一、項(xiàng)目實(shí)施的背景
（一）鋼鐵行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
鋼鐵素有“工業(yè)糧食”之稱，鋼鐵工業(yè)作為基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有舉足輕重的地位。它是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度和綜合國(guó)力的重要指標(biāo)，其產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、消費(fèi)拉動(dòng)大，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)、社會(huì)發(fā)展及穩(wěn)定就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用。凡是世界上成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的國(guó)家，尤其是經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的國(guó)家?guī)缀鯚o一例外優(yōu)先發(fā)展了包括鋼鐵在內(nèi)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)在這些國(guó)家的工業(yè)化進(jìn)程中起到了不可替代的作用，作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，鋼鐵企業(yè)承擔(dān)著國(guó)家重要原材料的生產(chǎn)和加工任務(wù)。鋼鐵行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的中間位置，支撐著國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的大部分行業(yè)。鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)工藝流程獨(dú)特而又復(fù)雜，在行業(yè)進(jìn)入方面有很高的資金和技術(shù)要求，具有較高的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度以及明顯的經(jīng)濟(jì)周期性，體現(xiàn)著典型的規(guī)模經(jīng)濟(jì)應(yīng)，是當(dāng)今世界各國(guó)追求工業(yè)文明和提高國(guó)際地位的重要標(biāo)志之一，鋼鐵企業(yè)是否具有核心競(jìng)爭(zhēng)力在一定程度上展現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。
2023年鋼鐵行業(yè)遭遇了近五年來最嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，鋼材市場(chǎng)價(jià)格明顯下跌，鋼鐵企業(yè)的利潤(rùn)大幅度萎縮?！爱a(chǎn)能過剩加劇，國(guó)內(nèi)需求不足，出口大幅下降，原料價(jià)格堅(jiān)挺，成材均價(jià)下移，行業(yè)利潤(rùn)微薄?！敝袊?guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)黨委書記何文波用這樣一句話概括了2023年鋼鐵行業(yè)的發(fā)展境況。走出行業(yè)發(fā)展的困境，活下去，成為大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的最直接、最核心、最現(xiàn)實(shí)的問題。
（二）鐵水成本管控是關(guān)鍵：
鋼鐵企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，即生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及銷售服務(wù)的竟?fàn)?。?duì)于鋼鐵企業(yè)而言其中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的是成本競(jìng)爭(zhēng)，鋼鐵企業(yè)為提高競(jìng)爭(zhēng)力要采取降低成本的途徑。一般來說，鐵水成本占鋼企全流程總成本的80%左右，見下圖1。煉鐵安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行對(duì)鋼鐵企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有基礎(chǔ)支撐作用。因此，鐵水成本的高低是煉鐵工序綜合競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)，也是決定后道工序成本高低的關(guān)鍵所在。
圖1 鋼鐵全流程生產(chǎn)成本構(gòu)成餅狀圖
（三）配煤配礦優(yōu)化是核心
