黑龙江省哈尔滨市-矿热炉冶炼作业机器人及其智能工厂研发示范项目可行性研究报告
思瀚产业研究院    2022-12-17

1、项目基本情况

项目名称：矿热炉冶炼作业机器人及其智能工厂研发示范。

项目总投资：11000万元。

项目建设期：3年项目建设地点：项目研发内容在博实股份位于哈尔滨总部的国家级企业技术中心进行需求分析、概要设计、确定方案、详细设计；在博实股份位于哈尔滨的制造分公司进行样机制造、整改与定型；在各领域对应矿热炉实际生产现场进行中试，形成示范工程。

项目实施主体：哈尔滨博实自动化股份有限公司项目建设内容：

（1）针对电石矿热炉领域，结合捣炉机器人，重点研发在高温环境稳定适用的电石巡检机器人、循环接料系统、锅搬运系统、喷溅料处理系统、智能桁架机器人系统、输送破碎系统、风冷系统、除尘系统以及电石炉出炉物料智能生产管理系统。

（2）针对电石矿热炉领域，待分部关键系统装置研发突破后，在电石炉生产环节，以标准单车间双炉现场，将各分部系统组网，进行电石智能工厂中试，在电石生产车间替代人工作业，进而实现电石生产环节的无人化、数字化、智能化，以此形成示范工程，由公司进行后续行业推广。

（3）针对硅铁、硅锰、工业硅等其它矿热炉领域，并行研发包括硅锰出炉机器人、工业硅出炉机器人、硅铁出炉机器人、适用不同矿热炉工况的电石巡检机器人、循环浇铸等智能分部装备。

（4）以电石矿热炉智能工厂技术经验为基础，在硅铁、硅锰、工业硅等各种生产现场，进行各分部系统组网，测试各领域矿热炉智能工厂整体解决方案，进行中试，以此形成示范工程，由公司进行后续行业推广。

2、项目实施的必要性

矿热炉主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁、铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金以及电石等化工原料，这些是冶金工业及化工工业中重要的工业原料。在矿热炉生产过程中，环境恶劣、自动化程度低、人工劳动强度大，存在极大安全隐患，一旦发生喷炉、穿炉、冲渣等事故，往往造成多人死伤严重生产事故，是国家安全生产重点监控对象。

从相关领域的市场反馈，以及对全国主要矿热炉作业区走访调研，矿热炉冶炼生产领域主要存在以下几方面亟待解决的问题，有着巨大的安全隐患，用工等劳动力供给存在短缺的潜在危机，环保问题也比较突出。

（1）产品结构单一，生产设施落后，自动化水平不高

从生产工艺过程看，普遍产品结构相对单一，同质化严重，产品链有待完善。这些企业生产设施落后，自动化水平不高，随之而来的就是安全生产问题，潜在人员伤亡和财产损失风险威胁大，安全生产问题突出。

（2）生产控制靠人工经验居多，生产粗放，缺乏有效数据管理

由于生产装备落后，相当数量的矿热炉无法实现有效的生产数据管理，生产控制往往靠人工经验完成，安全隐患突出，生产效率低。

（3）生产劳动强度大，属高危、繁重体力劳动，人员外流压力大，人力资源供给不足

这是全行业普遍特点，在如今消费领域数字经济带动下，没有年轻人愿意在如此危险、高强度环境下进行工作，目前人员年龄结构普遍偏高，随着时间的延续，生产环节的人员组织受到较大威胁。

（4） 矿热炉生产过程中职业危害因素多，不适合人工作业

以电石为例，电石在生产过程中产生高温、高压、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫及粉尘等诸多职业危害物质，危害程度大，不适宜人工作业。

（5）安全生产事故时有发生

矿热炉生产电石、硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、硅锰合金等过程中，一旦发生生产事故，往往有巨大的人员和财产损失，停产整顿等间接损失无法计量，触目惊心。

综上所述，受工艺装备所限，安全生产问题突出，亟待解决。安全生产是保护劳动者的安全、健康和企业财产不受损失，促进社会生产力发展的基本保证。生产安全的保护措施突出在生产过程中的保护。如果能够有先进、自动化、智能化设备替代人工作业，是对劳动者生命和健康的尊重，是对传统产业提升效率带来的社会进步的贡献。因此，以矿热炉冶炼作业机器人及其智能工厂替代传统劳动者高危作业的生产方式，迫在眉睫，十分必要，有着重要的经济和社会意义。

