在能源化工、水電、橋梁等與我們息息相關的領域，鋼鐵都發(fā)揮著重要作用。作為國民經濟的重要支柱產業(yè)，鋼鐵是工業(yè)轉型升級的主戰(zhàn)場。當傳統(tǒng)鋼鐵產業(yè)與新興數字技術碰撞，會擦出什么樣的火花？近日，記者走進南京鋼鐵集團有限公司，見證鐵礦成鋼的全過程，感受一塊鋼的“數字之旅”。

從“單機”到“智享”

數字工人實現“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鋼配件的智能工廠，在向我們展示數字鋼鐵的智慧生產力：六軸機器人、桁架機器人以及AGV小車穿梭其間，成千上萬個傳感器“藏”在生產線深處，精密監(jiān)控測算著每項工作。

“‘JIT+C2M’就是just in time 準時制交付和 customer to maker從終端消費者到生產者的暢通。客戶可以參與到產品、服務的設計和制造過程中，我們可以實現像生產消費品一樣生產鋼鐵工業(yè)產品。”南鋼金潤JIT+C2M智能工廠管理室主任李小亮介紹，“目前，產線已經生產的圖紙有2400多種，產線可以快速地換型，實現柔性生產。”

南鋼JIT+C2M智能工廠。南京鋼鐵集團有限公司供圖

數字化系統(tǒng)對每個工件進行數字建模，工件的工藝路徑、生產時間和生產成本都會被標準化制定。智能工廠的訂單、生產計劃和板材生產線直接串聯(lián)，形成數據包傳輸給系統(tǒng)。

通過這種個性化定制、智能化組板、數字化鏈接等管理措施，結合新一代數字信息技術，鋼鐵的智能化生產可以實現交付的敏捷化、準時化和便捷化。

從“鋼鐵森林”到“3D立體”

現實世界演化為“數字工廠”

在南鋼智慧運營中心的數字大屏上，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“數字工廠”。

南鋼智慧運營中心的“數字工廠”。南京鋼鐵集團有限公司供圖

南鋼常務副總裁徐曉春說：“通過智慧中心項目的建設，南鋼以智慧運營中心、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，實現了大規(guī)模集控、無邊界協(xié)同、大數據決策、智能化運營的變革。”

在鐵區(qū)集控中心，采用3D建模、虛擬仿真、人工智能和大數據分析等先進技術，南鋼實現了煉鐵生產從“無人化料場-燒結-球團-焦化-高爐”的全流程優(yōu)化重組和技術創(chuàng)新，將現實中的“鋼鐵森林”搬到屏幕上。工人輕點鼠標，就能遠程實現可控、可視、可判的智能化煉鐵生產。

南鋼鐵區(qū)3D可視化系統(tǒng)。南京鋼鐵集團有限公司供圖

從“黑箱操作”到“百景千模”

適合大型鋼鐵企業(yè)的數據體系正在形成

“之前，爐內冶煉屬于看不到的‘黑箱操作’，我們開發(fā)了138個智能應用模型、456張自動報表和1467幅畫面，這些智能應用模型讓鐵區(qū)生產直觀可見。”南鋼煉鐵事業(yè)部技術處數字化應用室主任劉永輝介紹說。

探索大語言模型和AI圖像識別技術在不同業(yè)務場景中的應用，實現高層次的智能化和數字化運營，南鋼開展了“人工智能百景千模”工程，讓數據和模型支撐企業(yè)智能化工作。

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

產品研發(fā)中，鋼鐵企業(yè)的傳統(tǒng)研發(fā)主要依賴技術人員經驗，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，數字研發(fā)可以通過仿真模擬、大數據模型、AI算法、知識圖譜等先進技術，及時快速掌握產品性能的影響規(guī)律，快速提高新材料成分及工藝參數設計的準確性，從傳統(tǒng)的物理實驗試錯轉變?yōu)榭焖俚摹皵底衷囧e”。

顯微鏡下的“鋼鐵”。南京鋼鐵集團有限公司供圖

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

審核：荊豐偉 北京科技大學副教授

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