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黑龍江省哈爾濱市-礦熱爐冶煉作業(yè)機器人及其智能工廠研發(fā)示范項目可行性研究報告
思瀚產業(yè)研究院    2022-12-17

1、項目基本情況

項目名稱：礦熱爐冶煉作業(yè)機器人及其智能工廠研發(fā)示范。

項目總投資：11000萬元。

項目建設期：3年項目建設地點：項目研發(fā)內容在博實股份位于哈爾濱總部的國家級企業(yè)技術中心進行需求分析、概要設計、確定方案、詳細設計；在博實股份位于哈爾濱的制造分公司進行樣機制造、整改與定型；在各領域對應礦熱爐實際生產現場進行中試，形成示范工程。

項目實施主體：哈爾濱博實自動化股份有限公司項目建設內容：

（1）針對電石礦熱爐領域，結合搗爐機器人，重點研發(fā)在高溫環(huán)境穩(wěn)定適用的電石巡檢機器人、循環(huán)接料系統(tǒng)、鍋搬運系統(tǒng)、噴濺料處理系統(tǒng)、智能桁架機器人系統(tǒng)、輸送破碎系統(tǒng)、風冷系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)以及電石爐出爐物料智能生產管理系統(tǒng)。

（2）針對電石礦熱爐領域，待分部關鍵系統(tǒng)裝置研發(fā)突破后，在電石爐生產環(huán)節(jié)，以標準單車間雙爐現場，將各分部系統(tǒng)組網，進行電石智能工廠中試，在電石生產車間替代人工作業(yè)，進而實現電石生產環(huán)節(jié)的無人化、數字化、智能化，以此形成示范工程，由公司進行后續(xù)行業(yè)推廣。

（3）針對硅鐵、硅錳、工業(yè)硅等其它礦熱爐領域，并行研發(fā)包括硅錳出爐機器人、工業(yè)硅出爐機器人、硅鐵出爐機器人、適用不同礦熱爐工況的電石巡檢機器人、循環(huán)澆鑄等智能分部裝備。

（4）以電石礦熱爐智能工廠技術經驗為基礎，在硅鐵、硅錳、工業(yè)硅等各種生產現場，進行各分部系統(tǒng)組網，測試各領域礦熱爐智能工廠整體解決方案，進行中試，以此形成示范工程，由公司進行后續(xù)行業(yè)推廣。

2、項目實施的必要性

礦熱爐主要用于還原冶煉礦石，碳質還原劑及溶劑等原料。主要生產硅鐵，錳鐵、鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵合金以及電石等化工原料，這些是冶金工業(yè)及化工工業(yè)中重要的工業(yè)原料。在礦熱爐生產過程中，環(huán)境惡劣、自動化程度低、人工勞動強度大，存在極大安全隱患，一旦發(fā)生噴爐、穿爐、沖渣等事故，往往造成多人死傷嚴重生產事故，是國家安全生產重點監(jiān)控對象。

從相關領域的市場反饋，以及對全國主要礦熱爐作業(yè)區(qū)走訪調研，礦熱爐冶煉生產領域主要存在以下幾方面亟待解決的問題，有著巨大的安全隱患，用工等勞動力供給存在短缺的潛在危機，環(huán)保問題也比較突出。

（1）產品結構單一，生產設施落后，自動化水平不高

從生產工藝過程看，普遍產品結構相對單一，同質化嚴重，產品鏈有待完善。這些企業(yè)生產設施落后，自動化水平不高，隨之而來的就是安全生產問題，潛在人員傷亡和財產損失風險威脅大，安全生產問題突出。

（2）生產控制靠人工經驗居多，生產粗放，缺乏有效數據管理

由于生產裝備落后，相當數量的礦熱爐無法實現有效的生產數據管理，生產控制往往靠人工經驗完成，安全隱患突出，生產效率低。

（3）生產勞動強度大，屬高危、繁重體力勞動，人員外流壓力大，人力資源供給不足

這是全行業(yè)普遍特點，在如今消費領域數字經濟帶動下，沒有年輕人愿意在如此危險、高強度環(huán)境下進行工作，目前人員年齡結構普遍偏高，隨著時間的延續(xù)，生產環(huán)節(jié)的人員組織受到較大威脅。

