轉(zhuǎn)發(fā)摘要:AI技術(shù)進(jìn)入鋼鐵生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié),幫助企業(yè)降低成本,提升效率。

在電影中,“鋼鐵俠”托尼·史塔克不僅勇猛過人,而且智慧無比。

在現(xiàn)實(shí)中,我們印象中的鋼鐵工廠,似乎一直停留在多年前的巨大的高爐、沸騰的鋼水……

現(xiàn)在,我們看到,AI正在進(jìn)入到鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)中,通過場(chǎng)景化的AI應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)煉鋼的精細(xì)化生產(chǎn)和管理。

煙臺(tái)華新不銹鋼有限公司(以下簡(jiǎn)稱“華新不銹鋼”)是重要的不銹鋼、合金鋼生產(chǎn)企業(yè)?；谌A為云知識(shí)計(jì)算解決方案,華新不銹鋼對(duì)鋼材生產(chǎn)的合金配料環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化,在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),還帶來了生產(chǎn)成本的降低,每年可節(jié)省2000萬(wàn)元。

將行業(yè)知識(shí)與AI深度融合,從解決企業(yè)痛點(diǎn)、提升企業(yè)效率、提供知識(shí)化服務(wù)的角度全面賦能企業(yè),是華為云一直在努力的方向。9月24日,華為云正式發(fā)布全生命周期知識(shí)計(jì)算解決方案,幫助各行各業(yè)來打造企業(yè)級(jí)知識(shí)計(jì)算平臺(tái),推動(dòng)AI進(jìn)入企業(yè)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

　　走向精細(xì)化的鋼鐵行業(yè)

中國(guó)早已成為世界鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019年我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量接近10億噸,占全球總產(chǎn)量18.7億噸的一多半,超過了其他國(guó)家的總和。

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。

合金鋼也叫特種鋼,是通過在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素,使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,并具備硬度大、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等不同的特殊性能,從而應(yīng)用到嚴(yán)苛的生產(chǎn)環(huán)境中。

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輔助可實(shí)現(xiàn)10秒內(nèi)完成最優(yōu)合金配比計(jì)算,實(shí)現(xiàn)合金成本最優(yōu);并可精準(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(wàn)噸的年產(chǎn)能計(jì)算,每年可為企業(yè)節(jié)省成本2000萬(wàn)元。

　　進(jìn)入企業(yè)核心業(yè)務(wù)的AI

近年來,AI很火熱,成為IT市場(chǎng)的明星。然而,我們認(rèn)真觀察卻可以發(fā)現(xiàn),AI目前的應(yīng)用場(chǎng)景還不太多,限于語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別等有限的領(lǐng)域。

經(jīng)過三年來600+項(xiàng)目的探索,在華為云看來,AI進(jìn)入行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的一步,因?yàn)橹挥羞M(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)以后,AI才能夠?yàn)楦鱾€(gè)行業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

在AI深入行業(yè)的過程中,行業(yè)知識(shí)與AI的結(jié)合是最大難點(diǎn)。華為云知識(shí)計(jì)算解決方案正是為此而生的。

華為云知識(shí)計(jì)算解決方案運(yùn)用知識(shí)圖譜、深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等AI技術(shù),基于一站式AI開發(fā)平臺(tái)ModelArts打造,包含知識(shí)獲取、知識(shí)建模、知識(shí)管理以及知識(shí)應(yīng)用四大模塊,覆蓋知識(shí)在企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的全生命周期。

　　專家經(jīng)驗(yàn)與AI算法的融合

話題回到華新不銹鋼的項(xiàng)目中來。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)。

整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過程,包括數(shù)據(jù)匯聚與上傳、預(yù)測(cè)模型訓(xùn)練、配比優(yōu)化模型、在線配比推薦等階段。

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。

除了鋼鐵行業(yè),華為云知識(shí)計(jì)算解決方案還在石油、汽車、醫(yī)療、化纖、煤焦化、交通等行業(yè)率先實(shí)踐,幫助各行各業(yè)打造企業(yè)級(jí)知識(shí)計(jì)算平臺(tái),進(jìn)行研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、銷售、售后服務(wù)等企業(yè)核心流程的智能化改造升級(jí),通過釋放知識(shí)的力量,實(shí)現(xiàn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的大幅度提升。

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