中国冶金报报道组
报道组成员：刘加军、徐可可、王志、贾林海、蓝义高
本篇执笔：贾林海
利用AI（人工智能）识别钢坯进出炉情况、依托5G技术连接生产全要素、佩戴VR（虚拟现实）设备进行检修……走进江苏永钢集团有限公司（以下简称永钢），智慧炼铁、智慧炼钢、智慧轧钢、智慧物流，智造场景遍地开花。
近年来，永钢精准把握数字经济新赛道，推动互联网、大数据等新兴技术与钢铁主业深度融合，在数智化转型方面走在行业前列。过去的一年里，永钢累计获得国家级、省级数智能化荣誉19项。
日前，《中国冶金报》记者一行走进永钢，探寻其以智慧制造赋能钢铁高质量发展的奥秘。
图为永钢厂区
当“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厂拟揭榜单位，永钢特种合金棒材智能制造示范工厂入选，成为永钢数字化转型工作迈上新台阶的有力见证。
成绩远不止于此。截至目前，永钢建成1个国家级智能制造示范工厂、3个国家级5G全连接工厂、2个江苏省智能制造示范工厂、1个江苏省互联网标杆工厂、7个江苏省智能制造示范车间，获评为工信部大数据应用试点示范项目、江苏省“两化融合”示范企业……
如此多的“示范”傍身，永钢凭借什么？在永钢特种合金棒材智能制造示范工厂，《中国冶金报》记者找到了答案。
图为永钢数字孪生工厂
“叮咚！”永钢云商平台页面上弹出一个新订单，有客户想要采购一批特种合金棒材。随即，特种合金棒材智能制造示范工厂便开始运转，根据客户需求制订个性化生产方案，智能生成原材料采购、生产排期计划、标准化工艺管理……客户只需一键下单，就能量身定制所需产品，“要炼什么样的钢，客户说了算”。
2020年，永钢启动特种合金棒材智能制造示范工厂项目，以实现生产过程全流程一体化管控。
“这个项目涵盖数十个应用场景，串联起质量管控、计划调度、生产作业、设备管理、能源管理、安全管理、环保管理等十余项业务环节。”永钢党委书记、总裁吴毅告诉《中国冶金报》记者。
当特种合金棒材开启生产之路，“沿途”所有车间的智能化平台就已经准备就绪，智慧料场、炼铁、炼钢、轧钢，智能精整热处理、精准配送……智造统领钢铁生产全局。
“以质量管控为例，以往，钢坯需要人工测量和肉眼观察产品质量，这对岗位人员的技能、经验水平有着较高要求，检验结果的实时性、客观性、样本覆盖面等无法全面满足精益生产的需要。”永钢副总裁程勇说道。
如今，特种合金棒材智能制造示范工厂借助5G、AI视觉分析等数字技术，通过低倍组织AI自动检测等子系统，可以精准、智能检测产品质量，实现检测效率和产品质量“双提升”。
各类专利
仅在这一生产环节中，永钢就形成了《一种基于机器视觉的钢材低倍数字化检测方法》《一种钢材低倍缺陷组织自动成像及检测分析装置》等13项专利。
智慧管控还体现在绿色生产上。通过大数据技术集成的碳排放监测平台、数据中台等，永钢可以实时统计烧结、球团、炼铁、炼钢等主要工序的碳排放数据，并同步监控焦、煤、电等30多类能源使用，为生产工序优化提供数据分析支撑，助力全流程降碳3%。
“在整个项目中，我们导入了AI模型、时空融合数字孪生模型、工艺及研发仿真模型、业务流程模型、机理模型、数据算法模型、边缘侧控制模型等414个工业模型，参与现场过程控制的计算与反馈。”永钢数字化部门相关负责人介绍。
据统计，特种合金棒材智能制造示范工厂项目让生产效率、能源利用率提高了12%以上。同时，通过打通“冶炼—连铸—轧制—热处理”等工艺流程，产品研发周期也缩短了近40%。
如今在永钢，智能化浪潮从线上向线下奔涌，一场场数字技术与钢铁产业的化学反应正在加速上演。
用AI慧眼识“钢”
近年来，AI技术飞速发展，在重塑人类生活方式的同时，也深刻改变了工业生产，AI助力下的钢铁自动化、数字化、智能化生产成为发展新趋势。
在推动AI赋能工业生产方面，永钢也做出了不俗的成绩。
“以前，在钢坯进行轧制前，需要将其送入加热炉加热。在钢坯出入炉部分通常需要人工观察钢坯位置、形状等，以保证钢坯正常出入加热炉。”程勇告诉《中国冶金报》记者，“靠工人眼睛长时间盯着，强度很大，如果没能及时发现钢坯料弯、料斜等情况，就会影响加热炉正常进出钢节奏，导致生产误时。”
