“鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，擁有龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、深厚的應(yīng)用積淀和高質(zhì)量發(fā)展的迫切需求，是新一代人工智能深度賦能的理想實(shí)踐場(chǎng)。”中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)姜維日前表示。

  目前，中鋼協(xié)已把數(shù)字化轉(zhuǎn)型列為行業(yè)三大工程之一，啟動(dòng)了鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工程三年行動(dòng)。在國(guó)家一系列“人工智能+”政策的指引下，一大批鋼鐵企業(yè)推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并依托數(shù)字化支撐了高端化、綠色化發(fā)展。

  如火如荼推進(jìn)

  在今年年初公布的第13批全球“燈塔工廠”名單中，首鋼股份冷軋公司成功入選。憑借云邊協(xié)同技術(shù)架構(gòu)的搭建，5G、大數(shù)據(jù)、AI、機(jī)器視覺和機(jī)器人等工業(yè)4.0先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，該公司成為全國(guó)鋼鐵行業(yè)第3家、全球鋼鐵行業(yè)第7家“燈塔工廠”。

  為應(yīng)對(duì)高端汽車制造領(lǐng)域更為嚴(yán)格的質(zhì)量要求和日益多樣化的產(chǎn)品規(guī)格帶來(lái)的挑戰(zhàn)，首鋼股份冷軋公司部署67個(gè)工業(yè)4.0數(shù)字化應(yīng)用案例，其中61%運(yùn)用了人工智能，提高了端到端過(guò)程控制精度，消除了制約關(guān)鍵質(zhì)量和產(chǎn)能提升的瓶頸，解決了客戶面臨的質(zhì)量難題。

  “生產(chǎn)線效率提高21.2個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)品缺陷率下降35個(gè)百分點(diǎn)，高端產(chǎn)品銷售額增長(zhǎng)36個(gè)百分點(diǎn)，客戶投訴率減少55個(gè)百分點(diǎn)。”首鋼股份冷軋公司有關(guān)負(fù)責(zé)人用數(shù)據(jù)說(shuō)話。

  這只是鋼鐵行業(yè)智造升級(jí)的縮影。據(jù)中鋼協(xié)調(diào)研，95.1%的鋼鐵企業(yè)將數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略納入企業(yè)總體發(fā)展進(jìn)程，持續(xù)投入資金實(shí)施數(shù)智化改造升級(jí)項(xiàng)目，機(jī)器人（含無(wú)人化裝備）應(yīng)用密度達(dá)65臺(tái)（套）/萬(wàn)人；82.9%的企業(yè)建設(shè)了智能集控中心，主要集中在鐵前和軋鋼，63.4%的企業(yè)運(yùn)用三維可視化仿真系統(tǒng)建設(shè)數(shù)字化工廠。

  用人工智能重新定義鋼鐵。中國(guó)寶武旗下寶鋼股份制定以“AI+”為標(biāo)志的新一輪數(shù)智化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，啟動(dòng)“全領(lǐng)域、全體系、全場(chǎng)景”行動(dòng)方案，未來(lái)3年內(nèi)，打造1000個(gè)以上的AI賦能應(yīng)用場(chǎng)景。

  “要堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化科技賦能，加快推動(dòng)鋼鐵行業(yè)智能化、綠色化轉(zhuǎn)型。”河鋼集團(tuán)董事長(zhǎng)劉鍵表示，河鋼把智能制造納入企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，積極推進(jìn)人工智能技術(shù)與鋼鐵生產(chǎn)深度融合，大力實(shí)施“智能化提升行動(dòng)”，加快以人工智能賦能企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

  據(jù)介紹，河鋼自主研發(fā)“威賽博”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，系統(tǒng)集成智能裝備、工業(yè)仿真、模型控制等創(chuàng)新能力，形成了貫穿生產(chǎn)全流程、軟硬件協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)底座。河鋼還推動(dòng)人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)與制造流程全鏈條融合，建設(shè)了一大批“智能工廠”。

  著力破解“黑箱”

  目前，鋼鐵行業(yè)正處于從數(shù)字化向智能化邁進(jìn)的關(guān)鍵階段，以大模型為代表的新一代人工智能有望成為驅(qū)動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。在近日舉辦的“AI+鋼鐵”技術(shù)發(fā)布會(huì)上，專家學(xué)者就如何推動(dòng)“AI+鋼鐵”技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用展開研討。

  上海寶信軟件股份有限公司董事長(zhǎng)田國(guó)兵表示，為推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展，鋼鐵企業(yè)正從規(guī)模導(dǎo)向轉(zhuǎn)向效率效益導(dǎo)向，但傳統(tǒng)自動(dòng)化、信息化技術(shù)與系統(tǒng)在數(shù)據(jù)、模型、算力等方面存在明顯短板，制約了企業(yè)效率效益的極致提升，亟需通過(guò)數(shù)字化、智能化技術(shù)破局。

  “要實(shí)現(xiàn)‘人工智能+鋼鐵’新突破，全方位提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。”中國(guó)工程院院士王國(guó)棟強(qiáng)調(diào)，鋼鐵工業(yè)作為大型復(fù)雜流程工業(yè)，全流程各工序長(zhǎng)期存在“黑箱”問(wèn)題，必須整合我國(guó)鋼鐵材料領(lǐng)域與AI領(lǐng)域?qū)＜覂?yōu)勢(shì)，推動(dòng)新一代AI技術(shù)與鋼鐵行業(yè)實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。

