【ZiDongHua之“方案應(yīng)用場(chǎng)”收錄關(guān)鍵詞：人工智能 深度學(xué)習(xí) 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 高質(zhì)量發(fā)展】
 
　　2024數(shù)字領(lǐng)航案例——湛江鋼鐵“基于人工智能賦能的綠色高效數(shù)字鋼廠領(lǐng)航實(shí)踐”
 
 
　　2024年
 
　　數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)實(shí)踐案例專題
 
　　2024年12月31日，工信部發(fā)布“2024年實(shí)數(shù)融合典型案例名單”，在“數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)實(shí)踐案例”名單中，寶鋼湛江鋼鐵有限公司、大冶特殊鋼有限公司、首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司、新興鑄管有限公司四家鋼鐵企業(yè)上榜。“數(shù)字領(lǐng)航”企業(yè)的評(píng)選，旨在樹立一批數(shù)字化發(fā)展的“旗幟”，推廣引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的標(biāo)桿?！妒澜缃饘賹?dǎo)報(bào)》特別組織了“數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)實(shí)踐案例專題報(bào)道”，將上述四家鋼鐵企業(yè)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展方面的理念、技術(shù)、成果等系統(tǒng)呈予讀者，力求為行業(yè)形成示范引領(lǐng)效應(yīng)。
 
　　2024年12月31日，工業(yè)和信息化部發(fā)布了“2024年實(shí)數(shù)融合典型案例名單”，寶鋼湛江鋼鐵有限公司入圍“數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)（大企業(yè)）”，且居鋼鐵行業(yè)榜首。湛江鋼鐵順應(yīng)行業(yè)趨勢(shì)發(fā)展要求，緊跟前沿技術(shù)創(chuàng)新腳步，挖掘和打造能夠提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的人工智能場(chǎng)景，加速推進(jìn)新一代人工智能技術(shù)與鋼鐵制造全工序、全流程的深度融合。
 
　　湛江鋼鐵圍繞全流程產(chǎn)銷協(xié)同、全要素制造管控、全過程智慧工序三個(gè)維度，打造更敏捷的需求響應(yīng)和精準(zhǔn)交付、更專業(yè)的用戶服務(wù)體驗(yàn)、更高效的生產(chǎn)組織、更精益的管控水平、更高效率的AI標(biāo)桿線，在煉鋼全流程全自動(dòng)全模型、超高強(qiáng)鋼智能制造示范工廠、進(jìn)口鐵礦石智能查驗(yàn)監(jiān)管平臺(tái)、柔性質(zhì)量設(shè)計(jì)、機(jī)器人應(yīng)用、5G工業(yè)核心專網(wǎng)等方面走出了具有湛江鋼鐵特色的“智慧新路”。
 
　　一、煉鋼全流程全自動(dòng)全模型智能化轉(zhuǎn)型案例
 
　　煉鋼全流程工藝模型，構(gòu)建了與產(chǎn)線全要素相匹配的工藝參數(shù)族、設(shè)備參數(shù)群、環(huán)境介質(zhì)參數(shù)集以及物料參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則體系等工序大數(shù)據(jù)架構(gòu)，深入剖析工序技術(shù)原理，融合“機(jī)理模型+人工智能”算法，打造出質(zhì)量在線判定、質(zhì)量預(yù)測(cè)、工藝參數(shù)優(yōu)化、跨工序質(zhì)量預(yù)測(cè)與控制、制造標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化等一系列智能工藝模型。
 
　　鋼包智慧管控系統(tǒng)科學(xué)合理地進(jìn)行鋼包調(diào)配，精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)鋼包的使用壽命及當(dāng)前狀況，有效降低了每日鋼包周轉(zhuǎn)數(shù)量，確保按照既定計(jì)劃精準(zhǔn)配包，提高紅包出鋼率，減少運(yùn)輸過程中的鋼水溫降，實(shí)現(xiàn)鋼包周轉(zhuǎn)效率提升18%，節(jié)約鋼包烘烤用煤氣≥5%。智能物流調(diào)度系統(tǒng)，通過與各二級(jí)系統(tǒng)、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）等進(jìn)行深度數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)各作業(yè)單元生產(chǎn)計(jì)劃的動(dòng)態(tài)排程，大幅減少人工干預(yù)環(huán)節(jié)，從而顯著提升生產(chǎn)組織的整體效率。
 