對(duì)生鐵制造成本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主要原燃料占生鐵制造成本的 70%以上,見圖2。含鐵原燃料的性能決定了入爐焦比的高低，這也同時(shí)說明，含鐵原料即高爐爐料結(jié)構(gòu)是制約高爐生鐵成本的主要因素。國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)一直普遍關(guān)注著配煤配礦優(yōu)化問題。配煤配礦優(yōu)化是從高爐原燃料入手降低鐵水成本的有效手段之一。高爐利用系數(shù)、燃料比和生鐵成本等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在很大程度上取決于高爐配煤配礦。
圖2 生鐵成本構(gòu)成餅狀圖
配煤配礦是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的核心，高爐利用系數(shù)、燃料比和生鐵成本等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與高爐配煤配礦密切相關(guān)，是生產(chǎn)穩(wěn)定及降本增效的關(guān)鍵。由傳統(tǒng)注重生產(chǎn)過程向經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，成本核算將成為配煤配礦重中之重，實(shí)現(xiàn)以成本為中心的配煤配礦運(yùn)營(yíng)管理，助推企業(yè)突圍解困、高質(zhì)量發(fā)展。
二、創(chuàng)新點(diǎn)及理論依據(jù)
（一）創(chuàng)新點(diǎn)
1.以鋼鐵聯(lián)合企業(yè)“鐵水成本核算”這個(gè)“牛鼻子”為綱，以組織結(jié)構(gòu)搭建、核心技術(shù)智能化開發(fā)應(yīng)用以及工作專班制度為手段，實(shí)施管理創(chuàng)新和技術(shù)革新。
2.開發(fā)、研究、應(yīng)用燒結(jié)-球團(tuán)-焦化-高爐一體化配煤配礦平臺(tái)和多維度的煉焦煤評(píng)價(jià)系統(tǒng)。兩項(xiàng)智能化成果獲得了多項(xiàng)國(guó)家專利和軟件著作權(quán)。
（二）理論依據(jù)
1.事物矛盾的主要方面辯證理論
解決和突破問題要掌握矛盾的主要方面辯證關(guān)系原理。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生存和發(fā)展的主要矛盾是制造成本高、利潤(rùn)薄。矛盾的主要方面就是鐵水成本這個(gè)核心，抓住鐵水成本這個(gè)核心就能夠牽一發(fā)而動(dòng)全身，而配煤配礦則是這是鐵水成本這個(gè)核心的主要矛盾和矛盾的主要方面。
2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法大數(shù)據(jù)理論
采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、規(guī)劃求解等大數(shù)據(jù)理論建立數(shù)據(jù)分析計(jì)算模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿生物神經(jīng)系統(tǒng)的計(jì)算模型，由多個(gè)相互連接的節(jié)點(diǎn)（成為神經(jīng)元）組成。其工作原理是基于分布式并行處理和大量節(jié)點(diǎn)連接，通過激活函數(shù)處理復(fù)雜的非線性關(guān)系。每個(gè)神經(jīng)元通過權(quán)重與其他神經(jīng)元相連，通過調(diào)整這些權(quán)重，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和適應(yīng)新的數(shù)據(jù)迭代。
3.系統(tǒng)管理理論。
系統(tǒng)管理理論是運(yùn)用系統(tǒng)論和控制論的理論方法，以系統(tǒng)解決管理的理論體系。組織架構(gòu)實(shí)現(xiàn)集中管理原則，集中管理強(qiáng)調(diào)信息的集中和資源的共享。
4.無邊界組織的工作專班制理論
無邊界組織打破固有的層級(jí)、地域、職能界限，以責(zé)任驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、激勵(lì)驅(qū)動(dòng)完成非常規(guī)任務(wù)。工作專班制具有集思廣益、統(tǒng)籌兼顧、高效協(xié)作、責(zé)任明確、持續(xù)跟進(jìn)、工作共享的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。工作專班制度是指為了完成某項(xiàng)重要任務(wù)或解決某些“急難險(xiǎn)重”的問題而特別組建的機(jī)構(gòu)。工作專班一般由領(lǐng)導(dǎo)層和工作組層構(gòu)成。工作專班制度由來不同的部門和專業(yè)人員組成，充分利用各部門的優(yōu)勢(shì)和背景，為全面完成任務(wù)提供全面支持。
三、項(xiàng)目實(shí)施過程
（一）組織架構(gòu)與管理
