基于CISDigital-AI金睛的智慧轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)

　　中冶賽迪開發(fā)的熱軋產(chǎn)線一鍵節(jié)能系統(tǒng)

　　本報記者 陶海銀

　　在一家鋼鐵企業(yè)的轉(zhuǎn)爐主控室，各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)、監(jiān)控畫面悉數(shù)顯示在大屏幕當(dāng)中。在大屏幕后的墻壁上，曾經(jīng)有一個長方形的窗口，過去操作工人就是在這里觀察車間中的轉(zhuǎn)爐火焰以判斷爐內(nèi)的反應(yīng)情況。而現(xiàn)在這個窗口已經(jīng)封閉，轉(zhuǎn)爐火焰的圖像通過高清智能相機顯示在大屏幕當(dāng)中，系統(tǒng)還能自動判斷火焰狀態(tài)。這是中冶賽迪煉鋼一體化管控體系給鋼鐵生產(chǎn)帶來的諸多改變之一。

　　AI賦能——

　　精確操作貫徹轉(zhuǎn)爐全過程

　　AI在鋼鐵生產(chǎn)中能夠扮演什么樣的角色？中冶賽迪信息公司自研基于嵌入式計算的AI產(chǎn)品CISDigital-AI金睛描繪出前沿技術(shù)與轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的生動結(jié)合。基于圖像識別算法，該系統(tǒng)實時獲取轉(zhuǎn)爐爐口火焰圖像，識別火焰特征并判斷跳渣、濺渣、返干等冶煉狀態(tài)，并實現(xiàn)終點溫度及終點碳含量的準(zhǔn)確預(yù)報。曾經(jīng)工人需要長時間通過肉眼觀察轉(zhuǎn)爐火焰，而現(xiàn)在AI技術(shù)的應(yīng)用把他們從高強度重復(fù)勞動與潛在視力損傷中解脫出來。這不僅使勞動強度得到大幅降低，AI輔助判斷將轉(zhuǎn)爐火焰相關(guān)工藝知識凝結(jié)在智能應(yīng)用當(dāng)中，讓精準(zhǔn)操作不再依賴于工人的個人經(jīng)驗。在實際應(yīng)用中，CISDigital-AI金睛識別準(zhǔn)確率高達(dá)99%以上。

　　依托冶金機理模型和大數(shù)據(jù)尋優(yōu)策略，圍繞冶煉關(guān)鍵控制點，中冶賽迪信息公司智慧轉(zhuǎn)爐解決方案已實現(xiàn)全過程的精準(zhǔn)操作與管控。吹煉開始前，該系統(tǒng)便已計算出熔劑、合金最優(yōu)加入量和加入時間；吹煉過程中，基于測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠閉環(huán)實現(xiàn)氧槍槍位動態(tài)調(diào)整、C/T終點預(yù)報；當(dāng)吹煉結(jié)束，操作過程量化評價、爐次生產(chǎn)成本也同步實時“出爐”。該方案投用后，轉(zhuǎn)爐關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)持續(xù)改善，轉(zhuǎn)爐周期縮短2分鐘~3分鐘，一倒率達(dá)到93%，鋼鐵料消耗降低1公斤/噸以上。

　　聚焦全局——

　　精準(zhǔn)協(xié)同改善生產(chǎn)節(jié)奏

　　煉鋼的復(fù)雜之處不僅在于單工序生產(chǎn)過程控制難，還在于生產(chǎn)組織及多工序間協(xié)同配合。以保障連鑄穩(wěn)定順行為目標(biāo)，煉鋼需要實現(xiàn)鐵水、廢鋼、鋼包的資源合理調(diào)度，協(xié)同出鐵計劃、軋鋼軋制計劃，實現(xiàn)生產(chǎn)的合理組織。

　　中冶賽迪信息公司生產(chǎn)節(jié)奏管控應(yīng)用體系能夠結(jié)合生產(chǎn)計劃，自動生成調(diào)度指令，實現(xiàn)兩車三包合理化作業(yè)分配。“轉(zhuǎn)爐26分48秒，吹煉14分46秒……”面向生產(chǎn)調(diào)度及主工序操作人員，鐵水、廢鋼、轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄及鋼包周轉(zhuǎn)等相關(guān)信息都一目了然地實時展現(xiàn)在大屏幕當(dāng)中。曾經(jīng)煉鋼調(diào)度人員面臨復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，難以掌握全局信息，無法及時從整個生產(chǎn)流程的角度給出最優(yōu)的調(diào)度指令。基于對生產(chǎn)節(jié)奏的跟蹤和計算，該系統(tǒng)以全局最優(yōu)為目標(biāo)實現(xiàn)節(jié)奏診斷、異常情況預(yù)警，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵瓶頸，助力鋼水進(jìn)站、出站及全過程生產(chǎn)節(jié)拍的精準(zhǔn)控制。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)支撐鋼鐵企業(yè)煉鋼全過程生產(chǎn)周期(“BOF-LF-CCM”)從105分鐘縮減至99分鐘，效率提升超過5%，精煉出站溫度下降3.5℃，中包溫度合格率提高4%。