　　煉鋼全流程全自動(dòng)全模型過程控制系統(tǒng)以“質(zhì)量?jī)?yōu)先”為原則，圍繞鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉、連鑄等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的品質(zhì)提升開展工作，按照“重點(diǎn)突破，分步實(shí)施”的原則，在消化吸收原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了適用的工藝、裝備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)“一鍵KR”“一鍵轉(zhuǎn)爐”“一鍵RH”“一鍵連鑄”等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)化全模型化冶煉控制技術(shù)，將質(zhì)量檢測(cè)模式從“事后檢測(cè)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;事前控制”，KR脫硫劑消耗降低15%，KR處理周期縮短1min/爐，實(shí)現(xiàn)了煉鋼低成本、高質(zhì)量、高效率目標(biāo)。
 
 
　　圖1煉鋼生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)
 
　　二、超高強(qiáng)鋼智能制造示范工廠案例
 
　　湛江鋼鐵“超高強(qiáng)鋼精益柔性生產(chǎn)智能工廠”在2024年成功入圍工信部首批卓越級(jí)智能工廠，這一殊榮是對(duì)湛江鋼鐵在超高強(qiáng)鋼智能制造領(lǐng)域創(chuàng)新舉措的高度認(rèn)可。
 
　　湛江鋼鐵超高強(qiáng)鋼智能產(chǎn)線聚焦于“AI+應(yīng)用”場(chǎng)景，通過深度融合人工智能技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)需求，成功打造了行業(yè)領(lǐng)先的智慧集控中心，該平臺(tái)通過采集和分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合先進(jìn)的算法模型，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程的智能化管理和優(yōu)化，而且能夠?qū)ιa(chǎn)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和精準(zhǔn)控制，為生產(chǎn)決策提供了有力支持。
 
　　在新一代工藝模型的構(gòu)建方面，超高強(qiáng)鋼智能工廠實(shí)現(xiàn)了感知、控制、決策一體化，成功應(yīng)用智慧排程、自動(dòng)平整、帶鋼自動(dòng)酸洗、一鍵退火、一鍵軋鋼等模型，實(shí)現(xiàn)了全流程生產(chǎn)的無人化，大幅提高生產(chǎn)效率并提升產(chǎn)品質(zhì)量水平與穩(wěn)定性；同時(shí)，利用帶鋼表面缺陷檢測(cè)及自動(dòng)判定系統(tǒng)，結(jié)合成像技術(shù)和AI算法，對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別分級(jí)與判定，不僅增強(qiáng)了缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率，也為后續(xù)質(zhì)量控制提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。
 
　　在設(shè)備維護(hù)方面，超高強(qiáng)鋼智能工廠打破了傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)模式，通過采集重要設(shè)備參數(shù)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備特性，構(gòu)建了智慧設(shè)備診斷模型。這一模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的智能診斷與預(yù)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)異常并處置，有效避免了因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷和損失，為企業(yè)節(jié)省了大量維護(hù)成本。
 
　　通過實(shí)數(shù)融合，湛江鋼鐵成功解決了超高強(qiáng)鋼冷軋及熱處理制造工藝難度大、設(shè)備維護(hù)復(fù)雜等問題，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)控制，自動(dòng)化率達(dá)到98%，產(chǎn)能發(fā)揮提升5%以上；人員作業(yè)負(fù)荷大幅下降，作業(yè)效率提升50%以上；機(jī)組故障時(shí)間下降44.3%。在數(shù)字化賦能下，超高強(qiáng)鋼智能工廠生產(chǎn)出了全球首發(fā)的6款吉帕鋼，填補(bǔ)了國內(nèi)外產(chǎn)品的空白。
 