機(jī)構(gòu)的設(shè)置和管理是推進(jìn)工作有效開展的基礎(chǔ)和前提，為強(qiáng)化配煤配礦技術(shù)與管理，整合和優(yōu)化資源力量，統(tǒng)籌配煤煤礦技術(shù)以及資源利用、質(zhì)量管控、成本優(yōu)化、高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)鐵前系統(tǒng)資源的整體優(yōu)化配置和能力提升。成立由總經(jīng)理任組長(zhǎng)的配煤配礦技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)配煤技術(shù)組和配礦技術(shù)組，統(tǒng)籌配煤配礦技術(shù)工作。2022年企業(yè)推進(jìn)一貫制改革，強(qiáng)化鐵前成本、技術(shù)、效益一體化管理，發(fā)揮配煤配礦技術(shù)和管理突出作用，提級(jí)至股份公司制造部，提高和充實(shí)了配煤配礦技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組，賦職強(qiáng)能，補(bǔ)充技術(shù)專家，增強(qiáng)技術(shù)力量后成立配煤配礦管理室，全面統(tǒng)籌和管理公司配煤配礦技術(shù)。
起草制定配煤配礦管理的制度性文件和技術(shù)性文件，先后制定并實(shí)施了《包鋼股份配煤配礦管理規(guī)定》、《包鋼股份制造部新煤種新礦種開發(fā)管理辦法》、《包鋼股份煉焦煤庫存管理規(guī)定》、《包鋼股份配比變更管理辦法》等管理制度，基本搭建起了配煤配礦管理的“四梁八柱”。
集中管理和提級(jí)管理的創(chuàng)新性實(shí)施，以管理制度為基礎(chǔ)的規(guī)范運(yùn)行，突破了管理的桎梏，在螺旋式的持續(xù)完善運(yùn)行的過程中，成效顯著，碩果不斷。組織結(jié)構(gòu)日臻完善、各項(xiàng)成果累累。2023年完成配煤配礦結(jié)構(gòu)調(diào)整67次，焦炭、球團(tuán)、燒結(jié)質(zhì)量創(chuàng)歷史最好水平。
（二）開發(fā)燒結(jié)-球團(tuán)-焦化-高爐一體化配煤配礦決策系統(tǒng)平臺(tái)
通過對(duì)成本事前預(yù)測(cè)、事中控制、事后分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的過程控制，成本的預(yù)測(cè)就成為成本核算的核心和基礎(chǔ)，更是有效實(shí)施鐵水降本的關(guān)鍵。
配煤配礦降本研究的關(guān)鍵技術(shù)是建立并實(shí)施精準(zhǔn)的配煤配礦優(yōu)化模型，依據(jù)市場(chǎng)條件，選礦、燒結(jié)、球團(tuán)、焦化產(chǎn)線生產(chǎn)情況，高爐的工作狀況設(shè)定好配煤配礦模型的約束條件，利用模型模擬測(cè)算出鐵水成本最優(yōu)的配煤配礦結(jié)構(gòu)。公司依據(jù)配煤配礦模型提供的方案進(jìn)行原燃料采購(gòu)方案、配用方案進(jìn)行決策，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)降低鐵水成本的目標(biāo)。
建立燒結(jié)-球團(tuán)-焦化-高爐一體化優(yōu)化配煤配礦平臺(tái)，系統(tǒng)平臺(tái)含有兩大分析系統(tǒng)，一是成本分析系統(tǒng)，二是技術(shù)分析系統(tǒng)，并將兩大系統(tǒng)以智能深度學(xué)習(xí)算法密切結(jié)合，通過平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵一體化配煤配礦優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。平臺(tái)包括燒結(jié)優(yōu)化配礦模塊、高爐優(yōu)化配礦模塊、焦化優(yōu)化配煤模塊、、鐵水原料成本核算模塊、高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)預(yù)測(cè)模塊。
1.應(yīng)用優(yōu)化配煤配礦平臺(tái)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
以燒結(jié)礦生產(chǎn)原理、煉鐵原理、焦化生產(chǎn)原理和專家知識(shí)為理論指導(dǎo)，結(jié)合遺傳算法優(yōu)化方法，以噸鐵成本為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建燒結(jié)礦質(zhì)量、燒結(jié)礦原料結(jié)構(gòu)、鐵水質(zhì)量、高爐原料結(jié)構(gòu)等為約束條件的煉鐵全過程優(yōu)化模型，計(jì)算并得到滿足所有條件下的最佳煉鐵爐料結(jié)構(gòu)配料方案。
首先依據(jù)各產(chǎn)線產(chǎn)能確定高爐爐料結(jié)構(gòu)；其次確定滿足高爐需求的燒結(jié)礦球團(tuán)礦焦炭的技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；再次在平臺(tái)上設(shè)定燒結(jié)礦球團(tuán)礦焦炭質(zhì)量約束條件，通過平臺(tái)尋找到滿足高爐需求的燒結(jié)礦球團(tuán)礦質(zhì)量、焦炭質(zhì)量要求的鐵水成本最低的配煤配礦結(jié)構(gòu)。
