冶金工程設計的發(fā)展現(xiàn)狀及展望分析

王杰杰

摘要：冶金企業(yè)未來的發(fā)展方向：除了原有的冶金功能外，增加其他功能，提高生產(chǎn)效率，保證質(zhì)量，并基于此保護環(huán)境，滿足市場發(fā)展對產(chǎn)品提出的要求，而這也可以幫助企業(yè)形成優(yōu)勢，增加持續(xù)發(fā)展的動力，而冶金生產(chǎn)需實現(xiàn)控制生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)資源的循環(huán)使用。因此，企業(yè)必須加快技術的發(fā)展與設計理念的創(chuàng)新，提升生產(chǎn)水平。

關鍵詞：冶金工程設計；發(fā)展現(xiàn)狀；展望

1冶金工程設計概述及發(fā)展歷程

目前，我國冶金工業(yè)中，無論是冶金流程工程理論，還是冶金工藝技術設備都得到了快速的發(fā)展，冶金流程工程學對于冶金工業(yè)的發(fā)展起到了重要的指導作用，它包括對冶金廠流程的設計、總圖的布置和工藝裝備的選擇等等。我國冶金工程設計現(xiàn)已能夠滿足大型鋼鐵廠的流程設計和工藝設計，如今，在冶金工程設計方面，已經(jīng)開始關注如何實現(xiàn)節(jié)能降耗，推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展方面的研究。

1.1傳統(tǒng)的冶金工程設計體系

我國的冶金工程設計已經(jīng)具有一定的發(fā)展歷史，最早可以追溯到19世紀后期的“洋務運動”。在之后，我國的冶金工程設計后來又在半殖民地、半封建社會中艱難發(fā)展。到了建國之后，我國冶金工程設計開始向著前蘇聯(lián)的先進手段。在這一時期，我國的冶金工程設計得到了較大的發(fā)展，設計方式、設計步驟，以及設計工具等都有了較大的進步。但是也正是理論嚴重匱乏的時期。到了20世紀末期，我國的鋼鐵工業(yè)發(fā)展開始走向產(chǎn)能擴張、基建投資的方向。冶金工程設計理論也開始逐漸增多，但是仍然局限于細節(jié)技術、單體工藝上。很少有研究者從鋼鐵制造全流程優(yōu)化的角度去深入探究。因此，雖然冶金工程設計取得了一定的發(fā)展，但是在裝備升級、工藝進步等方面存在較大局限。因此，很難實現(xiàn)對鋼鐵企業(yè)整體優(yōu)化起到根本性的推動作用。從而導致我國的許多鋼鐵廠追求片面發(fā)展道路，企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)流程較為混亂，存在能源消耗高、經(jīng)濟效益降低、環(huán)境污染等問題。從理論研究發(fā)展來看，我國的冶金工程理論大多是建立在反應解析、過程解析的“三傳一反”的基礎之上的。因此引起我國的研究集中于微觀課題當中，十分關注單元工序或單一裝置的強化上。

1.2傳統(tǒng)設計體系的弊端

我國冶金行業(yè)的發(fā)展方式有著簡單、粗放的特點，采用前蘇聯(lián)設計模式，采取靜態(tài)設計法衡量對不同工序裝備的能力進行估算，各個工序之間通過匹配連接的方式形成了一種粗放的生產(chǎn)工藝流程。僅僅從單元工序出發(fā)，提前預留富裕能力，很少與其上下流程之間建立起相應的聯(lián)系，而實際的“富裕系數(shù)”也只是設計人員的大致估算，與實際的生產(chǎn)活動有一定的出入，因此難以做好前后工序能力相匹配、功能相協(xié)調(diào)以及信息傳遞通暢等工作，增大了控制的難度。

2冶金工程設計的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1總體發(fā)展

自從我國進入21世紀后，冶金工藝與技術取得了巨大的成果，使用的理論也更加成熟，并基于現(xiàn)有的研究方式與使用的技術，實現(xiàn)了進一步創(chuàng)新，創(chuàng)建了一個新的工程學。而從冶金流程演化出的工程學與理論，也成為了設計的重要標準。目前，我國的冶金工程設計已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模應用，優(yōu)化了對流程、工藝、設備等內(nèi)容的設計，促進了鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，但行業(yè)的發(fā)展不再只局限于數(shù)量，而是用產(chǎn)品提升核心競爭力，并在此基礎上開發(fā)出新產(chǎn)品，使用保護環(huán)境的工藝與技術。同時，國外的企業(yè)已開始用新技術與新工藝完成設計，如果我們的設計還停留在原有的思路上，將無法在國際競爭中獲得優(yōu)勢。

