華新不銹鋼打造“AI煉鋼術(shù)” 技術(shù)助力企業(yè)降本提效
在數(shù)量占據(jù)絕對領先地位的同時,中國在高端合金鋼材方面的市場份額卻比較低。因此,鋼鐵行業(yè)原有的靠規(guī)模擴張的粗放發(fā)展模式難以為繼,落后的產(chǎn)能將逐漸被淘汰,生產(chǎn)方式急需從批量式向精細化轉(zhuǎn)變。在這樣的背景下,產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、檔次和穩(wěn)定性,將成為企業(yè)生存的有力保障。
在合金鋼的生產(chǎn)過程中,合金配件是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的合金配料是由人工完成,配料過程主要依賴于專家經(jīng)驗,配比結(jié)果會出現(xiàn)較大波動。同時,由于原料價格隨市場波動,不同批次成分含量不同,為人工配料增加了難度,往往需要重復多次調(diào)整配比。
華新不銹鋼目前配料過程往往需要多次調(diào)整動作完成,鋼水出鋼的準確率約在80%。以華新不銹鋼目前的生產(chǎn)節(jié)奏,每天要完成16次合金配料。傳統(tǒng)的主要依賴于專家經(jīng)驗的生產(chǎn)方式,已經(jīng)滿足不了企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)的要求。
為此,華新不銹鋼與華為云合作,將合金配料的元素守恒機理模型、專家經(jīng)驗等隱性知識注入到AI中,與AI深度融合;基于多模態(tài)的數(shù)據(jù)感知驅(qū)動,構(gòu)建成分軟測量AI模型,賦能合金配料工程師進行優(yōu)化決策,找到符合鋼水質(zhì)量的最優(yōu)合金配料比例,同時保證合金成本最低。
通過這樣的努力,華新不銹鋼基于AI輔助可精準預測終點鋼水成分,預測準確率達到95%以上,生產(chǎn)中一次添加并能完成配料合成。平均每噸特種鋼成本可降低100元,按20萬噸的年產(chǎn)能計算,每年可為企業(yè)節(jié)省成本2000萬元。
華為云和華新不銹鋼都看到了將知識計算應用到合金配料環(huán)節(jié)中的價值,但如何將其落地實施,仍然不是件容易的事情。
合金配料過程存在著原輔料種類多、批次多、指標檢驗誤差、鋼水成分影響因素復雜等多重影響,導致添加過程會出現(xiàn)經(jīng)驗和機理無法應對的情況。同時,原輔料價格、生產(chǎn)工藝等因素,也需要被考慮在內(nèi),因為原輔料的成本直接影響了煉鋼的生產(chǎn)成本。
為此華為云AI算法工程師與華新不銹鋼的行業(yè)專家,在生產(chǎn)現(xiàn)場進行了反復的溝通和討論,最后決定將配料機理模型與AI融合構(gòu)建鋼水成分預測模型,再通過優(yōu)化模型來實現(xiàn)配料優(yōu)化。通過構(gòu)造工業(yè)機理與AI融合的模型,可以很好地解決AI模型泛化、機理模型考慮不夠的情況,實現(xiàn)合金配料場景提質(zhì)、降本、增效的目標。
合金配料方案的成功實施,只是華新建設不銹鋼新材料智能化深加工項目的第一步,未來還將實現(xiàn)煉鋼環(huán)節(jié)全流程的智能化,包括溫度預測、堿度預測、工藝參數(shù)優(yōu)化、排產(chǎn)優(yōu)化等,打造最先進的不銹鋼軋鋼生產(chǎn)線。
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