方案的跟蹤與修正：跟蹤焦化、燒結(jié)、球團(tuán)產(chǎn)線生產(chǎn)過程，保證燒結(jié)礦球團(tuán)礦焦炭質(zhì)量設(shè)計(jì)方案吻合，若不吻合則需及時(shí)對(duì)配煤配礦方案進(jìn)行調(diào)整。跟蹤高爐生產(chǎn)運(yùn)行狀況，驗(yàn)證高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，若達(dá)不到預(yù)期指標(biāo)需對(duì)高爐原燃料技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。通過持續(xù)不斷的PDCA循環(huán)實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定、高效、低耗生產(chǎn)。
配煤配礦智能操作系統(tǒng)平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、高爐優(yōu)化配礦系統(tǒng)、燒結(jié)配礦優(yōu)化系統(tǒng)、球團(tuán)配礦優(yōu)化系統(tǒng)、焦化優(yōu)化配煤系統(tǒng)、高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)預(yù)測(cè)系統(tǒng)、配煤配礦決策分析系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)配煤配礦優(yōu)化首先要采集鐵礦石煉焦煤市場(chǎng)信息、燒結(jié)球團(tuán)高爐生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；其次以鐵前系統(tǒng)各工藝物料平衡、工藝計(jì)算計(jì)算為基礎(chǔ)，采用規(guī)劃求解、線性回歸、多元非線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立數(shù)據(jù)分析計(jì)算模型；通過模型計(jì)算形成配煤配礦優(yōu)化初步方案。再次應(yīng)用分析系統(tǒng)分析方案的可行性，如不可行則調(diào)整邊界條件重新代入模型形再次形成配煤配礦優(yōu)化方案，多次重復(fù)上述過程后確定配煤配礦最優(yōu)方案；再者通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行管理與優(yōu)化配煤配礦計(jì)劃的偏差比較分析，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行或優(yōu)化配煤配礦計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整；最終可實(shí)現(xiàn)配煤配礦管理的智能化、數(shù)字化、精準(zhǔn)化。系統(tǒng)流程如圖3所示。
圖3 系統(tǒng)流程圖
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和焦化配煤子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。其中主系統(tǒng)統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括鐵礦石性能價(jià)格數(shù)據(jù)庫、熔劑燃料數(shù)據(jù)庫、燒結(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、高爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、燒結(jié)配礦方案數(shù)據(jù)庫等；焦化配煤系統(tǒng)單獨(dú)建立數(shù)據(jù)庫，其包括煉焦煤性能價(jià)格數(shù)據(jù)庫、配煤方案數(shù)據(jù)庫等。
2.高爐優(yōu)化配礦系統(tǒng)設(shè)計(jì)
要實(shí)現(xiàn)高爐全流程優(yōu)化配礦首先要采集鐵礦石市場(chǎng)信息、燒結(jié)球團(tuán)高爐生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；其次以高爐煉鐵工藝計(jì)算、物料平衡計(jì)算為基礎(chǔ)，采用規(guī)劃求解、線性回歸、多元非線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立數(shù)據(jù)分析計(jì)算模型；通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析形成配礦優(yōu)化決策，給出特定時(shí)間、特定條件下的鐵礦石最優(yōu)配置方案，編制出鐵礦石最優(yōu)的采購(gòu)與配置計(jì)劃；再者通過實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行管理與優(yōu)化配礦計(jì)劃的偏差比較分析，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行或優(yōu)化配礦計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。高爐全流程優(yōu)化配礦系統(tǒng)的流程如圖4所示。
圖4高爐優(yōu)化配礦系統(tǒng)流程圖