  據(jù)了解，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的硬件、軟件及生產(chǎn)環(huán)境已達(dá)工業(yè)時(shí)代世界頂尖水平，卻長(zhǎng)期受困于生產(chǎn)全過(guò)程“黑箱”。由于鋼鐵生產(chǎn)涉及復(fù)雜的物理與化學(xué)過(guò)程，存在大量不完全信息、不確定性及動(dòng)態(tài)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本與環(huán)境效應(yīng)均產(chǎn)生顯著影響。

  針對(duì)這一行業(yè)痛點(diǎn)，東北大學(xué)率先提出“人機(jī)混合智能”模式，專門用于破解鋼鐵生產(chǎn)“黑箱”，可實(shí)現(xiàn)全流程在線高保真預(yù)測(cè)，相關(guān)技術(shù)已在多家鋼企落地應(yīng)用。例如，在高爐智能冶煉中，創(chuàng)新采用“通用模型+個(gè)性數(shù)據(jù)”架構(gòu)，有效提升能效與綠色生產(chǎn)水平；在熱軋環(huán)節(jié)，開發(fā)基于人機(jī)混合智能的數(shù)字孿生模型，融合物理機(jī)制與多模態(tài)數(shù)據(jù)，成功達(dá)成組織性能在線高精度預(yù)測(cè)與閉環(huán)優(yōu)化。

  王國(guó)棟進(jìn)一步解釋，將人的智能與人工智能深度融合，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，通過(guò)人機(jī)協(xié)同推進(jìn)“數(shù)字換腦、模型換代、工業(yè)軟件開發(fā)”，可建成鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程主單元的自主無(wú)人智能控制體系。這相當(dāng)于將生產(chǎn)整體“黑箱”轉(zhuǎn)化為綜合性傳感器，借助數(shù)字孿生實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，從而讓生產(chǎn)過(guò)程自主無(wú)人、智能控制成為現(xiàn)實(shí)。

  發(fā)展前景廣闊

  “科技飛速發(fā)展背景下，人工智能為鋼鐵行業(yè)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。”冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院院長(zhǎng)張龍強(qiáng)表示，AI在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景已逐步落地，前景十分廣闊。在生產(chǎn)流程優(yōu)化方面，智能算法可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)設(shè)備故障，大幅減少停機(jī)時(shí)間，顯著提升生產(chǎn)效率；在質(zhì)量控制領(lǐng)域，AI圖像識(shí)別技術(shù)能對(duì)鋼材表面缺陷進(jìn)行高精度檢測(cè)，確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)；在供應(yīng)鏈管理環(huán)節(jié)，AI可結(jié)合市場(chǎng)需求、原材料價(jià)格波動(dòng)等多因素開展預(yù)測(cè)，優(yōu)化采購(gòu)與生產(chǎn)計(jì)劃，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

  展望未來(lái)，“AI+鋼鐵”的發(fā)展空間將進(jìn)一步拓展。一方面，隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是大模型技術(shù)的深入應(yīng)用，將進(jìn)一步穿透鋼鐵生產(chǎn)流程的“黑箱”，貫通數(shù)據(jù)孤島，破解資源調(diào)度困局，實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)全流程的智能化和精細(xì)化管理。通過(guò)沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，為鋼鐵企業(yè)練就更快、更準(zhǔn)、更省的“真本事”。另一方面，“AI+鋼鐵”將助力行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)。同時(shí)，跨企業(yè)、跨行業(yè)的AI生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建將成為趨勢(shì)，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)與上下游企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、技術(shù)服務(wù)商深度合作、協(xié)同創(chuàng)新，共同推動(dòng)行業(yè)向高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型。

  姜維表示，中鋼協(xié)將繼續(xù)以“AI+智能技術(shù)應(yīng)用”為核心，全面轉(zhuǎn)向新一代人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)力重塑，通過(guò)政策引導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、標(biāo)桿推廣推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型。重點(diǎn)聚焦產(chǎn)業(yè)鏈智能協(xié)同、低碳智能融合及低成本技術(shù)推廣。

  人工智能的核心價(jià)值并非替代人力，而是構(gòu)建“人機(jī)協(xié)同”的新型生產(chǎn)力范式。“人機(jī)協(xié)同能充分發(fā)揮AI的高效計(jì)算能力與人類的創(chuàng)造力、判斷力，最大程度保障煉鋼操作穩(wěn)定，推動(dòng)系統(tǒng)持續(xù)優(yōu)化創(chuàng)新。”東北大學(xué)教授劉書超表示。

  劉書超從煉鋼一線成長(zhǎng)起來(lái)，如今在高校深耕鋼鐵智能技術(shù)研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)基于“AI+人工經(jīng)驗(yàn)”模式的轉(zhuǎn)爐全流程模塊化智慧煉鋼系統(tǒng)，其全部或部分模塊已在鞍鋼、本鋼、南鋼、承鋼、梅鋼、周鋼等鋼企落地應(yīng)用。

  這份從一線實(shí)踐到科研創(chuàng)新的經(jīng)歷，也讓劉書超對(duì)智慧煉鋼有著更深刻的認(rèn)知：“發(fā)展智慧煉鋼不應(yīng)以‘減人’為目標(biāo)，核心是讓煉鋼操作更簡(jiǎn)單、過(guò)程更穩(wěn)定、技術(shù)更專業(yè)、成本更可控。唯有領(lǐng)導(dǎo)重視、基層積極、職工參與，上下同心、信念一致，再輔以科學(xué)施策與持續(xù)改進(jìn)，智慧煉鋼才能真正走深走實(shí)。”

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