 
　　圖2超高強(qiáng)鋼智能制造示范工廠
 
　　三、進(jìn)口鐵礦石智能查驗(yàn)監(jiān)管平臺(tái)案例
 
　　湛江鋼鐵與湛江海關(guān)創(chuàng)新協(xié)同，構(gòu)建以“3類新型在線檢測(cè)技術(shù)+6種智能模型算法+1個(gè)智慧應(yīng)用平臺(tái)”為主體的“361”進(jìn)口鐵礦智慧查驗(yàn)監(jiān)管新模式，對(duì)通關(guān)的鐵礦石開展全天實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。該模式在全國鋼鐵行業(yè)首創(chuàng)大宗散貨（進(jìn)口鐵礦）智能查驗(yàn)系統(tǒng)，集成了前端智能檢測(cè)裝備、后臺(tái)算法模型、終端可視化集控平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶上的鐵礦開展7×24小時(shí)全天候連續(xù)查驗(yàn)監(jiān)管。
 
　　代表性關(guān)鍵技術(shù)包括在全國鋼鐵行業(yè)首次成功應(yīng)用基于近紅外光譜分析技術(shù)解決鐵礦石在線成分檢測(cè)的問題。通過部署鐵礦石智能一體化分析裝置，完成對(duì)鐵礦近紅外光譜的采集和處理等一系列工作，并最終調(diào)用固體廢物甄別模型實(shí)現(xiàn)快速篩查；在夾雜物檢測(cè)上應(yīng)用了機(jī)器視覺技術(shù)，以深度學(xué)習(xí)模型建立鐵礦表面未知異物識(shí)別及異物目標(biāo)分類模型，滿足鐵礦外來夾雜物查驗(yàn)要求；構(gòu)建智能查驗(yàn)監(jiān)管集控化平臺(tái)，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)3類檢測(cè)系統(tǒng)和企業(yè)物流系統(tǒng)的信息深度集成。
 
　　進(jìn)口鐵礦石智能查驗(yàn)監(jiān)管平臺(tái)于2023年11月1日起在湛江鋼鐵主原料碼頭上線運(yùn)行，每年可節(jié)省綜合物流成本超過1500萬元。該平臺(tái)具有較大的社會(huì)效益，打造了關(guān)企智慧系統(tǒng)建設(shè)協(xié)同新標(biāo)桿，助力地區(qū)外貿(mào)高質(zhì)量發(fā)展，同時(shí)基于近紅外光譜的鐵礦石智能查驗(yàn)技術(shù)可結(jié)合地區(qū)監(jiān)管政策要求，在國內(nèi)主要沿海港口、沿海鋼鐵基地復(fù)制推廣，經(jīng)過改造后可推廣至陸運(yùn)口岸鐵礦查驗(yàn)或其他大宗散貨查驗(yàn)場(chǎng)景，市場(chǎng)規(guī)模巨大，發(fā)展前景廣闊。
 
　　四、柔性質(zhì)量設(shè)計(jì)案例
 
　　湛江鋼鐵打造了基于大數(shù)據(jù)中心的智慧質(zhì)量管理系統(tǒng)，深度融合了大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等多項(xiàng)前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)合同自動(dòng)質(zhì)量設(shè)計(jì)、在線即時(shí)質(zhì)量判定及高度自定義的質(zhì)量分析功能。面對(duì)長(zhǎng)流程生產(chǎn)中質(zhì)量回溯復(fù)雜、高難度鋼種工藝窗口狹窄、質(zhì)量穩(wěn)定控制難度大等行業(yè)頑疾，以及客戶日益嚴(yán)格的表面與性能零缺陷要求，該系統(tǒng)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集成與處理能力，提供了精準(zhǔn)高效的解決方案。
 
　　鋼制品性能預(yù)報(bào)模型通過結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品性能的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與工藝參數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。這一舉措不僅提高了成材率，還有效降低了產(chǎn)品力學(xué)性能的改判率。
 
　　缺陷識(shí)別技術(shù)是連鑄和熱軋生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，通過深度學(xué)習(xí)算法，成功識(shí)別了連鑄和熱軋生產(chǎn)中的表面缺陷。連鑄缺陷檢出率達(dá)到98%，熱軋缺陷識(shí)別準(zhǔn)確率超過90%，有效降低了過檢率，同時(shí)大幅降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。熱軋板形控制與剪切優(yōu)化則是通過應(yīng)用多元線性擬合技術(shù)預(yù)測(cè)調(diào)平量，實(shí)現(xiàn)了板形控制的優(yōu)化。粗軋調(diào)平自動(dòng)率由73%提升至92%。鍍鋅平整自動(dòng)控制則是基于多元線性回歸算法開發(fā)的自動(dòng)化控制模型，自動(dòng)化率從0提升至93%，板形缺陷率降至0.3%以下，顯著增強(qiáng)了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。大數(shù)據(jù)算法制造過程進(jìn)一步助力湛江鋼鐵穩(wěn)定產(chǎn)品性能、改善表面質(zhì)量、提升生產(chǎn)效率，綜合創(chuàng)效達(dá)到了2000萬元/年以上。
 
