“鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國重要的基礎產(chǎn)業(yè)，擁有龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、深厚的應用積淀和高質(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踐場。”中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會副會長兼秘書長姜維日前表示。

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，啟動了鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工程三年行動。在國家一系列“人工智能+”政策的指引下，一大批鋼鐵企業(yè)推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型取得實質(zhì)性進展，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

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)同技術架構(gòu)的搭建，5G、大數(shù)據(jù)、AI、機器視覺和機器人等工業(yè)4.0先進技術的廣泛應用，該公司成為全國鋼鐵行業(yè)第3家、全球鋼鐵行業(yè)第7家“燈塔工廠”。

為應對高端汽車制造領域更為嚴格的質(zhì)量要求和日益多樣化的產(chǎn)品規(guī)格帶來的挑戰(zhàn)，首鋼股份冷軋公司部署67個工業(yè)4.0數(shù)字化應用案例，其中61%運用了人工智能，提高了端到端過程控制精度，消除了制約關鍵質(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個百分點，產(chǎn)品缺陷率下降35個百分點，高端產(chǎn)品銷售額增長36個百分點，客戶投訴率減少55個百分點。”首鋼股份冷軋公司有關負責人用數(shù)據(jù)說話。

這只是鋼鐵行業(yè)智造升級的縮影。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)展進程，持續(xù)投入資金實施數(shù)智化改造升級項目，機器人（含無人化裝備）應用密度達65臺（套）/萬人；82.9%的企業(yè)建設了智能集控中心，主要集中在鐵前和軋鋼，63.4%的企業(yè)運用三維可視化仿真系統(tǒng)建設數(shù)字化工廠。

用人工智能重新定義鋼鐵。中國寶武旗下寶鋼股份制定以“AI+”為標志的新一輪數(shù)智化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，啟動“全領域、全體系、全場景”行動方案，未來3年內(nèi)，打造1000個以上的AI賦能應用場景。

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

據(jù)介紹，河鋼自主研發(fā)“威賽博”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，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)基礎底座。河鋼還推動人工智能、數(shù)字孿生等技術與制造流程全鏈條融合，建設了一大批“智能工廠”。

著力破解“黑箱”

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

上海寶信軟件股份有限公司董事長田國兵表示，為推進高質(zhì)量發(fā)展，鋼鐵企業(yè)正從規(guī)模導向轉(zhuǎn)向效率效益導向，但傳統(tǒng)自動化、信息化技術與系統(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，亟需通過數(shù)字化、智能化技術破局。

“要實現(xiàn)‘人工智能+鋼鐵’新突破，全方位提升行業(yè)競爭力。”中國工程院院士王國棟強調(diào)，鋼鐵工業(yè)作為大型復雜流程工業(yè)，全流程各工序長期存在“黑箱”問題，必須整合我國鋼鐵材料領域與AI領域?qū)＜覂?yōu)勢，推動新一代AI技術與鋼鐵行業(yè)實體經(jīng)濟深度融合。

據(jù)了解，我國鋼鐵工業(yè)的硬件、軟件及生產(chǎn)環(huán)境已達工業(yè)時代世界頂尖水平，卻長期受困于生產(chǎn)全過程“黑箱”。由于鋼鐵生產(chǎn)涉及復雜的物理與化學過程，存在大量不完全信息、不確定性及動態(tài)環(huán)境問題，對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本與環(huán)境效應均產(chǎn)生顯著影響。

針對這一行業(yè)痛點，東北大學率先提出“人機混合智能”模式，專門用于破解鋼鐵生產(chǎn)“黑箱”，可實現(xiàn)全流程在線高保真預測，相關技術已在多家鋼企落地應用。例如，在高爐智能冶煉中，創(chuàng)新采用“通用模型+個性數(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)基于人機混合智能的數(shù)字孿生模型，融合物理機制與多模態(tài)數(shù)據(jù)，成功達成組織性能在線高精度預測與閉環(huán)優(yōu)化。

王國棟進一步解釋，將人的智能與人工智能深度融合，對生產(chǎn)過程大數(shù)據(jù)進行挖掘分析，通過人機協(xié)同推進“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)過程主單元的自主無人智能控制體系。這相當于將生產(chǎn)整體“黑箱”轉(zhuǎn)化為綜合性傳感器，借助數(shù)字孿生實現(xiàn)精準預測，從而讓生產(chǎn)過程自主無人、智能控制成為現(xiàn)實。

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)帶來了前所未有的機遇。”冶金工業(yè)信息標準研究院院長張龍強表示，AI在鋼鐵行業(yè)的應用場景已逐步落地，前景十分廣闊。在生產(chǎn)流程優(yōu)化方面，智能算法可精準預測設備故障，大幅減少停機時間，顯著提升生產(chǎn)效率；在質(zhì)量控制領域，AI圖像識別技術能對鋼材表面缺陷進行高精度檢測，確保產(chǎn)品質(zhì)量達標；在供應鏈管理環(huán)節(jié)，AI可結(jié)合市場需求、原材料價格波動等多因素開展預測，優(yōu)化采購與生產(chǎn)計劃，降低企業(yè)運營成本，增強核心競爭力。

展望未來，“AI+鋼鐵”的發(fā)展空間將進一步拓展。一方面，隨著AI技術的不斷發(fā)展，特別是大模型技術的深入應用，將進一步穿透鋼鐵生產(chǎn)流程的“黑箱”，貫通數(shù)據(jù)孤島，破解資源調(diào)度困局，實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)全流程的智能化和精細化管理。通過沉淀數(shù)據(jù)資產(chǎn)、增強市場競爭能力，為鋼鐵企業(yè)練就更快、更準、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，推動節(jié)能減排與環(huán)境保護。同時，跨企業(yè)、跨行業(yè)的AI生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建將成為趨勢，促進鋼鐵企業(yè)與上下游企業(yè)、科研機構(gòu)、技術服務商深度合作、協(xié)同創(chuàng)新，共同推動行業(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+智能技術應用”為核心，全面轉(zhuǎn)向新一代人工智能技術驅(qū)動的生產(chǎn)力重塑，通過政策引導、標準建設、標桿推廣推動行業(yè)轉(zhuǎn)型。重點聚焦產(chǎn)業(yè)鏈智能協(xié)同、低碳智能融合及低成本技術推廣。

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

劉書超從煉鋼一線成長起來，如今在高校深耕鋼鐵智能技術研究。他帶領團隊研發(fā)基于“AI+人工經(jīng)驗”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、周鋼等鋼企落地應用。

這份從一線實踐到科研創(chuàng)新的經(jīng)歷，也讓劉書超對智慧煉鋼有著更深刻的認知：“發(fā)展智慧煉鋼不應以‘減人’為目標，核心是讓煉鋼操作更簡單、過程更穩(wěn)定、技術更專業(yè)、成本更可控。唯有領導重視、基層積極、職工參與，上下同心、信念一致，再輔以科學施策與持續(xù)改進，智慧煉鋼才能真正走深走實。”

(關鍵字：鋼鐵)