要完成優(yōu)化配礦，就要對(duì)高爐配礦各工序進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)配礦方案進(jìn)行尋優(yōu)。為此系統(tǒng)建立了一系列數(shù)學(xué)模型，包括選礦成本測(cè)算模型、燒結(jié)配料計(jì)算模型、球團(tuán)配料計(jì)算模型、高爐物質(zhì)流能量流平衡計(jì)算模型、鐵礦石性價(jià)比評(píng)價(jià)模型、燒結(jié)礦質(zhì)量預(yù)測(cè)模型、燒結(jié)配礦尋優(yōu)模型、球團(tuán)配礦尋優(yōu)模型、高爐爐料結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型等。
選礦成本測(cè)算模型、燒結(jié)礦配料計(jì)算模型、球團(tuán)礦配料計(jì)算模型、高爐物質(zhì)流能量流平衡計(jì)算模型均是基于物料平衡和煉鐵工藝計(jì)算的模型。通過上述模型可計(jì)算出選礦鐵精礦、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦的化學(xué)成分及成本，燒結(jié)球團(tuán)所需要鐵料熔劑的配比，高爐的入爐品位、礦比、渣比、爐渣堿度、爐渣鎂鋁比等工藝參數(shù)以及鐵水的原料成本。
3.焦化優(yōu)化配煤系統(tǒng)
優(yōu)化配煤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括單種煤性質(zhì)及價(jià)格數(shù)據(jù)庫、配煤方案數(shù)據(jù)庫、焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)模塊、配煤尋優(yōu)設(shè)計(jì)模塊、單種煤性價(jià)比評(píng)價(jià)模塊構(gòu)成。要實(shí)現(xiàn)焦化優(yōu)化配煤首先要采集煉焦煤市場(chǎng)信息、焦化生產(chǎn)及小焦?fàn)t試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫；其次以焦化工藝計(jì)算、物料平衡計(jì)算為基礎(chǔ)，采用規(guī)劃求解、線性回歸、多元非線性回歸算法建立數(shù)據(jù)分析計(jì)算模型；通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析形成配煤優(yōu)化決策，給出特定時(shí)間、特定條件下的單種煤最優(yōu)配置方案，編制出煉焦煤最優(yōu)的采購(gòu)與配置計(jì)劃。其實(shí)現(xiàn)過程如圖5所示:
圖5 焦化配煤系統(tǒng)流程圖
（三）建立鐵水成本測(cè)算分析專班制度
工作專班制度是指為了完成某項(xiàng)重要任務(wù)或解決某些“急難險(xiǎn)重”的問題而特別組建的臨時(shí)性機(jī)構(gòu)。它通常由來自不同的部門或具有不同專業(yè)背景的人員組成，以確保任務(wù)得到全面、專業(yè)和高效的處理。工作專班制具有集思廣益、統(tǒng)籌兼顧、高效協(xié)作、責(zé)任明確、持續(xù)跟進(jìn)、工作共享的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。工作專班制度由來不同的部門和專業(yè)人員組成，充分利用各部門的優(yōu)勢(shì)和背景，為全面完成任務(wù)提供全面支持。工作專班將人力、物力、財(cái)力等資源集中起來，共同致力于某項(xiàng)重要任務(wù)，有利于資源的合理配置和高效利用。工作專班具有明確的工作計(jì)劃和責(zé)任分工，各成員能夠協(xié)同工作，快速有效的推進(jìn)任務(wù)的執(zhí)行。
以成本為中心的綜合考量下，建立鐵水成本測(cè)算分析專班制度，成立由制造部、財(cái)務(wù)部、營(yíng)銷中心、煤焦化工分公司、煉鐵廠等單位構(gòu)成的鐵水成本測(cè)算分析專班，由公司主要領(lǐng)導(dǎo)牽頭掛帥，明確各單位職責(zé)，形成合力，每周測(cè)算鐵水成本，系統(tǒng)深入分析鐵水成本結(jié)構(gòu)、價(jià)格、與全國(guó)行業(yè)平均水平差距與優(yōu)勢(shì)等數(shù)據(jù)，深度實(shí)施“業(yè)財(cái)融合”，打通生產(chǎn)與財(cái)務(wù)的“任督二脈”，以高爐穩(wěn)定順行為中心，實(shí)現(xiàn)鐵水成本最優(yōu)為原則，統(tǒng)籌優(yōu)化配煤配礦，對(duì)高爐所使用的原燃料燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和焦炭進(jìn)行整體設(shè)計(jì)優(yōu)化。
（四）多維度的煉焦煤評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究與實(shí)施
煉焦煤是鐵前系統(tǒng)最大的原燃料，占到鐵水總成本的35-42%，煉焦煤質(zhì)量的客觀、精準(zhǔn)評(píng)價(jià)是有效降低煉焦配煤成本的重要前提和基礎(chǔ)，更是實(shí)現(xiàn)鐵前系統(tǒng)降本的關(guān)鍵。
多維度的煉焦煤評(píng)價(jià)系統(tǒng)的方法，總體包括：核定基準(zhǔn)、分級(jí)權(quán)重、階梯賦分、綜和計(jì)算、總分評(píng)定、性價(jià)比判斷。
