中國冶金報報道組
報道組成員：劉加軍、徐可可、王志、賈林海、藍義高
本篇執筆：賈林海
利用AI（人工智能）識別鋼坯進出爐情況、依托5G技術連接生產全要素、佩戴VR（虛擬現實）設備進行檢修……走進江蘇永鋼集團有限公司（以下簡稱永鋼），智慧煉鐵、智慧煉鋼、智慧軋鋼、智慧物流，智造場景遍地開花。
近年來，永鋼精準把握數字經濟新賽道，推動互聯網、大數據等新興技術與鋼鐵主業深度融合，在數智化轉型方面走在行業前列。過去的一年里，永鋼累計獲得國家級、省級數智能化榮譽19項。
日前，《中國冶金報》記者一行走進永鋼，探尋其以智慧制造賦能鋼鐵高質量發展的奧秘。
圖為永鋼廠區
當“示范”，靠什么？
2023年10月份，工信部公示了2023年度智能制造示范工廠擬揭榜單位，永鋼特種合金棒材智能制造示范工廠入選，成為永鋼數字化轉型工作邁上新臺階的有力見證。
成績遠不止于此。截至目前，永鋼建成1個國家級智能制造示范工廠、3個國家級5G全連接工廠、2個江蘇省智能制造示范工廠、1個江蘇省互聯網標桿工廠、7個江蘇省智能制造示范車間，獲評為工信部大數據應用試點示范項目、江蘇省“兩化融合”示范企業……
如此多的“示范”傍身，永鋼憑借什么？在永鋼特種合金棒材智能制造示范工廠，《中國冶金報》記者找到了答案。
圖為永鋼數字孿生工廠
“叮咚！”永鋼云商平臺頁面上彈出一個新訂單，有客戶想要采購一批特種合金棒材。隨即，特種合金棒材智能制造示范工廠便開始運轉，根據客戶需求制訂個性化生產方案，智能生成原材料采購、生產排期計劃、標準化工藝管理……客戶只需一鍵下單，就能量身定制所需產品，“要煉什么樣的鋼，客戶說了算”。
2020年，永鋼啟動特種合金棒材智能制造示范工廠項目，以實現生產過程全流程一體化管控。
“這個項目涵蓋數十個應用場景，串聯起質量管控、計劃調度、生產作業、設備管理、能源管理、安全管理、環保管理等十余項業務環節。”永鋼黨委書記、總裁吳毅告訴《中國冶金報》記者。
當特種合金棒材開啟生產之路，“沿途”所有車間的智能化平臺就已經準備就緒，智慧料場、煉鐵、煉鋼、軋鋼，智能精整熱處理、精準配送……智造統領鋼鐵生產全局。
“以質量管控為例，以往，鋼坯需要人工測量和肉眼觀察產品質量，這對崗位人員的技能、經驗水平有著較高要求，檢驗結果的實時性、客觀性、樣本覆蓋面等無法全面滿足精益生產的需要。”永鋼副總裁程勇說道。
如今，特種合金棒材智能制造示范工廠借助5G、AI視覺分析等數字技術，通過低倍組織AI自動檢測等子系統，可以精準、智能檢測產品質量，實現檢測效率和產品質量“雙提升”。
各類專利
僅在這一生產環節中，永鋼就形成了《一種基于機器視覺的鋼材低倍數字化檢測方法》《一種鋼材低倍缺陷組織自動成像及檢測分析裝置》等13項專利。
智慧管控還體現在綠色生產上。通過大數據技術集成的碳排放監測平臺、數據中臺等，永鋼可以實時統計燒結、球團、煉鐵、煉鋼等主要工序的碳排放數據，并同步監控焦、煤、電等30多類能源使用，為生產工序優化提供數據分析支撐，助力全流程降碳3%。
“在整個項目中，我們導入了AI模型、時空融合數字孿生模型、工藝及研發仿真模型、業務流程模型、機理模型、數據算法模型、邊緣側控制模型等414個工業模型，參與現場過程控制的計算與反饋。”永鋼數字化部門相關負責人介紹。
據統計，特種合金棒材智能制造示范工廠項目讓生產效率、能源利用率提高了12%以上。同時，通過打通“冶煉—連鑄—軋制—熱處理”等工藝流程，產品研發周期也縮短了近40%。
如今在永鋼，智能化浪潮從線上向線下奔涌，一場場數字技術與鋼鐵產業的化學反應正在加速上演。
用AI慧眼識“鋼”
近年來，AI技術飛速發展，在重塑人類生活方式的同時，也深刻改變了工業生產，AI助力下的鋼鐵自動化、數字化、智能化生產成為發展新趨勢。
在推動AI賦能工業生產方面，永鋼也做出了不俗的成績。
“以前，在鋼坯進行軋制前，需要將其送入加熱爐加熱。在鋼坯出入爐部分通常需要人工觀察鋼坯位置、形狀等，以保證鋼坯正常出入加熱爐。”程勇告訴《中國冶金報》記者，“靠工人眼睛長時間盯著，強度很大，如果沒能及時發現鋼坯料彎、料斜等情況，就會影響加熱爐正常進出鋼節奏，導致生產誤時。”
