大小模型協同發力,打造超級煉鋼工
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——AI賦能千行百業一線故事(二十五)

7月22日,河北永洋特鋼集團有限公司智控中心,工作人員緊盯屏幕上的數據變化。本報記者 劉劍英攝
機器轟鳴聲漸隱,鍵盤敲擊聲響起。7月22日,走進河北永洋特鋼集團有限公司智控中心,環牆而建的超高清巨幕呈現在眼前。屏幕上,從原料進廠到鐵鋼軋生產再到成品出庫,全流程數據盡收眼底。
永洋特鋼將人工智能深度融入生產全鏈條,通過大小模型協同發力,打造永不疲倦的超級煉鋼工。在全鏈條智能化的推動下,企業生產效率提升了25%,產品成材率達到97.2%,市場開拓成本顯著下降,銷售額穩步增長。
從“盯火候”到“看數據”
永洋特鋼燒結車間主控室內,李海深緊盯著屏幕上的運行參數,不時輕點鼠標。
干了半輩子燒結看火工的李海深完全想不到,臨退休自己的工作會從“盯火候”變成“看數據”。
燒結是鋼鐵冶煉工序中的重要環節,負責將鐵礦石淬煉為高爐煉鐵所需的燒結礦。
燒結台車熱浪滾滾,溫度1200攝氏度以上。過去,這個環節最核心的工種就是燒結看火工。他要站在台車前,觀察燒結過程中鋪料的薄厚,聽聽台車有沒有異響,憑借經驗及時進行調整。
也因此,像李海深這樣的老看火工都練就了“慧眼如炬”“聽聲辨位”的本領。這些“隻可意會不可言傳”的技藝,曾是工廠最寶貴的財富,也構成了生產不確定性的源頭。
“現在看火,大模型幫了大忙。所有關鍵工序實現集中監控,現場基本不需要人定時巡檢,智能預警還能提前規避一些生產問題。”李海深說。
永洋特鋼在燒結機周邊布設了上千個傳感器,實時採集溫度、壓力、圖像等多維數據,構建出完全對應的虛擬燒結車間,打造燒結智能制造大模型。
“我們現在看到的,就是正在進行的燒結過程。數據高低、進行到哪兒,一目了然。”李海深指著屏幕上一系列滾動的數據說。
而支撐燒結智能制造大模型運轉的,是優化配料模型、燃料配比優化模型、混合料槽料位平衡模型、混合加水優化控制模型等一個個小模型。
混合料的水分、成分控制以往都是靠人工經驗判斷,誤差大、波動性強,混合加水優化控制模型根據來料條件自動調節配水量與布料厚度,實現工藝參數快速響應、精准調控﹔原料管控精細化程度直接決定后續生產成效,依托優化配料模型、燃料配比優化模型等,原料場徹底告別了傳統“人工估算”配料的粗放模式……
大小模型疊加應用、相互賦能,實現對燒結工藝的精准優化與智能控制。永洋特鋼專門進行過測算,應用燒結智能制造大模型后,燒結礦成分綜合合格率由原來的91.5%提升至98%。
從“黑箱冶煉”到“透明工廠”
傳統轉爐煉鋼,被業內稱為“開盲盒”。
封閉的“黑盒子”裡,溫度超過1600攝氏度,爐內反應情況難以直接監測,煉鋼操作全憑經驗和間接的數據來判斷。
去年,永洋特鋼上線轉爐智能煉鋼大模型。借助它,傳統轉爐煉鋼正逐漸打開“盲盒”。
爐口火焰從紅色漸變為淺藍色,一條代表估測火焰溫度的曲線緩慢抬升。
煉鋼車間主控室內,一字排開的顯示器上,轉爐智能煉鋼大模型實時運行。杜建凱伸手點擊一下按鍵,輕鬆完成一爐鋼的冶煉。
杜建凱2012年來到永洋特鋼煉鋼車間,如今已經成長為一名資深的操槍工。過去他需要戴著防護面罩、穿著厚重防燙服,站在爐前觀察鋼水狀態,聽爐渣熔化的聲音,憑借經驗來控制爐內的溫度,添加合金、石灰等各種原料。
如今,軟件工程師正將他們的寶貴經驗“翻譯”成數字語言,引入到大模型中。
轉爐智能煉鋼大模型通過深度學習20萬爐鋼鐵冶煉的歷史數據,結合每秒採集的上萬個傳感器信息,將爐內看不見的反應狀態轉化為可控制的數據模塊,實現“一爐一策”精准控制。