　　五、寶羅機(jī)器人案例
 
　　湛江鋼鐵響應(yīng)寶武集團(tuán)“萬臺(tái)機(jī)器人”計(jì)劃，加快工業(yè)機(jī)器人在鋼鐵業(yè)應(yīng)用推廣。例如，在高爐爐前區(qū)域，加炮泥機(jī)器人、自動(dòng)換釬機(jī)器人、測(cè)溫取樣機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了高爐爐前作業(yè)的自動(dòng)化與智能化，提高了作業(yè)的安全性和效率；在厚板檢化驗(yàn)區(qū)域，全自動(dòng)激光切割機(jī)+全自動(dòng)高速圓盤鋸國內(nèi)首次應(yīng)用于厚板切割領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)厚板試樣加工領(lǐng)域從上料、分揀、制樣、搬樣的全過程無人化作業(yè)；在軋鋼生產(chǎn)區(qū)域，自動(dòng)撈撇渣機(jī)器人、打磨機(jī)器人、自動(dòng)取樣機(jī)器人、打捆機(jī)器人、貼標(biāo)機(jī)器人，顯著提高了安全性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
 
　　湛江鋼鐵目前在崗的寶羅機(jī)器人數(shù)量已達(dá)到200多臺(tái)，這些機(jī)器人在多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。特別是在解決臟、難、險(xiǎn)的3D崗位難題方面，寶羅機(jī)器人表現(xiàn)出色，已經(jīng)覆蓋了52%的3D崗位，成功消除了100多個(gè)3D崗位，涉及100多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，機(jī)器人密度高達(dá)400多臺(tái)套/萬人，保持國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平。
 
　　六、其他成果
 
　　湛江鋼鐵歷經(jīng)幾年的探索實(shí)踐，數(shù)字化成果碩果累累，智能化進(jìn)程日新月異。除了上述智能化案例，湛江鋼鐵還建成了全球首套智慧鐵水運(yùn)輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車運(yùn)輸全天候環(huán)境感知、障礙物精準(zhǔn)識(shí)別、自動(dòng)摘掛鉤等功能，進(jìn)一步解放了勞動(dòng)生產(chǎn)力，成為無人駕駛技術(shù)在鋼鐵工業(yè)場(chǎng)景的一項(xiàng)突破性實(shí)踐；建成了全國首個(gè)5G獨(dú)立專網(wǎng)，“寶鋼湛江鋼鐵5G工業(yè)遠(yuǎn)程控制應(yīng)用創(chuàng)新”項(xiàng)目榮獲第四屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽標(biāo)桿賽金獎(jiǎng)，成為“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用行業(yè)標(biāo)桿；建成了全球首座鋼鐵企業(yè)水系統(tǒng)智慧集控中心，將原本分散在全廠數(shù)十個(gè)孤立的水系統(tǒng)、16萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)集中到水系統(tǒng)大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)，由6個(gè)工位完成全廠給排水系統(tǒng)的控制與監(jiān)督。
 
　　七、結(jié)論
 
　　站在新的歷史起點(diǎn)上，湛江鋼鐵將繼續(xù)秉承“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念，以數(shù)智化轉(zhuǎn)型作為高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動(dòng)引擎與技術(shù)創(chuàng)新的第一競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)公司高質(zhì)量發(fā)展邁上新臺(tái)階。未來，湛江鋼鐵將繼續(xù)探索和實(shí)踐數(shù)智轉(zhuǎn)型的新形態(tài)、新路徑、新模式，以更加開放的姿態(tài)、更加堅(jiān)定的步伐，引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)邁向更加智能、綠色的未來，為鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)貢獻(xiàn)更多的“湛鋼智慧”和“湛鋼力量”。