2.2冶金工程設計目前發(fā)展特征

首先，我國在以往的冶金流程工程學和工程哲學等學科的基礎上，發(fā)展了新的理念和技術，對于工程項目來說，工程設計對完成整個項目建設目標的完成有著至關重要的作用，它是科學技術向生產(chǎn)力轉變的關鍵，如果能夠科學合理的進行工程設計，那么對于工程項目建設來說，不但能夠提高建設的速度、保證建設的質(zhì)量，還能夠節(jié)省資金的投入，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。由此可見，工程設計是提高市場競爭力的有效手段；其次，傳統(tǒng)的工程設計應用的是靜態(tài)設計的方法，但現(xiàn)在的動態(tài)精準設計，是根據(jù)總體的目標，對先進的技術單元進行判斷、選擇和動態(tài)整合，從而實現(xiàn)多目標優(yōu)化的目的，促進鋼鐵制造流程的協(xié)調(diào)化發(fā)展；最后，對鋼鐵制造流程的動態(tài)運行過程有了重新的認識，除此之外，還創(chuàng)新了工程設計的方法，運用了一系列的先進理論和設計方法，通過模擬仿真技術和三維動態(tài)設計等技術的使用，提高了歸納成設計的精準度。

2.3靜態(tài)向動態(tài)、精準設計的轉變

原有的設計方式是以靜態(tài)設計為主，根據(jù)理論與經(jīng)驗完成設計，但動態(tài)、精準設計是根據(jù)總體目標，對各單元作出合理判斷，隨后按照特定的方式整合，讓所有環(huán)節(jié)有序運行，以此建立工程的集成效應，優(yōu)化目標設計。目前，冶金工程的設計已經(jīng)完成了靜態(tài)向動態(tài)、精準設計的轉化，并廣泛用于鋼鐵廠的生產(chǎn)。動態(tài)、精準設計的目的是讓物質(zhì)、能量合理轉化，精確信息參量。

3冶金工程設計的展望

3.1發(fā)展目標

基于冶金工程設計的現(xiàn)狀，未來發(fā)展需建立三個功能，并把這三個功能作為建設的目標。目前，鋼鐵廠冶金工程的設計應在制造功能的基礎上豐富屬性，根據(jù)多重目標提出的要求，完善市場的建設，并以此為基礎，提升所屬企業(yè)的核心競爭力，減少資源的使用，建立循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式，實現(xiàn)環(huán)境、社會、經(jīng)濟的和諧統(tǒng)一。新型鋼鐵廠建設的目標為：提高生產(chǎn)效率，降低使用成本，控制鋼生產(chǎn)后污染物的產(chǎn)生，并保證生產(chǎn)用水排放后不會造成較大的污染；建立環(huán)保的生產(chǎn)體系，減少不必要的生產(chǎn)流程，讓流程的運行更加高效，資源使用后實現(xiàn)二次使用，實現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化，構建清潔化的運行體系；保持現(xiàn)有的理論優(yōu)勢，縮小我國其余技術與其他國家的差距。

3.2發(fā)展思路

在未來的發(fā)展中，提高冶金工程創(chuàng)新設計的總體戰(zhàn)略為：把工程學與動態(tài)、精準設計作為核心，創(chuàng)新理念，改變設計方法；把原有的方法與現(xiàn)有的方法整合，建立一個完整的體系；注重頂層設計的需求，根據(jù)我國新提出的工程項目，分析其需求，把創(chuàng)新后的理念與技術作為載體，融合工程動態(tài)運行的模式，精確操作流程，使鋼鐵生產(chǎn)轉型，拉動經(jīng)濟增長，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

3.3發(fā)展方向

在冶金工程設計方面，我國已經(jīng)有足夠的能力進行現(xiàn)代化鋼鐵廠的建設，在理論研究以及實際應用方面都取得了很大的成效。我國目前冶金企業(yè)的優(yōu)勢在于將各個鋼鐵企業(yè)聯(lián)合在一起建設了現(xiàn)代特大規(guī)模鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，同時將新的產(chǎn)品、工藝以及技術完美的融合在一起。在未來，我國冶金行業(yè)還會有更大的進步。首先要做得就是將冶金流程工程學理論和動態(tài)一精準設計法更好的應用和推廣到新建或者改建的冶金工程項目中，擴大應用范圍，實現(xiàn)我國冶金企業(yè)全面現(xiàn)代化。其次，需要在實際的應用過程中不斷進行總結，對新的理論和方法的應用進行驗證，與實際的生產(chǎn)結合在一起，時整個冶金生產(chǎn)流程向可循環(huán)方向發(fā)展，促進我國冶金行業(yè)的發(fā)展和轉變，增強我國冶金市場的競爭力，推動我國冶金企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

結束語

我國的冶金工業(yè)近幾十年來得到了飛速的發(fā)展，冶金工藝技術設備也實現(xiàn)的高度的現(xiàn)代化，但是隨著經(jīng)濟的全球化發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的競爭越來越激烈，如果仍然沿用傳統(tǒng)的設計理念和設計方法，已經(jīng)無法滿足鋼鐵產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的升級需求，所以說，對冶金工程設計進行創(chuàng)新，逐漸提高冶金工程設計的水平，是增強我國鋼鐵企業(yè)綜合競爭力的有力保障。綜上所述，以上內(nèi)容就是對冶金工程設計的發(fā)展現(xiàn)狀及展望分析的論述。