將指標(biāo)分為：定性指標(biāo)、基礎(chǔ)指標(biāo)、核心指標(biāo)、提升指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、補(bǔ)充指標(biāo)。其中基礎(chǔ)指標(biāo)包括灰分、硫份、粘結(jié)指數(shù)（G）；核心指標(biāo)包括，反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）和活惰比；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括價(jià)格；提升指標(biāo)包括催化指數(shù)（MIC）、鉀鈉含量、吉氏最大流動(dòng)度(αmax)、巖相標(biāo)準(zhǔn)偏差(SR)；補(bǔ)充指標(biāo)包括奧亞膨脹度（b）。
將定性指標(biāo)、基礎(chǔ)指標(biāo)、核心指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、提升指標(biāo)、補(bǔ)充指標(biāo)中的各包含的子指標(biāo)確定基本值，作為評(píng)定計(jì)算的基礎(chǔ)線。具體見表1。將定性指標(biāo)、基礎(chǔ)指標(biāo)、核心指標(biāo)、提升指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、補(bǔ)充指標(biāo)中的各包含的子指標(biāo)根據(jù)煉焦生產(chǎn)以及在焦炭質(zhì)量影響中的作用賦以不同的權(quán)重值為基礎(chǔ)分值，并以權(quán)重值為基礎(chǔ)分值。
將定性指標(biāo)、基礎(chǔ)指標(biāo)、核心指標(biāo)、提升指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、補(bǔ)充指標(biāo)中的各包含的子指標(biāo)根據(jù)煉焦生產(chǎn)以及在焦炭質(zhì)量影響中的作用確定評(píng)定分值的大小的標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)間范圍。具體見表2。
以給定各單種煤的指標(biāo)作為評(píng)定計(jì)算的基礎(chǔ)線，以權(quán)重值為基礎(chǔ)分值，起始分值均為100分，然后以基礎(chǔ)指標(biāo)值與待評(píng)定煤樣指標(biāo)值之差乘以賦分值，再乘以該指標(biāo)值的權(quán)重，與該指標(biāo)的基礎(chǔ)分值進(jìn)行代數(shù)計(jì)算得出該指標(biāo)值的評(píng)定分值，然后將各評(píng)定分值加和計(jì)算得出總評(píng)定分值。
數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Q=∑i1[?+K（A1-A2)λ]
其中：Q—待評(píng)定單種煤總分值；
∑i1—求和，評(píng)定方法中的各指標(biāo)計(jì)算值，i=1，2，……，10；
?—基礎(chǔ)分值；
K—權(quán)重；
A1-—基礎(chǔ)指標(biāo)值；
A2-—待評(píng)定煤樣指標(biāo)值；
λ—賦分值。
計(jì)算出總評(píng)定分值后，總評(píng)定分值與價(jià)格指標(biāo)的比值作為煉焦單種煤性價(jià)比評(píng)定的最終指標(biāo)，形成評(píng)價(jià)表，具體見表3；
數(shù)學(xué)表達(dá)式為：η=Q/￥
其中：η—待評(píng)定煉焦單種煤性價(jià)比評(píng)定；
Q—待評(píng)定煉焦單種煤總分值；
￥—待評(píng)定煉焦單種煤價(jià)格。
表1 煉焦單種煤評(píng)價(jià)指標(biāo)明細(xì)表
該系統(tǒng)平臺(tái)能夠比較客觀真實(shí)的反映煉焦煤的性能和價(jià)格，對(duì)于冶金焦炭質(zhì)量管控和價(jià)格計(jì)算具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用，通過本發(fā)明專利的應(yīng)用可以不斷優(yōu)化配煤技術(shù)結(jié)構(gòu)，降低煉焦配煤成本，高效使用煉焦煤，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。
（五）原料低庫存生產(chǎn)精益管理，加快物流和資金流轉(zhuǎn)速度
在企業(yè)資產(chǎn)中，庫存的數(shù)量關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和資金流動(dòng)性，若想要提高企業(yè)的整體水平，庫存管理不容忽視。
該大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)股份公司為了降低進(jìn)口礦庫存，要求各生產(chǎn)單位出臺(tái)一些列的降庫措施。生產(chǎn)管理部門根據(jù)公司要求，以安全生產(chǎn)為前提，制定出合理的庫存使用天數(shù)。生產(chǎn)單位嚴(yán)格依據(jù)計(jì)劃組織生產(chǎn)，采購(gòu)部門根據(jù)公司庫存使用天數(shù)要求均衡組織到貨，并嚴(yán)格執(zhí)行公司的庫存管理規(guī)定。為有效控制庫存管理，對(duì)生產(chǎn)單位、采購(gòu)單位強(qiáng)化技術(shù)監(jiān)督和考核，每周由制造部配煤配礦管理室根據(jù)來煤情況、生產(chǎn)使用情況分析繪制煉焦煤周到貨率、累計(jì)到貨率和使用天數(shù)，并在每周一的公司早調(diào)會(huì)上全公司通報(bào)，形成強(qiáng)有力的監(jiān)督和警示作用，營(yíng)造“有人管事、事有人管”的良好局面。