为解决这一问题，2022年7月份，永钢数字创新部、普钢棒材分厂联动上线了自动装出炉控制优化信息化改造项目。通过AI视觉技术，替代人工对出炉钢坯的异常情况加以识别，为现场自动化控制系统提供进出钢辅助控制信号。
“我们不断为AI机器视觉丰富样本数据，让AI深度学习、训练、调整模型，最终优化得到最佳模型。”永钢数字化部门相关负责人介绍，在生产过程中，AI会将钢坯进出炉识别结果输出给自动化控制程序，钢坯进出炉到位时，控制程序自动进行下一步操作；钢坯进出炉异常时，控制程序会发出预警，提醒工作人员及时人工干预。
不仅如此，通过AI视觉技术，技术人员还能分析信号并记录，回溯异常发生时的情况，找到原因并生成数据样本建入AI模型，进一步优化模型效果，提高生产效率。
图为永钢智能车间
AI，让永钢更聪明地炼钢。目前，永钢普钢棒材分厂车间自动装出炉辅助控制已平稳运行，出炉辊道钢坯和炉内钢坯料识别准确率都达到95%以上，不仅缩短了钢坯进出炉用时，提高了单位时间内钢坯处理数量，稳定了钢坯进出炉节奏，还实现了精准测控，进一步保证了产品轧制质量。
“接下来，我们将以生产需求为导向，持续推动AI视觉与智能制造深度融合，在现场管理、身份识别、产品数量及缺陷检测等方面做出更多可行性尝试。”吴毅表示。
5G点亮未来钢厂
2023年7月份，江苏省苏州市工信局发布了2023年度苏州市5G全连接工厂项目公示名单，永钢固废循环利用5G全连接工厂项目入围。
5G全连接工厂是指利用以5G为代表的新一代信息通信技术集成，打造新型工业互联网基础设施，新建或改造生产现场，形成生产单元广泛连接、信息（IT）运营（OT）深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂。
近年来，永钢着力推动“5G+制造”，在自动化、信息化、数字化、智能化方面加强建设，使生产现场变得井然有序、智能高效。
图为永钢固废利用智能工厂
走进永钢固废循环利用5G工厂，在冶金尘泥加工车间，《中国冶金报》看到操作员正坐在中控室，远程操控车间设备运行，了解生产进程，观察设备运行状态、环保检测等信息。
通过应用5G技术，永钢固废循环利用5G工厂不仅有效提高了生产效率、降低了生产成本、提升了安全管控水平，还实现了资源优化调度和有效管理。
来到工厂中控室，《中国冶金报》记者只见大屏驾驶舱系统将项目中重点数据以仪表盘、曲线图、柱状图等可视化方式动态展示，方便工作人员实时观察设备运行状态、环保检测等各种参数的变化，项目状况一目了然。
“我们还研发了设备状态监控的故障预测、微检修、VR（虚拟现实）检修、人员定位健康监控等系统，有效实现了对人和物的安全进行分析、评估、预防、规避，大幅提高了安全生产水平。”程勇介绍。
图为数字巡检
《中国冶金报》记者发现，厂区里几乎看不到忙碌的工人，安全员只需戴上VR眼镜就能“云到达”车间，化身“数字巡检员”，不一会便可完成全厂区安全检查，省时省力又方便。
工厂建设的工业物联网有了5G等技术链接，实现了各层级资源间的信息交互，在数据汇集基础上，永钢还开发了MES（数字化制造执行系统）、质量管理、设备管理等系统，并覆盖工厂生产制造全过程，推动工序能耗稳步下降至设计水平的70.7%。
5G全连接工厂实现了网络化的监督管理制度，进一步增强安全保障，让生产运营更有前瞻性和协同性。单个生产环节的数据通过智能采集，与工厂网络全部打通，克服了孤岛式、单工序“单打独斗”的问题解决模式。
“接下来，永钢将利用云计算、大数据、AR等先进技术，让更多5G应用成为生产运营的加速器，赋能企业高质量发展。”程勇表示。
“我们的总体目标是基于数字化转型，实现‘跨产业、跨要素、跨界面、跨空间’的融合与协同，同时以利润增长为中心，以效率、效益为根本，成本持续降低、效率持续提升、风险持续可控、数据持续变现、健康持续顺行、市场持续增长，促进竞争力持续提升。”吴毅说道。
甩掉传统标签，打造“智造”名片。通过智能化改造、数字化转型，永钢把互联网、大数据等新技术与生产制造、管理机制进行深度融合，走出了一条以信息化带动工业化、以工业化促进信息化的新型工业化道路。
智慧钢厂，就是永钢模样。
