材料科学技术转型发展与钢铁创新基础设施的建设

在第4次工业革命浪潮的推动下,钢铁科学与技术正在经历数字化、智能化转型。钢铁行业全流程各工序均为"黑箱",为多场、多相、多变的巨系统,具有复杂相关关系和遗传效应等。这些不确定性带来了巨大的挑战。挑战和机遇并存。这些不确定性提供了智能化和数字化技术的应用场景资源;钢铁行业极为丰富的大数据提供了挖掘其中蕴含客观规律的数据资源;现代的数据科学、智能技术为解决不确定性问题提供了强大的手段。以数据为中心,以工业互联网为载体,以实验工具、数字数据、计算工具为支撑,建设钢铁企业材料创新基础设施,将可以大幅度提高研发效率,降低研发成本,有力地支撑钢铁材料科学与技术的转型发展。实验工具平台除了传统的实验室仪器装备和中试装备之外,实际生产线被作为主要的实验工具。这些实验工具提供丰富、精准、写实的历史数据和现实生产数据,特别是生产线装备提供实际生产大数据,蕴含着生产过程中的全部规律,是极宝贵的数据资源。利用机器学习、深度学习等现代数据挖掘技术为计算工具,对这些数据资源进行处理、分析、计算,将数据转换为高保真度模型,可以得到具有"原位分析能力"的数字孪生。在工业互联网的总体架构下,以数字孪生为核心,组成信息物理系统,构建起基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,解决生产制造、应用服务过程中的复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率,实现资源优化,对材料行业转型发展提供关键技术支撑。虚实映射、实时交互、精准控制的信息物理系统与材料创新基础设施合二为一,以材料创新基础设施为基盘,形成具有"原位分析能力"的数字孪生,建设钢铁生产全流程、一体化的信息物理系统,必将推进钢铁行业智能制造蓬勃开展和数字化、智能化转型。     

“融合协同”的绿色工程管理方法及应用

 绿色化、智能化已成为钢铁行业未来发展的共识,是中国钢铁行业引领世界钢铁行业的重要方向。针对“绿色化、智能化、品牌化”的新一代流程钢厂建设面临的全流程数字孪生、绿色技术集成、工程管理创新等诸多问题,河钢集团积极探索钢铁工程的绿色化、数字化转型路径,在工程实践中建立了全流程多要素“融合协同”的绿色工程管理方法。形成了钢铁工程数字虚拟工厂与现实工厂的协同、绿色技术与工程设计的协同、过程管控与全要素资源动态的协同、工程数字与模块建造的协同等“四个协同”的具体方法支撑。据此方法建成的唐钢新区,从设计、建设到交付的全过程遵循冶金流程工程学理论,按照“绿色化、智能化、品牌化”的建设目标,以物质流、能量流、信息流的最优网络结构为方向,运用最新的钢厂动态精准设计、集成理论和流程界面技术,通过工序功能集解析优化、工序间关系集协调优化和流程工序集重构优化,构建信息物理融合系统,实现了唐钢新区产线连续紧凑、动态有序和产品质量窄窗口稳定运行。唐钢新区是在同时期、同类型钢铁工程中吨钢投资最低、建设工期最短、环保水平最高的新一代流程钢厂。全流程多要素“融合协同”的绿色工程管理方法的建立为钢铁工程的绿色化、智能化转型提供了借鉴。     

数字孪生技术在冷轧产线中的应用

河钢集团衡水板业公司针对冷轧线在智能化升级改造中信息采集不完备、数据互通互联不透明、试错成本高等问题，依托开放式物联网操作系统MindSphere,结合现有冷轧产线自动化和信息化水平的特点，建设了数字孪生系统。介绍了系统架构及功能的实现过程。应用后，产品质量、生产效率和生产成本明显改善，为钢铁行业实现数字化生产提供了借鉴。     

基于AHP-模糊综合评价法的钢铁供应链数字化水平研究

随着我国数字经济的持续发展，数字产业化和产业数字化的推进工作也取得了一定成效，数字经济在为中国经济社会带来机遇和挑战的同时，也带动了许多传统产业的数字化转型。钢铁工业作为我国国民经济的支柱产业，为了实现资源合理分配、数字技术精确应用以及更高效的生产，必须要实现钢铁供应链的数字化转型，而如何科学准确地衡量钢铁供应链数字化水平是钢铁工业高质量发展的关键问题。采用AHP-模糊综合评价法对钢铁行业供应链数字化水平进行评价，将人员、设施、数字信息、供应链、政策制度等5个方面作为评价指标并计算权重，进而在AHP方法的基础上融合了模糊综合评价法来构建钢铁供应链数字化水平评价模型，实现对某钢铁企业供应链数字化水平的客观评价，最终根据评价结果找出该企业供应链数字化转型的短板问题，并提出了相应的应对策略和改进建议。该研究结果对我国钢铁企业的数字化转型有着重要的借鉴意义，同时，在一定程度上能够加强我国数字经济的高效发展。     

