在能源化工、水電、橋梁等與我們息息相關(guān)的領(lǐng)域，鋼鐵都發(fā)揮著重要作用。作為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵是工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的主戰(zhàn)場。當(dāng)傳統(tǒng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)與新興數(shù)字技術(shù)碰撞，會擦出什么樣的火花？近日，記者走進(jìn)南京鋼鐵集團(tuán)有限公司，見證鐵礦成鋼的全過程，感受一塊鋼的“數(shù)字之旅”。

從“單機(jī)”到“智享”

數(shù)字工人實現(xiàn)“一鍵煉鋼”

在南鋼JIT+C2M智能工廠，這個世界首個專業(yè)加工高等級耐磨鋼和高強(qiáng)鋼配件的智能工廠，在向我們展示數(shù)字鋼鐵的智慧生產(chǎn)力：六軸機(jī)器人、桁架機(jī)器人以及AGV小車穿梭其間，成千上萬個傳感器“藏”在生產(chǎn)線深處，精密監(jiān)控測算著每項工作。

“‘JIT+C2M’就是just in time 準(zhǔn)時制交付和 customer to maker從終端消費(fèi)者到生產(chǎn)者的暢通?？蛻艨梢詤⑴c到產(chǎn)品、服務(wù)的設(shè)計和制造過程中，我們可以實現(xiàn)像生產(chǎn)消費(fèi)品一樣生產(chǎn)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品?！蹦箱摻饾橨IT+C2M智能工廠管理室主任李小亮介紹，“目前，產(chǎn)線已經(jīng)生產(chǎn)的圖紙有2400多種，產(chǎn)線可以快速地?fù)Q型，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)。”

南鋼JIT+C2M智能工廠 南京鋼鐵集團(tuán)有限公司供圖

數(shù)字化系統(tǒng)對每個工件進(jìn)行數(shù)字建模，工件的工藝路徑、生產(chǎn)時間和生產(chǎn)成本都會被標(biāo)準(zhǔn)化制定。智能工廠的訂單、生產(chǎn)計劃和板材生產(chǎn)線直接串聯(lián)，形成數(shù)據(jù)包傳輸給系統(tǒng)。

通過這種個性化定制、智能化組板、數(shù)字化鏈接等管理措施，結(jié)合新一代數(shù)字信息技術(shù)，鋼鐵的智能化生產(chǎn)可以實現(xiàn)交付的敏捷化、準(zhǔn)時化和便捷化。

從“鋼鐵森林”到“3D立體”

現(xiàn)實世界演化為“數(shù)字工廠”

在南鋼智慧運(yùn)營中心的數(shù)字大屏上，可以清晰地看到一塊小礦石成長為鋼筋鐵骨的全流程，實體世界里的每一座工廠，在虛擬世界里面演化成“數(shù)字工廠”。

南鋼智慧運(yùn)營中心的“數(shù)字工廠” 南京鋼鐵集團(tuán)有限公司供圖

南鋼常務(wù)副總裁徐曉春說：“通過智慧中心項目的建設(shè)，南鋼以智慧運(yùn)營中心、鐵區(qū)一體化智慧中心、鋼軋一體化智慧中心和能源管控一體中心，形成了‘一腦三中心’的布局，實現(xiàn)了大規(guī)模集控、無邊界協(xié)同、大數(shù)據(jù)決策、智能化運(yùn)營的變革。”

在鐵區(qū)集控中心，采用3D建模、虛擬仿真、人工智能和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，南鋼實現(xiàn)了煉鐵生產(chǎn)從“無人化料場-燒結(jié)-球團(tuán)-焦化-高爐”的全流程優(yōu)化重組和技術(shù)創(chuàng)新，將現(xiàn)實中的“鋼鐵森林”搬到屏幕上。工人輕點鼠標(biāo)，就能遠(yuǎn)程實現(xiàn)可控、可視、可判的智能化煉鐵生產(chǎn)。

南鋼鐵區(qū)3D可視化系統(tǒng) 南京鋼鐵集團(tuán)有限公司供圖

從“黑箱操作”到“百景千模”

適合大型鋼鐵企業(yè)的數(shù)據(jù)體系正在形成

“之前，爐內(nèi)冶煉屬于看不到的‘黑箱操作’，我們開發(fā)了138個智能應(yīng)用模型、456張自動報表和1467幅畫面，這些智能應(yīng)用模型讓鐵區(qū)生產(chǎn)直觀可見?！蹦箱摕掕F事業(yè)部技術(shù)處數(shù)字化應(yīng)用室主任劉永輝介紹說。

探索大語言模型和AI圖像識別技術(shù)在不同業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用，實現(xiàn)高層次的智能化和數(shù)字化運(yùn)營，南鋼開展了“人工智能百景千模”工程，讓數(shù)據(jù)和模型支撐企業(yè)智能化工作。

冶煉過程中，高爐爐溫預(yù)測模型可以預(yù)測未來2小時鐵水中硅含量和趨勢，通過預(yù)測結(jié)果，高爐工長可以發(fā)現(xiàn)冶煉過程中的潛在問題并采取改進(jìn)措施，以保證高爐煉鐵生產(chǎn)的長周期穩(wěn)定順行，優(yōu)質(zhì)低耗。

產(chǎn)品研發(fā)中，鋼鐵企業(yè)的傳統(tǒng)研發(fā)主要依賴技術(shù)人員經(jīng)驗，一般需要開展多輪次實驗試錯，研發(fā)成本高、研發(fā)周期長。如今，數(shù)字研發(fā)可以通過仿真模擬、大數(shù)據(jù)模型、AI算法、知識圖譜等先進(jìn)技術(shù)，及時快速掌握產(chǎn)品性能的影響規(guī)律，快速提高新材料成分及工藝參數(shù)設(shè)計的準(zhǔn)確性，從傳統(tǒng)的物理實驗試錯轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖俚摹皵?shù)字試錯”。

顯微鏡下的“鋼鐵” 南京鋼鐵集團(tuán)有限公司供圖

生產(chǎn)不可視、多環(huán)節(jié)難協(xié)同，這個困擾了傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)的兩大痛點，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的南鋼已得到解決。鋼鐵行業(yè)作為重工業(yè)的代表，現(xiàn)如今，正在悄然向“輕”生產(chǎn)蛻變。

審核：荊豐偉 北京科技大學(xué)副教授