（4） 礦熱爐生產過程中職業(yè)危害因素多，不適合人工作業(yè)

以電石為例，電石在生產過程中產生高溫、高壓、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及粉塵等諸多職業(yè)危害物質，危害程度大，不適宜人工作業(yè)。

（5）安全生產事故時有發(fā)生

礦熱爐生產電石、硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等過程中，一旦發(fā)生生產事故，往往有巨大的人員和財產損失，停產整頓等間接損失無法計量，觸目驚心。

綜上所述，受工藝裝備所限，安全生產問題突出，亟待解決。安全生產是保護勞動者的安全、健康和企業(yè)財產不受損失，促進社會生產力發(fā)展的基本保證。生產安全的保護措施突出在生產過程中的保護。如果能夠有先進、自動化、智能化設備替代人工作業(yè)，是對勞動者生命和健康的尊重，是對傳統(tǒng)產業(yè)提升效率帶來的社會進步的貢獻。因此，以礦熱爐冶煉作業(yè)機器人及其智能工廠替代傳統(tǒng)勞動者高危作業(yè)的生產方式，迫在眉睫，十分必要，有著重要的經濟和社會意義。

3、項目實施的可行性

（1）符合國家相關產業(yè)政策的發(fā)展方向

《中國制造2025》指出，我國制造業(yè)“在自主創(chuàng)新能力、資源利用效率、產業(yè)結構水平、信息化程度、質量效益等方面差距明顯，轉型升級和跨越發(fā)展的任務緊迫而艱巨”。國家從戰(zhàn)略高度重視高端裝備制造業(yè)的發(fā)展，發(fā)展智能制造是長期堅持的戰(zhàn)略任務，將“加快推動新一代信息技術與制造技術融合發(fā)展，把智能制造作為信息化與工業(yè)化深度融合的主攻方向”。

博實股份在智能裝備主要產品應用領域，自主知識產權的高端智能裝備不斷為中國制造提檔升級，或替代進口，或首臺套應用，推動相關產業(yè)技術進步。中國是世界的制造大國，但還不能說是強國。中國制造的規(guī)模企業(yè)，普遍擁有自動化生產線，但其中數字化比例不高，工廠數據共享不多，使用智能化技術的很少。我國智能制造發(fā)展情況距離美國、日本、德國還有較大差距，總體水平偏低。

裝備制造業(yè)作為以高端技術為引領，處于價值鏈高端和產業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，決定著整個產業(yè)鏈綜合競爭力的戰(zhàn)略性新興產業(yè)，是現代產業(yè)體系的脊梁，是推動工業(yè)轉型升級的引擎。改革開放相當長一段時間以來，我國依靠“引進-落后-再引進”的模式發(fā)展，使我國在知識技術密集、附加值高的高精尖領域一直受制于人，近年來隨著國家對戰(zhàn)略新興產業(yè)的重視和政策上對創(chuàng)新的鼓勵與支持，使我國高端裝備制造產業(yè)取得了矚目的成就。在加快產業(yè)轉型升級的大背景下，高端裝備制造業(yè)既面臨機遇也面臨挑戰(zhàn)。高端裝備制造業(yè)是裝備制造業(yè)的高端環(huán)節(jié)，具有技術密集、附加值高、成長空間大、帶動作用強等突出特點，是衡量一個國家制造業(yè)發(fā)展水平和整體經濟綜合競爭實力的重要標志，也承擔了“替代進口”的使命。

對我國而言，加快裝備制造化的高端化、現代化是推動工業(yè)現代化的關鍵，也是實現由“制造大國”向“制造強國”戰(zhàn)略轉變的重要途徑。面對智能制造領域國家政策支持，中國制造2025歷史機遇，以及后疫情時代，