“這相當於給轉爐裝上了‘透視眼’‘順風耳’。”杜建凱說,現在,數據分析、工況判斷都交由大模型完成,工人隻需實時監控設備狀態,一鍵操作即可。
過去培養一名熟練的煉鋼工需要四五年,現在隻需要一年,“小白”就能成為熟練工。
更關鍵的是,永洋特鋼訓練的大模型能預測爐溫變化,准確率穩定在90%以上。這意味著,曾經看不見、摸不著的冶煉過程變得清晰可知,鋼廠成為真正的“透明工廠”。
終點命中率指的是吹煉終點鋼水成分和溫度都達到目標范圍的爐次在所有吹煉爐次中所佔的比例。這個比例的高低影響著煉鋼的品質,關系著鋼廠的經濟效益。
以往老師傅憑經驗判斷,終點命中率達到75%,幾乎已是人工操作的極限。轉爐智能煉鋼大模型的應用,打破了這一極限。
轉爐智能煉鋼大模型落地后,永洋特鋼又上線了轉爐主原料模型、二次加料模型、火焰金睛模型、音頻化渣模型、終點預測模型等10余個小模型,幫助企業培育出“超級操槍工”。
它不僅替代了人工操作,實現“一鍵煉鋼”,更讓終點命中率從75%一舉躍升至97%,冶煉時間每爐縮短兩分鐘,噸鋼成本降低5至15元。
過去煉鋼全憑經驗判斷,如今依靠數據精打細算。在大模型助力下,煉鋼生產實現降本增效。
從“剛性生產”到“柔性智造”
不止智慧燒結、一鍵煉鋼,如今,智能化應用已貫穿產供銷每一個環節。數智化正在重塑永洋特鋼全流程制造新場景。
數百輛貨車進出廠,無人系統自動完成稱重、記錄,並將信息上傳到大模型中。
在永洋特鋼智控中心,監控畫面實時顯示過磅、計量場景。用工作人員的話說:“過磅、計量的工作崗位,從現場搬到了智控中心大廳中。”
以前每個磅都配備專人值守,11台磅至少需要22名工作人員。現在僅需一名驗貨員在電腦上簡單操作即可。無人計量系統大大提高了貨車過磅效率,一天至少可處理800余輛貨車的過磅需求。
每一捆鋼材出廠時都自帶“電子身份証”,司機不必再攜帶紙質質保書送貨上門,客戶掃碼即可獲取全部產品信息﹔廢鋼入廠時,AI系統“掃一眼”就能自動判定等級,甚至識別出危險物品……
永洋特鋼企管部部長代子偉介紹,“研產供銷一體化”大模型的落地應用,打通了從原料到客戶的全流程數據,實現各工序的全過程智能協同,有效保障了生產的連續性和穩定性。
高度集成化和數字化,不僅讓生產管控變得透明高效,也為承接高精度、小批次的定制化訂單提供了底氣。
輕軌、重軌、礦工鋼、U型鋼、彈簧扁鋼……在永洋特鋼展廳,一件件特鋼產品讓人目不暇接。其中一輛叉車模型吸引了記者注意。
“放大特鋼特點,我們自主研發的扁鋼,具有較高的強度和韌性,能夠承受較大載荷和沖擊力,非常適用於加工叉車的貨叉。”代子偉說,他們的客戶包含了安徽合力、浙江杭叉等國內知名叉車公司。
在大模型的精准控制下,永洋特鋼引入柔性制造模型。傳統模式下,每一個產品規格對應一張固定的物料清單,換一個品種就得重新做一套工藝設計,耗時耗力。
而柔性制造模型把產品拆解為標准件、通用件和定制件三大類,像搭積木一樣,根據客戶訂單快速重組,讓永洋特鋼接小批量、多品種訂單時,新產品導入周期縮短了30%以上。
從“煉鋼”到“煉數”,從“剛性生產”到“柔性智造”,永洋特鋼加速智變,不斷把“鐵疙瘩”變成“金娃娃”。
目前,企業可年產精品鋼120萬噸,特鋼型材超過220萬噸,成為全國規模最大、品種最多、規格最全的特鋼型材生產基地,產品暢銷全國30個省區市。輕、重軌道用鋼產品市場佔有率75%以上。永洋特鋼也是國內第一家有底氣承諾“起重機軌產品不斷不裂”的企業。(記者賈楠、劉劍英)
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