3、项目实施的可行性

（1）符合国家相关产业政策的发展方向

《中国制造2025》指出，我国制造业“在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨”。国家从战略高度重视高端装备制造业的发展，发展智能制造是长期坚持的战略任务，将“加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为信息化与工业化深度融合的主攻方向”。

博实股份在智能装备主要产品应用领域，自主知识产权的高端智能装备不断为中国制造提档升级，或替代进口，或首台套应用，推动相关产业技术进步。中国是世界的制造大国，但还不能说是强国。中国制造的规模企业，普遍拥有自动化生产线，但其中数字化比例不高，工厂数据共享不多，使用智能化技术的很少。我国智能制造发展情况距离美国、日本、德国还有较大差距，总体水平偏低。

装备制造业作为以高端技术为引领，处于价值链高端和产业链核心环节，决定着整个产业链综合竞争力的战略性新兴产业，是现代产业体系的脊梁，是推动工业转型升级的引擎。改革开放相当长一段时间以来，我国依靠“引进-落后-再引进”的模式发展，使我国在知识技术密集、附加值高的高精尖领域一直受制于人，近年来随着国家对战略新兴产业的重视和政策上对创新的鼓励与支持，使我国高端装备制造产业取得了瞩目的成就。在加快产业转型升级的大背景下，高端装备制造业既面临机遇也面临挑战。高端装备制造业是装备制造业的高端环节，具有技术密集、附加值高、成长空间大、带动作用强等突出特点，是衡量一个国家制造业发展水平和整体经济综合竞争实力的重要标志，也承担了“替代进口”的使命。

对我国而言，加快装备制造化的高端化、现代化是推动工业现代化的关键，也是实现由“制造大国”向“制造强国”战略转变的重要途径。面对智能制造领域国家政策支持，中国制造2025历史机遇，以及后疫情时代，

中国制造对智能装备、智能工厂的迫切需求，博实股份通过矿热炉冶炼作业机器人项目的研发，扩充其在机器人及成套系统装备的核心技术储备，随着关键技术突破后，在矿热炉冶炼作业形成智能工厂示范项目，进而在行业推广应用，方案可行，市场潜力大。博实股份这种集中优势、整合资源，突破核心技术竞争力，以丰富的产品线和智能制造整体解决方案，响应和引导市场需求，有望实现较好较快发展，为股东带来良好的回报。

（2）以高新技术装备改造传统产业

以高新技术改造传统产业，是时代赋予科技型企业的历史重任。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确指出：

“深入实施智能制造和绿色制造工程，发展服务型制造新模式，推动制造业高端化智能化绿色化”。“深入实施增强制造业核心竞争力和技术改造专项，鼓励企业应用先进适用技术、加强设备更新和新产品规模化应用。建设智能制造示范工厂，完善智能制造标准体系”。

随着人口红利的消失和不断加速的人口老龄化状况，年轻劳动力择业观念的变化，中国制造劳动力结构性供给不足问题凸显。工业企业所需要的产业工人供给不足，特别是高危、繁重、恶劣工况环境下，安全生产隐患大，企业普遍存在招工困难，产能受限，产品质量不稳定、生产成本高、标准化低等痛点。亟需通过智能机器人及周边系统作业、数据化信息管理，彻底解决传统人工生产无法解决的诸多问题，实现安全生产、提高产能，推动智能制造的产业升级。

公司针对电石行业迫切的安全生产需求以及替代高危、繁重环境下的人工作业领域，研发颠覆性解决方案。目前已掌握的（高温）炉前作业机器人在电石出炉领域成功应用以来，解决电石行业出炉环节的安全生产问题，对替代高危或繁重环境下人工作业具有重要意义，实现安全生产，提高生产效率，经济性显著，对3D工作场景(Dangerous、Dirty、Dull)生产领域的产生变革性影响。

本次矿热炉冶炼作业机器人及其智能工厂研发示范项目的实施，能够为电石炉、硅铁、硅锰、工业硅等矿热炉产品应用领域客户提供智能工厂整体解决方案，实现无人工厂，为客户节省更多的资源，助力其实现安全、高效生产，从根本上解决其结构性用工难题，推动社会生产效率的提高。可以预见，随着这些高新技术产品的应用，在实现良好社会效益的同时，也为企业带来可观的经济效益。