四、項(xiàng)目實(shí)施效果及應(yīng)用
（一）項(xiàng)目實(shí)施效果總論
1.經(jīng)濟(jì)效益顯著，思維轉(zhuǎn)變革新
創(chuàng)新成果經(jīng)濟(jì)效益顯著，年經(jīng)濟(jì)創(chuàng)效1.778億元。以鐵水成本核算為核心的管理思維的變革，由生產(chǎn)向經(jīng)營(yíng)思維的蝶變。
2.智能化長(zhǎng)足發(fā)展
配煤配礦決策系統(tǒng)和煉焦煤評(píng)價(jià)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用極大地推動(dòng)公司信息化、智能化和數(shù)字化的發(fā)展與進(jìn)步。
3.組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化
創(chuàng)新組織架構(gòu)，實(shí)施集中管理與提級(jí)管理，首創(chuàng)鐵水測(cè)算工作專班制度，提升決策效率，確保技術(shù)革新與管理創(chuàng)新同步進(jìn)行、持續(xù)推進(jìn)。
4.系統(tǒng)應(yīng)用迭代升級(jí)
鐵前系統(tǒng)配煤配礦核心技術(shù)質(zhì)得飛躍和提升，為高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供根本保障，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
（二）項(xiàng)目實(shí)施配煤配管結(jié)構(gòu)優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)創(chuàng)效
項(xiàng)目實(shí)施過程中，優(yōu)化配礦結(jié)構(gòu)、配煤結(jié)構(gòu)方向，實(shí)施優(yōu)化措施，取得重要成效，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益。
配礦結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是降低了塊礦、PB、FMG、巴西粗粉、蒙古粉配比，提高了自產(chǎn)精礦、高硅巴粗、區(qū)內(nèi)精礦、麥克粉配比。高爐噸鐵消耗礦石成本較2022年度降低17.38元/噸；增加燒結(jié)球團(tuán)制造成本后高爐噸鐵消耗礦石成本較2022年度降低18.3元/噸。
噴煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化，無煙煤配比降低2.11%，煙煤配比提高2.67%，高爐煤比提高3Kg/T，噴煤成本降低47.69元/噸。
焦炭配煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化，山西肥煤增加4.52%，有利于改善焦炭強(qiáng)度和粒度，降低焦粉率；蒙古焦煤增加11.56%，氣煤增加3.27%，降低焦炭硫分和灰分，降低配煤成本；2023年配煤成本較2022年降低45.05元/噸。
高爐消耗焦炭成本較2022年度降低330.16元/噸。高爐燃料成本較2022年度降低377.85元/噸，其中燃料比下降5.1Kg/T，降低燃料成本10元/噸。
公司財(cái)務(wù)確認(rèn)2023年實(shí)現(xiàn)公司配煤結(jié)構(gòu)降本9957.4萬元/年，實(shí)現(xiàn)公司配礦結(jié)構(gòu)降本7826.8萬元/年，為公司降本增效做出了巨大貢獻(xiàn)。
五、項(xiàng)目推廣
該大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程鏈條完備，生產(chǎn)多規(guī)格、齊品種的鋼材產(chǎn)品，具有典型性和示范性。創(chuàng)新實(shí)踐具有極強(qiáng)地可復(fù)制性、可推廣性，能為舉步維艱的鋼鐵企業(yè)的生存和發(fā)展提供一點(diǎn)借鑒和思路方法。
燒結(jié)-球團(tuán)-焦化-高爐一體化配煤配礦決策系統(tǒng)軟件技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、適用性廣泛，創(chuàng)效顯著。
項(xiàng)目抓住鐵水成本管理這一鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生存的核心和“命門”，以鐵水成本管理為中心，以組織結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以智能化、信息化系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)為創(chuàng)新手段，以配煤配礦技術(shù)與管理為抓手，以工作專班制和集中管理為突破點(diǎn)，成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)與管理的創(chuàng)新與突破。
