北京 2025年6月12日 /美通社/ -- 當(dāng)現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)工業(yè)相遇，注定會(huì)激起一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命。

在制造技術(shù)、自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化飛速發(fā)展之下，以信息物理系統(tǒng)為技術(shù)核心的"智能制造"理念應(yīng)運(yùn)而生，成為"第四次工業(yè)革命"敘事的開端。

放眼全球，美國(guó)提出"工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)"、德國(guó)實(shí)施"工業(yè)4.0"、英國(guó)錨定"工業(yè)2050"……發(fā)展智能制造早已成為國(guó)際社會(huì)共識(shí)。2015年3月，中國(guó)正式發(fā)布"中國(guó)制造2025規(guī)劃"，成為全球智能制造版圖的重要一子。

從總體來看，產(chǎn)品型制造業(yè)的智能化推進(jìn)較快，作為對(duì)比，因變化較多、工藝復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度較大等諸多原因，流程性制造業(yè)的智能化進(jìn)程卻相對(duì)較慢。

鋼鐵工業(yè)便是典型的流程制造業(yè)。

鋼鐵，被譽(yù)為工業(yè)的"糧食"，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。

近二十年來，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)取得了飛躍式發(fā)展成就，尤其是"十四五"時(shí)期以來，產(chǎn)品品牌化、數(shù)字智能化、低碳綠色化的發(fā)展趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

但與此同時(shí)，在保持高質(zhì)量生產(chǎn)的同時(shí)，還要想方設(shè)法實(shí)現(xiàn)綠色低碳節(jié)能減排和降本增效，這于鋼鐵冶金工作者們而言，不能不說是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

北京科技大學(xué)劉青教授、王彬博士針對(duì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，由冶金工業(yè)出版社重磅出版了理論專著《煉鋼廠多尺度建模與協(xié)同制造》，力求為中國(guó)鋼鐵工業(yè)的智能化提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。

從冶金過程角度探索煉鋼廠智能化，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)研究空白

宏觀來看，中國(guó)鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展，已成為助推世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)的引擎。

"我國(guó)年產(chǎn)鋼量在世界年產(chǎn)量中占比高達(dá)一半以上，是世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)版圖的主導(dǎo)力量，"王彬介紹，"尤其是最近十年，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化水平得到持續(xù)提高，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破，正在改寫行業(yè)規(guī)則，通過出口重塑全球供需格局。"

在智能制造日益深化的同時(shí)，鋼鐵工業(yè)也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。難點(diǎn)在于，要在發(fā)展數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的同時(shí)，還要緊密結(jié)合冶金工藝，對(duì)各環(huán)節(jié)工序建立機(jī)理模型，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程的精準(zhǔn)控制。

也可以說，"冶金過程的模型化是實(shí)現(xiàn)智能控制的重要核心。"王彬介紹。

億歐了解到，《煉鋼廠多尺度建模與協(xié)同制造》便創(chuàng)造性地提出了工藝智能精準(zhǔn)控制模型與生產(chǎn)模式-計(jì)劃調(diào)度優(yōu)化模型的協(xié)同機(jī)制，并完成了煉鋼-連鑄綜合優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研發(fā)。"結(jié)合典型案例，重點(diǎn)介紹了關(guān)鍵工藝智能精準(zhǔn)控制技術(shù)在煉鋼-連鑄流程中的作用。"

英國(guó)皇家工程院院士董洪標(biāo)對(duì)專著不吝贊譽(yù)，"其研究成果具有原創(chuàng)性和較強(qiáng)的創(chuàng)新性，填補(bǔ)了從冶金過程角度開展煉鋼廠智能化探索的空白。"

更可貴的是，《煉鋼廠多尺度建模與協(xié)同制造》在煉鋼-連鑄過程智能化發(fā)展趨勢(shì)上，提出了基于智能化、綠色化的鋼鐵冶金新質(zhì)生產(chǎn)力構(gòu)建思路，這為中國(guó)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指明了方向。

五大前沿技術(shù)，重構(gòu)智能化煉鋼 -連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)

前沿科技層出不窮，勢(shì)必催生新的產(chǎn)業(yè)格局與生產(chǎn)力。

就當(dāng)前來看，"國(guó)內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)正處于由信息化向數(shù)字化發(fā)展的‘過渡階段 ，且鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)的全流程低碳化是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化的先決條件。"王彬判斷。

據(jù)億歐了解，鋼鐵工業(yè)主要由煉鐵區(qū)段、煉鋼區(qū)段、軋鋼區(qū)段組成。其中，煉鋼區(qū)段是鋼鐵制造流程的核心區(qū)段，煉鋼-連鑄過程是核心環(huán)節(jié)，對(duì)生產(chǎn)效率和成本控制具有重要而又深遠(yuǎn)影響。

"《煉鋼廠多尺度建模與協(xié)同制造》對(duì)煉鋼-連鑄過程的智能化趨勢(shì)提出了構(gòu)想，并詳細(xì)闡述了煉鋼-連鑄過程智能化的技術(shù)應(yīng)用前景，"王彬介紹，"眼下，五大前沿技術(shù)正在逐步構(gòu)建全面的智能化煉鋼-連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)。"

一是工業(yè)大數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和治理、數(shù)據(jù)存證溯源與安全、數(shù)據(jù)分析和挖掘等技術(shù)，可揭示生產(chǎn)過程中的規(guī)律和趨勢(shì)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