中國制造對智能裝備、智能工廠的迫切需求，博實股份通過礦熱爐冶煉作業(yè)機器人項目的研發(fā)，擴充其在機器人及成套系統(tǒng)裝備的核心技術儲備，隨著關鍵技術突破后，在礦熱爐冶煉作業(yè)形成智能工廠示范項目，進而在行業(yè)推廣應用，方案可行，市場潛力大。博實股份這種集中優(yōu)勢、整合資源，突破核心技術競爭力，以豐富的產品線和智能制造整體解決方案，響應和引導市場需求，有望實現較好較快發(fā)展，為股東帶來良好的回報。

（2）以高新技術裝備改造傳統(tǒng)產業(yè)

以高新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，是時代賦予科技型企業(yè)的歷史重任?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》明確指出：

“深入實施智能制造和綠色制造工程，發(fā)展服務型制造新模式，推動制造業(yè)高端化智能化綠色化”?！吧钊雽嵤┰鰪娭圃鞓I(yè)核心競爭力和技術改造專項，鼓勵企業(yè)應用先進適用技術、加強設備更新和新產品規(guī)?；瘧谩＝ㄔO智能制造示范工廠，完善智能制造標準體系”。

隨著人口紅利的消失和不斷加速的人口老齡化狀況，年輕勞動力擇業(yè)觀念的變化，中國制造勞動力結構性供給不足問題凸顯。工業(yè)企業(yè)所需要的產業(yè)工人供給不足，特別是高危、繁重、惡劣工況環(huán)境下，安全生產隱患大，企業(yè)普遍存在招工困難，產能受限，產品質量不穩(wěn)定、生產成本高、標準化低等痛點。亟需通過智能機器人及周邊系統(tǒng)作業(yè)、數據化信息管理，徹底解決傳統(tǒng)人工生產無法解決的諸多問題，實現安全生產、提高產能，推動智能制造的產業(yè)升級。

公司針對電石行業(yè)迫切的安全生產需求以及替代高危、繁重環(huán)境下的人工作業(yè)領域，研發(fā)顛覆性解決方案。目前已掌握的（高溫）爐前作業(yè)機器人在電石出爐領域成功應用以來，解決電石行業(yè)出爐環(huán)節(jié)的安全生產問題，對替代高?；蚍敝丨h(huán)境下人工作業(yè)具有重要意義，實現安全生產，提高生產效率，經濟性顯著，對3D工作場景(Dangerous、Dirty、Dull)生產領域的產生變革性影響。

本次礦熱爐冶煉作業(yè)機器人及其智能工廠研發(fā)示范項目的實施，能夠為電石爐、硅鐵、硅錳、工業(yè)硅等礦熱爐產品應用領域客戶提供智能工廠整體解決方案，實現無人工廠，為客戶節(jié)省更多的資源，助力其實現安全、高效生產，從根本上解決其結構性用工難題，推動社會生產效率的提高?？梢灶A見，隨著這些高新技術產品的應用，在實現良好社會效益的同時，也為企業(yè)帶來可觀的經濟效益。

（3）機器人標準作業(yè)高效產出推動相關產業(yè)節(jié)能減排及雙碳目標的早日實現

“十四五”規(guī)劃將“生態(tài)文明建設實現新進步”作為主要目標之一，包括“能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放總量持續(xù)減少，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善……”等目標。持續(xù)改善環(huán)境質量，促進經濟社會發(fā)展全面綠色轉型，為環(huán)境保護領域提供了重要發(fā)展機遇。當前嚴重威脅人類生存與發(fā)展的氣候變化主要是工業(yè)革命以來人類活動造成的二氧化碳排放所致。

在2020年第七十五屆聯(lián)合國大會上，我國宣布力爭在2030年前實現“碳達峰”，努力爭取在2060年前實現“碳中和”，十三屆全國人大四次會議《政府工作報告》中，明確提出要“扎實做好碳達峰和碳中和的各項工作”，相關行業(yè)面臨重大機遇。

礦熱爐冶煉作業(yè)環(huán)節(jié)是眾所周知的高能耗產業(yè)，但其產品也是重要的基礎工業(yè)原材料，中國是世界制造大國，相關產能無法替代。本項目的實施，以高效機器人替代人工作業(yè)的同時，由于機器人作業(yè)規(guī)范，生產節(jié)拍加快，用戶生產效率會有較大提高。

