI是未來鋼鐵生產過程中提高產品質量的關鍵。”

                      5.節能環保

                      大河鋼廠的發展戰略即“智能+環保”。大河鋼廠車間安裝了先進的氣體凈化系統,對冶煉和生產過程中產生的煙塵能夠自動進行收集。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,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。大河鋼廠環保排放滿足美國嚴苛的排放標準,具備較強的可持續發展能力。2017年大河鋼廠環?冃闆r見表1。

                      表1 2017年大河鋼廠環?冃闆r
                    表1 2017年大河鋼廠環?冃闆r

                      數據來源:大河鋼廠 2018年企業社會責任報告。

                      大河鋼廠未來的發展戰略也是以節能環保為主要方向,具體發展目標為:實施可持續發展戰略,以保證供應鏈可持續性發展;減少溫室氣體排放、能源消耗和廢棄物產生;提升回收效率;增加植樹計劃;獲得ISO 14001:2015認證,建立國際公認的環境框架管理系統。

                      6.高附加值的產品

                      大河鋼廠在低成本優勢的基礎上,可生產EDDS鋼、AHSS鋼、抗酸管線鋼和無取向電工鋼等高附加值鋼鐵產品,產品具備較強的市場競爭能力。同時,大河鋼廠較寬的銷售渠道保證了產品即產即售無庫存壓力。

                      7.高效的管理

                      大河鋼廠的自動化設施,使整個工廠實現了公司組織體制、崗位配置的極其精簡高效,無人化、少人化,用少量員工實現高效產出。每個工廠只設1名工廠經理,全面負責生產和設備;每個人都是本機組的全能工;入口均不設操作室,每個操作室基本配置1名員工。

                      三、對國內鋼鐵企業的啟示

                      從大河鋼廠可以看到未來鋼鐵行業的發展趨勢——“智能化+環保型”將是鋼鐵企業可持續發展的必由之路。大河鋼廠正通過自動化、數字化、智能化建設,顛覆重塑傳統鋼鐵行業的發展,其在智能制造、企業可持續發展等方面的做法和理念值得國內鋼鐵企業學習和借鑒:

                      一是中國鋼鐵企業可以考慮在新建鋼鐵產能時適度提升電爐煉鋼比,電爐煉鋼具有成本低、效率高、環保好等優點。2019年我國電爐鋼占比11.04%,不僅低于美國的62%、歐盟的39%和日本的22%,還低于全球平均的25.2%。長期來看,隨著中國廢鋼資源的增長,中國電爐鋼占比將有所增長,預計會達到30%~40%的水平。

                      二是在“中國制造2025”及智慧工廠發展變革的大背景下,同時伴隨著國內鋼鐵行業產能過剩、同質化競爭激烈、盈利能力下降等情況,鋼鐵企業應積極以數字化、信息化、智能化為實施路徑,全力打造現代工業控制體系的智慧鋼廠,優化鋼鐵流程,提升效率,降低成本。

                      三是節能減排是鋼鐵工業轉型升級、實現可持續發展的關鍵環節。國內鋼鐵企業應加快構建綠色環保的產業體系,這不僅是提高質量和效益的內在要求,也是實現產業可持續發展的時代選擇。

                      四是國內的鋼鐵企業應該以管理促效益,高效的管理既可以減少人力成本,又可以提高辦公效率,從而提升企業效益。

                      參考文獻

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                      [2] 文杰.美國大河鋼廠新型Flex Mill軋機針對先進鋼種的技術開發[N].世界金屬導報,2018-10-16.
                      [3] 路俊萍.美國大河鋼鐵廠產線裝備技術[N].世界金屬導報,2018-06-05.
                      [4] CORPORATE SOCIAL RESPONSIBILITY REPORT 2018 [R/OL].http://proxy.lib.wmu.edu.cn:80/rwt/CNKI/https/MJVXP6UJP3TYE65VMWTXZLUDN7XB/ wp-content/uploads/2020/01/BRS1912-CSR-Report-Rev-R12.pdf.

                    作者單位:鞍鋼集團有限公司經濟發展研究院
                    原文出處:曲余玲,邢娜,黃維,丁瑞鋒.美國大河特種鋼鐵廠競爭優勢分析[J].冶金經濟與管理,2020(04):54-56.
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