　　挖掘數(shù)據(jù)價值——

　　精益讓改善“可持續(xù)”

　　當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)走進(jìn)數(shù)據(jù)爆發(fā)時代，如何讓海量數(shù)據(jù)創(chuàng)造更多價值，為生產(chǎn)管理人員提供問題浮現(xiàn)、持續(xù)改善的土壤，成為鋼鐵數(shù)智化轉(zhuǎn)型過程中的新問題。近年來，中冶賽迪信息公司組織工藝、設(shè)備、計算機及自動化等多專業(yè)技術(shù)團隊，圍繞煉鋼生產(chǎn)運營需要，集成生產(chǎn)、物流、質(zhì)量、成本、倉儲等關(guān)鍵信息，建立生產(chǎn)運營監(jiān)控與評價體系及異常事件和重要信息自動推送，及時反饋生產(chǎn)運營情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合下的決策優(yōu)化和精益運營。

　　中冶賽迪信息公司煉鋼一體化管控體系已在多個鋼鐵企業(yè)落地生根，支撐生產(chǎn)效率、成本控制、質(zhì)量穩(wěn)定等關(guān)鍵領(lǐng)域穩(wěn)步提升。在數(shù)據(jù)的流動與再生產(chǎn)中，全員參與數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)精益生產(chǎn)持續(xù)改善，為鋼鐵企業(yè)提升競爭優(yōu)勢筑牢了堅實基礎(chǔ)。

　　一鍵節(jié)能系統(tǒng)——

　　智能能源管控支撐成本降低

　　能源消耗是“成本大戶”，在生產(chǎn)或維護(hù)過程中，能源管控是降本增效的重要抓手。在燕鋼1780熱軋產(chǎn)線自動化改造過程中，中冶賽迪信息公司開發(fā)了一鍵節(jié)能系統(tǒng)。以往在維護(hù)模式中，操作工人需要根據(jù)個人的判斷逐個關(guān)停能源系統(tǒng)，而現(xiàn)在按下節(jié)能按鈕，系統(tǒng)就能實現(xiàn)智能管控。配合除鱗節(jié)能模型及節(jié)奏提升，該系統(tǒng)支撐月平均噸鋼電耗從101千瓦時減少到86千瓦時，年節(jié)約成本約4000萬元。

　　優(yōu)化物料跟蹤控制——

　　坐上生產(chǎn)節(jié)奏“快車”

　　鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏與軋線各區(qū)域自動化環(huán)環(huán)相扣，從加熱爐到運輸，中間任意一個環(huán)節(jié)節(jié)奏不穩(wěn)都可能成為整條軋線的節(jié)奏瓶頸，相鄰工藝區(qū)域之間的控制系統(tǒng)交接也直接影響全線節(jié)奏。為此，中冶賽迪信息公司的自動化系統(tǒng)依據(jù)軋線的實際情況，對軋線的物料跟蹤控制進(jìn)行了充分的優(yōu)化，大幅提高粗精軋生產(chǎn)節(jié)奏，簡化卸卷過程，提高卸卷速度，并保證生產(chǎn)穩(wěn)定性。鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏提速帶來生產(chǎn)效率的大幅攀升，改造后燕鋼1780熱軋產(chǎn)線日產(chǎn)最多達(dá)829卷，創(chuàng)日產(chǎn)量紀(jì)錄。

　　粗軋自適應(yīng)短行程控制——

　　顯著提升質(zhì)量指標(biāo)

　　面向?qū)挾取⒑穸取逍巍囟取⒕硇蔚戎匾|(zhì)量指標(biāo)，中冶賽迪信息公司對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行了針對性優(yōu)化：首創(chuàng)粗軋自適應(yīng)短行程控制、活套控制以及卷取張力控制的優(yōu)化升級、精軋溫度模型、層冷溫度模型、板形模型優(yōu)化、厚度設(shè)定模型……一系列的模型優(yōu)化創(chuàng)新，讓產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)再上臺階。其整個系統(tǒng)升級后，平均厚度命中率提升超4%，平均凸度命中率提升超20%，平均平直度命中率提升超10%，平均寬度命中率提升超12%，平均卷取溫度命中率更是提升超過30%。

　　燕鋼1780熱軋自動化改造成果顯著的背后，是中冶賽迪長期的技術(shù)與實踐積淀。面向打破國外技術(shù)壟斷，推動熱軋技術(shù)自主可控，中冶賽迪在持續(xù)的研發(fā)和實踐中形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高精度熱軋帶鋼全流程模型及控制技術(shù)，并不斷優(yōu)化創(chuàng)新，形成模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化、系列化的熱軋軟件產(chǎn)品，在應(yīng)用中為客戶創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益。

　　（圖片均由中冶賽迪提供）