氯堿網 2018年6月7日報道：“陜西省首個電石出爐機器人投入運行——2017年9月，金泰氯堿公司重組神木電石后，全面啟動現有電石生產裝置自動化、智能化提升改造。通過前期充分調研，確立了神木電石電石爐作業(yè)機器人系統(tǒng)集成與工程示范項目。經過半年多的規(guī)劃及建設調試，2臺出爐機器人先期投入運行，實現了以機器人代替人工出爐。據了解，該項目總投資2640萬元，共計劃配備12臺相同的電石爐出爐機器人及配套裝置。在2臺電石出爐機器生產線建成投運的同時，其余出爐機器人正在同步緊張施工。預計7月份12臺機器人全部投運后，電石爐生產環(huán)節(jié)優(yōu)化定員36人，將大幅提升電石生產效率，結合電石產量提升和能耗的降低，每年可創(chuàng)造經濟效益750萬元”。

上述金泰氯堿公司神木電石應用的是博實股份高溫出爐作業(yè)機器人，以博實股份電石出爐作業(yè)機器人在多個用戶廠區(qū)應用的情況看，在同樣的生產環(huán)節(jié)，以高溫爐前作業(yè)機器人替代人工，能夠提高用戶產能10-20%，也就是說，在同樣的產能的情況下，能源消耗將有效降低，碳排放相應減少。

因此，隨著項目的實施成功，未來在礦熱爐領域對智能工廠進行加快推廣應用，會推動相關企業(yè)節(jié)能減排，助力礦熱爐產業(yè)碳達峰、碳中和目標的早日實現。

（4）從博實股份在礦熱爐出爐環(huán)節(jié)已掌握的技術應用基礎看，項目實施在技術上可行

早在2005年，博實股份自主知識產權的第一代搬運機器人就成功應用到客戶現場。此后博實股份陸續(xù)承擔省、市以及國家863計劃機器人技術的研發(fā)及產業(yè)化，在經濟型工業(yè)機器人、工業(yè)重載機器人等方向上不斷取得研發(fā)及應用成果，形成了很好的技術積累。2015年底，經三年自主創(chuàng)新，原創(chuàng)研發(fā)的針對電石出爐環(huán)節(jié)的高溫爐前作業(yè)機器人取得成功，并一次性獲得用戶1.08億產品訂單，在國內工業(yè)機器人領域并不多見，實現了自主創(chuàng)新與產業(yè)化的有效對接。

博實股份針對電石行業(yè)迫切的安全生產需求，自（高溫）爐前作業(yè)機器人在電石出爐領域成功應用以來，研發(fā)了電石搗爐機器人系統(tǒng)及周邊設備，具備很好的技術儲備和基礎，有充分的技術儲備完成應用于礦熱爐冶煉作業(yè)機器人及其智能工廠研發(fā)示范項目。

將在電石出爐作業(yè)高溫環(huán)境的特種機器人，結合本項目研發(fā)內容，突破后續(xù)關鍵技術研發(fā)，在電石生產環(huán)境率先建成示范智能工廠，進而在硅鐵、硅錳、工業(yè)硅等其它高溫礦熱爐領域，進行智能工廠的研發(fā)和示范工程的應用，為礦熱爐冶煉作業(yè)帶來行業(yè)顛覆性的機器人作業(yè)無人工廠、智能工廠解決方案，以高新技術產品改造傳統(tǒng)產業(yè)，提升社會進步和勞動者福祉，項目可行。

4、項目備案、環(huán)評情況

（1）本項目已經哈爾濱市松北區(qū)發(fā)展和改革局備案，項目代碼：2202-230109-04-05-368495。

（2）根據《建設項目環(huán)境影響評價分類管理名錄》（2021年版）的規(guī)定，公司募集資金投資項目無需辦理環(huán)評審批及備案手續(xù)。

此報告為正式報告摘取部分。需編制政府立項、銀行貸款、投資決策等用途可行性研究報告咨詢思瀚產業(yè)研究院。