人工智能技術能夠提高製造業設計水平,進而促進實現新型生產方式,隨著數字化、網絡化、智能化水平的不斷提高,推進工業知識產生與利用的效率,推動製造業發展跨入全新階段,成為經濟發展的新引擎。
鋼鐵工業具有連續生產、資產價值高、工藝過程複雜等特點,對安全環保具有較高的要求,信息化數字化基礎較好,數據採集能力非常強,系統性強、可靠性協同性要求高等特點。鋼鐵工業的發展水平是衡量國力的標準之一。提高鋼鐵工業的全產業鏈活動智能化水平對增強國力、推動經濟發展有直接的戰略意義。中國已經是名副其實的世界鋼鐵生產大國,但是距離真正意義上的世界鋼鐵強國還有差距,主要體現在:自主創新能力不強,重大原創性技術的開發較少;一些高精尖鋼鐵產品還依賴進口,如高端軸承鋼、氣門彈簧鋼、晶體切割絲鋼等;在綠色生產、環保水平方面還有巨大差距;特別在自動化、信息化方面主要技術依靠進口。
充分利用新一代人工智能2.0的技術和方法可以有效提升鋼鐵工業製造過程中原創性技術的創新能力、新材料高效研發能力、產品質量穩定生產能力、柔性的生產組織能力、能源效率成本綜合控制能力、提高環保水平實現綠色生產,同時滿足其他智能製造產業不斷提出的新材料需求,提高流程製造產業的核心競爭力。
人工智能在鋼鐵行業的應用包括:以數字孿生為核心的數據+模型驅動的生產控制一體化和管理優化;以數據可視化為核心的設備健康、環保的問題;基於數據的全供應鏈優化,更好地實現產銷對接。人工智能技術與行業技術的深層次結合能夠促使傳統行業發生變革,最終使各生產工序實現無人操作,各工序形成協同生產,根本原因是人工智能技術在最近幾年獲得的戰略性突破。在鋼鐵行業智能製造的發展中,人工智能技術擁有很好的前景。
(1)智能產品研發。運用工業大數據,進行產品理論預測建模,基於虛擬仿真技術,搭建虛擬仿真平臺,開展新產品設計,產品模擬製造和產品仿真驗證。
(2)智能質量管控。基於標準與規範對過程質量進行監控、監測、判定、預警,及時識別和發現生產過程中的質量問題,分析原因並進行處理;運用工業大數據,進行產品質量回歸分析建模,優化產品工藝,穩定和提升產品質量,形成持續改進的閉環質量控制體系。鋼鐵生產全過程關鍵質量數據的穩定連續採集;全流程的產品質量跟蹤及控制;智能圖像識別技術的鋼坯和鋼材表面質量識別;全自動化檢驗及智能分析;突破單個工藝段的鋼鐵產品性能預報和基於大數據的鋼板組織性能預報。
(3)智能生產協同。通過環境感知、人員行為識別、人員定位跟蹤,實現對危險區域和人員危險行為的管控;採用機器人在惡劣環境和高危環境作業;利用在線檢測、智能診斷、智能圖像識別等技術,實現設備預知維修和全生命週期管理;構建各種預案和專家知識庫,指導實施規範的應急管理;利用移動應用技術,協同計劃、任務、資源和設備支撐條件,提高生產組織效率;產品成品精準預報和計算;綜合考慮質量、成本、交貨期限、設備健康、產能、物流運輸等生產計劃排程約束條件,完成智能優化排產。
(4)智能能源及環境管控。通過實時能源消耗數據,進行能源消耗和對環境影響的監控、分析、控制;基於數據做能源管理,能源平衡,能源優化,提高能源效益和效率,節能降耗、降低生產成本和環境成本。
(5)智能物流倉儲。利用移動通訊技術和移動應用技術,實現倉儲物資移動調度、智能調度;利用物聯網感知技術,實現倉儲物資定置定位,加速物資週轉;通過可視化運輸,實現物流運輸過程實時監控,提升客戶服務滿意度。
(6)智能營銷服務。依託電子商務平臺,集成銷售、生產、物流、研發等關鍵環節信息,為客戶提供快捷、及時和個性化服務,提升客戶滿意度、忠誠度、實現客戶價值持續貢獻;通過數據挖掘、分析,充分發揮數據價值,為企業提供市場發展趨勢預測、產品價格走勢分析、客戶需求預測等增值服務,實現營銷服務數字化、智能化。
(7)智能決策支持。實現多源數據的匯聚融合,運用準確的、全局的數據相關性分析,運用大數據計算技術,分析內在規律,高效駕馭海量數據,提升決策技術含量和知識含量,持續監測經營分析、績效考核、對標分析、風險管理、成本分析等業務。
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源自:《人工智能在鋼鐵工業智能製造中的應用》