二是智能物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算，一方面，可大幅提升數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性與數(shù)據(jù)處理能力敏捷性；另一方面，能不斷提高工藝控制精準(zhǔn)性與生產(chǎn)過程組織智能性。未來，智能傳感器和邊緣計(jì)算芯片微型化將推動(dòng)智能材料工藝快速發(fā)展，同時(shí)，邊緣計(jì)算能力的提升也將進(jìn)一步提升鋼鐵生產(chǎn)過程敏捷制造標(biāo)準(zhǔn)。

三是具身智能與機(jī)器人，可使煉鋼-連鑄生產(chǎn)系統(tǒng)成為一個(gè)高度智能化、自適應(yīng)的"變形金剛"工廠。通過將先進(jìn)的人工智能算法與機(jī)器人技術(shù)結(jié)合，賦予機(jī)器以"身體"，即讓機(jī)器不僅能"思考"(處理和分析數(shù)據(jù))，還能"行動(dòng)"(執(zhí)行物理任務(wù))。

四是數(shù)字孿生，能創(chuàng)建物理系統(tǒng)的虛擬模型，并在數(shù)字環(huán)境中模擬其行為和性能。這種虛擬仿真可在生產(chǎn)過程控制優(yōu)化、故障預(yù)測(cè)與遠(yuǎn)程維護(hù)、可持續(xù)發(fā)展、互動(dòng)式生產(chǎn)培訓(xùn)等方面發(fā)揮重要功能。

五是煉鋼大模型與工業(yè)元宇宙，將兩者進(jìn)行結(jié)合，在實(shí)時(shí)模擬與仿真、智能化決策支持、遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)、創(chuàng)新研發(fā)模式等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，將突破上下游的界限和產(chǎn)業(yè)的邊界，可為整個(gè)鋼鐵工業(yè)帶來前所未有的新機(jī)遇、新市場(chǎng)與新標(biāo)準(zhǔn)。

"其中，工業(yè)大數(shù)據(jù)、智能物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算技術(shù)形成了智能化基礎(chǔ)設(shè)施層，具身智能與機(jī)器人和數(shù)字孿生技術(shù)形成了智能化中間應(yīng)用層，"王彬解釋，"煉鋼大模型與工業(yè)元宇宙，構(gòu)成了煉鋼-連鑄智能化平臺(tái)層。"

加快構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力，釋放鋼鐵工業(yè)增長(zhǎng)潛能

當(dāng)前，鋼鐵工業(yè)面臨著市場(chǎng)需求下滑、產(chǎn)能過剩、環(huán)保壓力增大等多重挑戰(zhàn)。

作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，鋼鐵工業(yè)急需構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

而這些前沿技術(shù)就發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過數(shù)字孿生技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化，通過人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法能實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)決策，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，進(jìn)一步提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和能源利用效率，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)向著智能化、綠色化和可持續(xù)化方向發(fā)展。

"鋼鐵產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的意義和價(jià)值在于其對(duì)于推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新、綠色可持續(xù)發(fā)展以及提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等方面的重要作用，"王彬認(rèn)為，"其中，煉鋼-連鑄過程的智能化，將為鋼鐵產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的形成將做出巨大貢獻(xiàn)。"

在采訪中，王彬?qū)撹F生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化類比為人體的不同系統(tǒng)。他認(rèn)為，智能生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是鋼鐵生產(chǎn)的核心，就像人體的大腦(神經(jīng)中樞系統(tǒng))；冶金工藝模型可類比于人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)和傳感器起到類似神經(jīng)系統(tǒng)的作用；智慧物流系統(tǒng)扮演著循環(huán)系統(tǒng)(血液)的角色；環(huán)保體系可類比為人體的呼吸系統(tǒng)；資源回收與循環(huán)利用系統(tǒng)則更像人體的消化系統(tǒng)。

值得注意的是，新質(zhì)生產(chǎn)力的核心在于技術(shù)創(chuàng)新和綠色發(fā)展，"因此，鋼鐵生產(chǎn)系統(tǒng)必須同時(shí)具備綠色可持續(xù)發(fā)展的條件，才能真正實(shí)現(xiàn)智能化。"

"我們?cè)凇稛掍搹S多尺度建模與協(xié)同制造》中建立了模型驅(qū)動(dòng)的智能制造系統(tǒng)，這對(duì)煉鋼-連鑄流程智能化研究與實(shí)踐具有一定的借鑒作用，希望為從事煉鋼廠智能制造研發(fā)與實(shí)踐的同行，提供些參考價(jià)值。"王彬介紹。

據(jù)億歐了解，《煉鋼廠多尺度建模與協(xié)同制造》的作者劉青教授，系北京科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，綠色低碳鋼鐵冶金全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室冶金過程解析與智能化團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士，國(guó)際先進(jìn)材料協(xié)會(huì)會(huì)士，韓國(guó)發(fā)明學(xué)院客座教授。主要從事冶金流程學(xué)與智能化、連續(xù)鑄鋼、冶金過程建模與優(yōu)化等領(lǐng)域研究。入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才、江蘇省雙創(chuàng)人才。

王彬博士，系北京科技大學(xué)博士、北京理工大學(xué)博士后，億歐董事長(zhǎng)兼總裁，中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群副秘書長(zhǎng)，曾從事工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、數(shù)字化營(yíng)銷方面的工作。2007-2014年曾深入研究煉鋼-連鑄流程運(yùn)行優(yōu)化，在鋼鐵產(chǎn)業(yè)智能制造、動(dòng)態(tài)調(diào)度、精益控制等方面有豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，曾承擔(dān)多項(xiàng)科研項(xiàng)目，榮獲國(guó)家科技成果獎(jiǎng)勵(lì)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)等多項(xiàng)。

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