為解決這一問題，2022年7月份，永鋼數字創新部、普鋼棒材分廠聯動上線了自動裝出爐控制優化信息化改造項目。通過AI視覺技術，替代人工對出爐鋼坯的異常情況加以識別，為現場自動化控制系統提供進出鋼輔助控制信號。
“我們不斷為AI機器視覺豐富樣本數據，讓AI深度學習、訓練、調整模型，最終優化得到最佳模型。”永鋼數字化部門相關負責人介紹，在生產過程中，AI會將鋼坯進出爐識別結果輸出給自動化控制程序，鋼坯進出爐到位時，控制程序自動進行下一步操作；鋼坯進出爐異常時，控制程序會發出預警，提醒工作人員及時人工干預。
不僅如此，通過AI視覺技術，技術人員還能分析信號并記錄，回溯異常發生時的情況，找到原因并生成數據樣本建入AI模型，進一步優化模型效果，提高生產效率。
圖為永鋼智能車間
AI，讓永鋼更聰明地煉鋼。目前，永鋼普鋼棒材分廠車間自動裝出爐輔助控制已平穩運行，出爐輥道鋼坯和爐內鋼坯料識別準確率都達到95%以上，不僅縮短了鋼坯進出爐用時，提高了單位時間內鋼坯處理數量，穩定了鋼坯進出爐節奏，還實現了精準測控，進一步保證了產品軋制質量。
“接下來，我們將以生產需求為導向，持續推動AI視覺與智能制造深度融合，在現場管理、身份識別、產品數量及缺陷檢測等方面做出更多可行性嘗試。”吳毅表示。
5G點亮未來鋼廠
2023年7月份，江蘇省蘇州市工信局發布了2023年度蘇州市5G全連接工廠項目公示名單，永鋼固廢循環利用5G全連接工廠項目入圍。
5G全連接工廠是指利用以5G為代表的新一代信息通信技術集成，打造新型工業互聯網基礎設施，新建或改造生產現場，形成生產單元廣泛連接、信息（IT）運營（OT）深度融合、數據要素充分利用、創新應用高效賦能的先進工廠。
近年來，永鋼著力推動“5G+制造”，在自動化、信息化、數字化、智能化方面加強建設，使生產現場變得井然有序、智能高效。
圖為永鋼固廢利用智能工廠
走進永鋼固廢循環利用5G工廠，在冶金塵泥加工車間，《中國冶金報》看到操作員正坐在中控室，遠程操控車間設備運行，了解生產進程，觀察設備運行狀態、環保檢測等信息。
通過應用5G技術，永鋼固廢循環利用5G工廠不僅有效提高了生產效率、降低了生產成本、提升了安全管控水平，還實現了資源優化調度和有效管理。
來到工廠中控室，《中國冶金報》記者只見大屏駕駛艙系統將項目中重點數據以儀表盤、曲線圖、柱狀圖等可視化方式動態展示，方便工作人員實時觀察設備運行狀態、環保檢測等各種參數的變化，項目狀況一目了然。
“我們還研發了設備狀態監控的故障預測、微檢修、VR（虛擬現實）檢修、人員定位健康監控等系統，有效實現了對人和物的安全進行分析、評估、預防、規避，大幅提高了安全生產水平。”程勇介紹。
圖為數字巡檢
《中國冶金報》記者發現，廠區里幾乎看不到忙碌的工人，安全員只需戴上VR眼鏡就能“云到達”車間，化身“數字巡檢員”，不一會便可完成全廠區安全檢查，省時省力又方便。
工廠建設的工業物聯網有了5G等技術鏈接，實現了各層級資源間的信息交互，在數據匯集基礎上，永鋼還開發了MES（數字化制造執行系統）、質量管理、設備管理等系統，并覆蓋工廠生產制造全過程，推動工序能耗穩步下降至設計水平的70.7%。
5G全連接工廠實現了網絡化的監督管理制度，進一步增強安全保障，讓生產運營更有前瞻性和協同性。單個生產環節的數據通過智能采集，與工廠網絡全部打通，克服了孤島式、單工序“單打獨斗”的問題解決模式。
“接下來，永鋼將利用云計算、大數據、AR等先進技術，讓更多5G應用成為生產運營的加速器，賦能企業高質量發展。”程勇表示。
“我們的總體目標是基于數字化轉型，實現‘跨產業、跨要素、跨界面、跨空間’的融合與協同，同時以利潤增長為中心，以效率、效益為根本，成本持續降低、效率持續提升、風險持續可控、數據持續變現、健康持續順行、市場持續增長，促進競爭力持續提升。”吳毅說道。
甩掉傳統標簽，打造“智造”名片。通過智能化改造、數字化轉型，永鋼把互聯網、大數據等新技術與生產制造、管理機制進行深度融合，走出了一條以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化的新型工業化道路。
智慧鋼廠，就是永鋼模樣。
