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(duì)領(lǐng)先地位的同時(shí),中國(guó)在高端合金鋼材方面的市場(chǎng)份額卻比較低。因此,鋼鐵行業(yè)原有的靠規(guī)模擴(kuò)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(xì)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(yàn),配比結(jié)果會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)。同時(shí),由于原料價(jià)格隨市場(chǎng)波動(dòng),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(fù)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(dòng)作完成,鋼水出鋼的準(zhǔn)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(yàn)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(jī)理模型、專家經(jīng)驗(yàn)等隱性知識(shí)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(dòng),構(gòu)建成分軟測(cè)量AI模型,賦能合金配料工程師進(jìn)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(shí)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(zhǔn)預(yù)測(cè)終點(diǎn)鋼水成分,預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)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(jì)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(shí)計(jì)算應(yīng)用到合金配料環(huán)節(jié)中的價(jià)值,但如何將其落地實(shí)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(biāo)檢驗(yàn)誤差、鋼水成分影響因素復(fù)雜等多重影響,導(dǎo)致添加過程會(huì)出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)和機(jī)理無法應(yīng)對(duì)的情況。同時(shí),原輔料價(jià)格、生產(chǎn)工藝等因素,也需要被考慮在內(nèi),因?yàn)樵o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(chǎng)進(jìn)行了反復(fù)的溝通和討論,最后決定將配料機(jī)理模型與AI融合構(gòu)建鋼水成分預(yù)測(cè)模型,再通過優(yōu)化模型來實(shí)現(xiàn)配料優(yōu)化。通過構(gòu)造工業(yè)機(jī)理與AI融合的模型,可以很好地解決AI模型泛化、機(jī)理模型考慮不夠的情況,實(shí)現(xiàn)合金配料場(chǎng)景提質(zhì)、降本、增效的目標(biāo)。
合金配料方案的成功實(shí)施,只是華新建設(shè)不銹鋼新材料智能化深加工項(xiàng)目的第一步,未來還將實(shí)現(xiàn)煉鋼環(huán)節(jié)全流程的智能化,包括溫度預(yù)測(cè)、堿度預(yù)測(cè)、工藝參數(shù)優(yōu)化、排產(chǎn)優(yōu)化等,打造最先進(jìn)的不銹鋼軋鋼生產(chǎn)線。
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