（3）机器人标准作业高效产出推动相关产业节能减排及双碳目标的早日实现

“十四五”规划将“生态文明建设实现新进步”作为主要目标之一，包括“能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放总量持续减少，生态环境持续改善……”等目标。持续改善环境质量，促进经济社会发展全面绿色转型，为环境保护领域提供了重要发展机遇。当前严重威胁人类生存与发展的气候变化主要是工业革命以来人类活动造成的二氧化碳排放所致。

在2020年第七十五届联合国大会上，我国宣布力争在2030年前实现“碳达峰”，努力争取在2060年前实现“碳中和”，十三届全国人大四次会议《政府工作报告》中，明确提出要“扎实做好碳达峰和碳中和的各项工作”，相关行业面临重大机遇。

矿热炉冶炼作业环节是众所周知的高能耗产业，但其产品也是重要的基础工业原材料，中国是世界制造大国，相关产能无法替代。本项目的实施，以高效机器人替代人工作业的同时，由于机器人作业规范，生产节拍加快，用户生产效率会有较大提高。

氯碱网 2018年6月7日报道：“陕西省首个电石出炉机器人投入运行——2017年9月，金泰氯碱公司重组神木电石后，全面启动现有电石生产装置自动化、智能化提升改造。通过前期充分调研，确立了神木电石电石炉作业机器人系统集成与工程示范项目。经过半年多的规划及建设调试，2台出炉机器人先期投入运行，实现了以机器人代替人工出炉。据了解，该项目总投资2640万元，共计划配备12台相同的电石炉出炉机器人及配套装置。在2台电石出炉机器生产线建成投运的同时，其余出炉机器人正在同步紧张施工。预计7月份12台机器人全部投运后，电石炉生产环节优化定员36人，将大幅提升电石生产效率，结合电石产量提升和能耗的降低，每年可创造经济效益750万元”。

上述金泰氯碱公司神木电石应用的是博实股份高温出炉作业机器人，以博实股份电石出炉作业机器人在多个用户厂区应用的情况看，在同样的生产环节，以高温炉前作业机器人替代人工，能够提高用户产能10-20%，也就是说，在同样的产能的情况下，能源消耗将有效降低，碳排放相应减少。

因此，随着项目的实施成功，未来在矿热炉领域对智能工厂进行加快推广应用，会推动相关企业节能减排，助力矿热炉产业碳达峰、碳中和目标的早日实现。

（4）从博实股份在矿热炉出炉环节已掌握的技术应用基础看，项目实施在技术上可行

早在2005年，博实股份自主知识产权的第一代搬运机器人就成功应用到客户现场。此后博实股份陆续承担省、市以及国家863计划机器人技术的研发及产业化，在经济型工业机器人、工业重载机器人等方向上不断取得研发及应用成果，形成了很好的技术积累。2015年底，经三年自主创新，原创研发的针对电石出炉环节的高温炉前作业机器人取得成功，并一次性获得用户1.08亿产品订单，在国内工业机器人领域并不多见，实现了自主创新与产业化的有效对接。

博实股份针对电石行业迫切的安全生产需求，自（高温）炉前作业机器人在电石出炉领域成功应用以来，研发了电石捣炉机器人系统及周边设备，具备很好的技术储备和基础，有充分的技术储备完成应用于矿热炉冶炼作业机器人及其智能工厂研发示范项目。

将在电石出炉作业高温环境的特种机器人，结合本项目研发内容，突破后续关键技术研发，在电石生产环境率先建成示范智能工厂，进而在硅铁、硅锰、工业硅等其它高温矿热炉领域，进行智能工厂的研发和示范工程的应用，为矿热炉冶炼作业带来行业颠覆性的机器人作业无人工厂、智能工厂解决方案，以高新技术产品改造传统产业，提升社会进步和劳动者福祉，项目可行。

4、项目备案、环评情况

（1）本项目已经哈尔滨市松北区发展和改革局备案，项目代码：2202-230109-04-05-368495。

（2）根据《建设项目环境影响评价分类管理名录》（2021年版）的规定，公司募集资金投资项目无需办理环评审批及备案手续。

此报告为正式报告摘取部分。需编制政府立项、银行贷款、投资决策等用途可行性研究报告咨询思瀚产业研究院。