近日，寧波鋼鐵與中冶南方聯合舉辦“智慧高爐”成果發佈會。在發佈會上，隨著電子大屏上手印按鈕的開啟，以寧波鋼鐵依託中冶南方“智慧高爐解決方案”，為高爐生産搭建整套可視化系統框架，由“經驗煉鐵”變“智慧煉鐵”的智慧化成果宣告發佈。
“智慧高爐”賦能寧鋼高“智”量生産
發佈會當日，走進寧波鋼鐵智慧高爐集控中心，大電子螢幕上顯示的1號、2號高爐的産量、利用系數、焦比、煤比、燃料比等數據一目了然。
“螢幕上的三維可視化平臺，能夠動態展示爐內氣流、爐料、爐型、爐熱、安全形態等的演變，通過對生産數據進行治理、感知與分析，實現對高爐生産狀態的全面監測，為高爐生産、操作、決策提供了‘智慧眼睛’‘智慧手腳’‘智慧大腦’，讓高爐看不見、摸不著的‘黑箱’生産透明化。”中冶南方智慧製造事業部副總經理祝兵權介紹説。
相比多依賴於操作人員的經驗、爐內生産密閉不可見的傳統高爐生産，智慧高爐是以智慧感知為核心，通過智慧高爐解決方案從智慧裝備、智慧生産兩個層面為高爐生産搭建智慧高爐框架，利用機器視覺等智慧化技術，為高爐生産提供“智慧眼睛”；利用機器人等智慧裝備，為高爐生産提供“智慧手腳”；利用智慧評估和診斷技術，為高爐操作提供“智慧大腦”。
中冶南方煉鐵分公司總經理秦涔介紹，智慧高爐解決方案不僅能為高爐裝上“智慧大腦”，還能通過工藝模型建模和知識庫系統的應用，建立合理化的標準體系、通用性的生産操作指導專家規則庫，結合高爐的生産特點，打造專屬解決方案，為爐況操作者提供當前生産狀況與歷史同類型原料、生産參數下的對比，解決高爐操作經驗模糊化、非定量化、不斷變化等問題。
在寧鋼智慧高爐智慧化建設中，中冶南方以高爐集控中心為載體，在大數據採集的基礎上利用機器學習演算法，結合專家規則庫，對高爐生産數據進行離線和實時兩個維度的分析，並根據高爐不同生産狀況的特點，提供大數據雲端伴侶服務，優化指導高爐生産的全面監視、評估、診斷及操作，為一代爐齡的穩定、低耗、長壽生産保駕護航。
“智慧高爐可以通過及時推演高爐生産、操作數據的長期量變過程，對生産數據和操作參數進行深度挖掘，找出爐況演變與操作調劑的關聯關係，持續優化專家知識庫的診斷規則，為操作者提供當前生産狀況的預警和策略建議，將過去的‘經驗煉鐵’轉變為‘智慧煉鐵’。”寧波鋼鐵煉鐵廠廠長何遵義介紹，寧鋼2號高爐投運以來，鐵水成本競爭力躋身行業前列、工序能耗創行業標桿，直接降低燃料消耗和CO2排放，真正實現智慧製造賦能寧鋼高爐生産。
務實研發“五年磨一劍”
不忘初心，方得始終。作為智慧高爐解決方案的“設計者”，在鋼鐵工業智慧化發展的大勢之下，中冶南方並沒有好高騖遠急於求成，而是俯下身去穩紮穩打，歷經5年研發推出“智慧高爐”這一成果。中冶南方副總工程師葉理德回憶，為了打造具有實際效能的“智慧高爐”，研發團隊始終秉持清晰的設計目標，堅持走務實的技術路線，發揚敢打硬仗、追求完美的研發精神，對外聯合生産廠礦、高校和科研院所，形成産學研緊密合作的良好科研氛圍，對內整合資源集中智慧製造事業部、煉鐵分公司、技術研究院的核心力量組建研發團隊，戮力同心、攻堅克難，“五年磨一劍”最終獲得用戶滿意的體驗效果。
為追趕技術創新的腳步，智慧高爐的工序智慧化研發歷經了三次迭代。在工藝模型建模和專家規則的制定上，研發人員並不滿足於單一模型的現狀，深挖模型的關聯性，從關注爐況整體變化的層面與高爐生産結合進行反覆測試、優化。
“外部團隊幾乎不敢接手三維可視化數字高爐建設，我們卻主動請纓，利用公司在軟體開發上的技術優勢，邊學習邊設計，採用全數據展示爐內動態，成功研發具有實用價值的三維數字孿生高爐。”中冶南方智慧高爐設計經理歐燕説。
在一次又一次“啃硬骨頭”的技術攻關背後，凝聚的是團隊的向心力和戰鬥力，日夜鏖戰是他們的工作常態。在研發過程中為了某個技術難點，團隊成員常常討論至淩晨；有剛剛胃部手術出院就奔赴項目現場的，每天要多次上下爬40米高爐平臺調試爐頂智慧裝備，也有腳骨折依然堅守在賓館裏遠端調試的。
歐燕介紹，在智慧高爐的開發、實施中，中冶南方還十分重視對人才的多層面培養，無論是在工藝模型、智慧演算法、平臺架構上，還是在三維可視化研發中，通過項目帶頭人傳、幫、帶，成立多個技術攻關團隊，為智慧製造事業的發展輸送人才，奠定了堅實基礎。
“一核雙翼”驅動工業智慧化飛速發展
隨著資訊技術和人工智慧的日新月異，中冶南方在智慧高爐的推廣應用和迭代升級過程中，不斷完善、蒐集和整理既有高爐改造的數據，利用智慧化和技術手段升級專家規則庫系統，實現了高爐生産的全面監視、評估、診斷及操作優化指導。
與網際網路企業參與鋼鐵工業的智慧化發展不同，中冶南方依託的是六十多年鋼鐵工程技術實踐的深厚底蘊，其關鍵是立足於對工藝技術的透徹理解，緊緊圍繞鋼鐵生産工藝過程開展智慧化技術研發。
“而在智慧製造事業的發展和佈局上，我們一直以中冶南方《智慧製造白皮書》為指導，以數據為核心，利用人工智慧、大數據、雲計算和工業網際網路等新技術賦能鋼鐵、能源環保、城市建設三個主要業務版塊。”中冶南方專務總工程師、國家勘察設計大師潘國友介紹，從企業管理入手，提升物流、人流和資訊流的高效管理；通過數字技術、專家規則系統，實現工業智慧化，讓生産流程特別是危險工作環境下少人化，甚至無人化。
潘國友表示，未來，中冶南方將繼續秉持清晰務實的智慧製造技術發展方向和研發目標，堅持與技術工藝相結合，以打造智慧工序為核心，向下實現産線高度自動化、向上助力鋼企管控智慧化的“一核雙翼”智慧製造理念，做行業領先的智慧製造系統整合商、智慧製造整體解決方案供應商、自動化智慧化升級服務提供商，以科技創新驅動工業智慧化飛速發展。
截至目前，除寧鋼智慧高爐外，中冶南方智慧高爐解決方案還將在寶武武鋼、昆鋼、玉溪玉昆鋼鐵高爐等項目中投入運作。而由中冶南方打造的數智孿生料場、智慧煉鐵、煉鋼一體化管控平臺、冷軋數字工廠等系列智慧工序解決方案，也相繼在國內多家鋼鐵企業落地實施，並逐漸形成整合化、規模化，在逐步覆蓋鋼鐵生産全流程過程中起到示範引領效應。
（邱莎 通訊員：馬嵐、羅楊迎新）