特钢之所以“特”，在于其高强度、高纯净度、高精度、高稳定性4个方面极致的质量要求。面对客户定制化、快速响应的需求，特钢企业也存在敏捷研发协同难、工艺协同生产管控难、检验与交付协同难的问题。
为此，兴澄特钢始终秉承“特钢是科技炼成的”技术理念，制订了“数据铸魂 AI革新特殊钢工艺协同管理和创新”的整体方案。该方案于2024年底荣获“第四届智能制造创新大赛——原材料（钢铁）赛道”二等奖，还被评为江苏省数据要素X二等奖、中信集团第二届“绽放杯”数字化应用大赛“数据要素X”专题赛银奖。该方案目前已在兴澄特钢落地应用。
据了解，该项目运用云计算、物联网、边缘计算、AI（人工智能）、5G、大数据、区块链等先进技术，构建数据治理与安全体系，打造特钢行业首个数智管控中心；自主研发100多个融合行业数据与工业机理的领域垂直模型，覆盖全部核心生产工序；深度应用数据要素与AI，打造“铁、钢、轧、能、环、研”六位一体智能制造体系，完成敏捷研发协同体系、工艺协同管理、质量精准追溯等场景应用，共同推进特殊钢工艺协同管理和创新。
应用场景一：基于AI赋能的敏捷研发。为满足定制化、快速响应的需求，兴澄特钢构建了基于人工智能驱动的敏捷研发协同体系；基于30年110万条特钢产品工艺数据形成高质量数据集，通过AI+建模分析与预测，整合形成产品知识库，以关键指标搜索，智能推荐设计方案，满足客户定制化个性化需求，实现将新品研发周期缩短56.6%。
应用场景二：基于数字孪生的全周期、全工艺、全业务多部门协同管控。兴澄特钢通过全面进行数据采集，构建研发数据标准和数据治理体系，融合全工序生产数据，贯通全业务流程，构建工厂、工序、设备、产品4级数字孪生体系，实现炼轧车间10余个部门的工艺协同管控与一体化调度。
应用场景三：基于AI赋能的特钢生产全面应用。依托工艺流程及工艺标准，兴澄特钢将机理模型、数据模型和视觉模型进行全面融合，实现全流程、全要素智能建模和多维度训练优化，并在全工序进行了模型应用。
合金智能投料模型。特钢之所以“特”，在于炼钢过程中加入了合金成分，如何精确控制合金成分和成本是关键。为此，兴澄特钢自主研发“合金智能投料模型”，利用冶炼钢液、合金成分等867条数据项，在4000多个钢种中选取计算规则，实现配料加料一键完成，钢液成分不合格率降低34.4%，累计年降本总量超4400万元。
钢包吹氩模型。在炼钢中，精准的钢包吹氩过程决定了特种钢的纯净度。兴澄特钢自主研发钢包吹氩模型，建立10多个工艺机理模型，采用AI视觉识别技术实时精准分析吹氩效果，实现秒级响应、调整吹氩参数，使钢液纯净度提升0.2%。
连铸全要素仿真分析模型。在连铸过程中，兴澄特钢自主研发了基于工艺数字孪生的连铸全要素仿真分析模型，模拟钢水从液态凝固成固态的整个过程，使凝固点精准定位，同时可以不断调整拉速、压下量、水冷流量，使钢坯均匀成型、内部无疏松，提高了产品质量的合格率。
特钢产品关键性能实时预测。兴澄特钢整合产销、MES（制造执行系统）、工控系统等数据，融合汇聚形成工艺知识库；建立特钢研发数据标准，提升数据质量；结合客户指标需求和产品特性，从上千个变量因子中锁定145个过程变量因子，识别出21个关键因子；建立30多个性能预测模型，实现指标特性与生产工艺的双向匹配、双向预测。借助这一系统的有力支撑，兴澄特钢生产出超纯净轴承钢，疲劳寿命达到7500万次，提升幅度达到241%。
特钢产品质量精准管控。兴澄特钢建立质量大数据平台，将大数据相关技术与钢铁生产过程融合，结合现场质量管理理念，构建钢轧一体化质量跨工序管控系统；实现了废品率降低47.3%，质量分析时间缩短至秒级。
【新知】
提效益需有全流程思维
戚建国
该项目通过建立以数据驱动、以AI赋能的工业互联网平台，融合数据中台、AI中台、技术中台、低代码开发、大模型应用等技术，构建钢铁行业全流程智能化解决方案，实现全要素数据采集与融合、敏捷研发体系建设、大数据质量精准分析、能效平衡及优化、全工艺数字孪生和大模型知识体系建设等应用，形成全流程数字化转型一体化解决方案。2024年，兴澄特钢实现产量提升14.4%，利润提升22.2%，交货周期缩短20.3%，质量损失减少46.7%。
该项目最大的亮点是构建了“铁、钢、轧、能、环、研”六位一体智能制造体系，大规模部署超过100个先进人工智能应用模型，成功攻克了铁钢轧流程长、黑箱制造环节多、复杂物理化学变化多、高保真数据难、模型开发验证难等五大行业核心难题，实现了“高定制、高品质、高效率、绿色低碳、低成本”的智慧运营模式，取得了显著的经济效益和社会效益。其中，定制化订单数量增长35.3%，产品检验不合格率降低47.3%，吨钢能耗降低10.46%，充分展现了数据驱动和AI革新在推动制造业转型升级中的重要作用。
《中国冶金报》（2025年02月27日 02版二版）