黄金选矿数字孪生技术应用探索

随着工业互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与矿业领域传统工艺技术的不断融合发展,选矿流程数字化、智能化成为行业发展趋势.数字孪生技术与选矿工艺相结合建立数字仿真平台,将提升设备改进、流程优化、智能控制等在选矿全生产周期的应用效果.介绍了数字孪生技术在流程工业应用中的发展历史及趋势,以及不同数字化模型在黄金选矿流程...     

智能设计在热连轧生产线的应用

智能制造需要自动化、网络化、数字化的技术支撑，需要信息通信技术（ICT）与工业的深度融合，在钢铁行业的设计过程中充分考虑多功能、多目标协调智能设计，开发出以新一代数字化技术为支撑的智能化控制模块。山钢日照公司2 050 mm热连轧生产线实现了基础自动化和过程自动化的先进性设计，如自动板型控制系统PCFC、智能轧制纠偏系统ASC和超快冷技术UFC等，在此基础上设计开发出基于大数据的多功能智能化模块，如全流程的质量监控系统PQA和微观组织-力学性能预报系统MPPS等，为后续数字孪生技术的开发和应用奠定基础，最终实现2 050 mm热连轧产线向智慧车间发展。     

以数字基建支撑钢铁行业内涵式发展

 为了研究数据在钢铁行业的生态化利用问题,介绍了中国钢铁行业发展面临的新形势,以及新发展阶段对钢铁企业的新型能力要求,阐述了钢铁行业存在的问题及发展趋势,分析了钢铁行业数据资源特点及数字赋能基础,数据要素与土地、劳动力、资本、技术等传统生产要素不断交叉融合,从提升企业核心竞争力、优化行业资源配置、支撑政府行业治理3个层面,总结了钢铁行业数据发力的重点领域,提出以基于区块链的“数字基建”构建行业新型信用体系,支撑钢铁内涵式发展。     

河钢唐钢新区数字化绿色智能工厂的设计与实施

河钢唐钢新区是河北省钢铁企业转型升级、结构调整的示范工程,是河钢集团全力推动高质量发展的行动体现。项目以"绿色化、智能化、品牌化"为建设目标,通过对全流程进行解析与集成,科学匹配工序单元,采用最先进的流程界面技术,实现钢厂"动态-有序"、"协同-连续"的精准设计;实施三维数字化设计,通过能量流与物质流高效耦合,将数字化信息流贯穿于钢铁生产全流程,实现信息化系统与物理系统融合设计;通过采用最先进的能源环保技术和设施,实现行业最严排放标准和最高的能源利用效率,全力打造流程型数字化绿色智能工厂。     

钢铁行业智能制造现状及发展途径

智能制造既是钢铁行业转型升级的需要,又是钢铁行业高质量发展的保障。本文结合钢铁行业智能制造现状,提出钢铁行业智能制造发展过程中存在的问题,并指出建立完善的钢铁行业智能制造标准体系,加强智能制造基础建设推进工业互联网发展应用,建设融入钢铁全流程的智能制造平台,建设钢铁行业智能制造公共服务平台、推进产业协同应用是助力钢铁行业智能化、数字化、绿色化水平提升,推动钢铁行业实现智能转型与升级的重要途径。     

迎接信息化发展数字钢铁

一、数字钢铁的概念及基本内容（一）数字钢铁的概念进入二十一世纪，企业的经营从以运作产品为主已逐步过渡到以运营资本为主的阶段，企业的管理已经由形体的管理转变为数字的管理，企业管理数字化、计算机化、信息化已经成为资本运作不可替代的手段。因此，企业只有依靠现代信息技术，才能从根本上实现管理数字化、经营数字化、生产数字化，使企业最终获得最大的资金效益和利润。所谓数字钢铁，就是以计算机数字技术为核心，网络通讯技术为手段，精确的数学模型为基础，实现物资、信息流高效准确地运转，从而对钢铁生产经营活动实现全过程…     

云边一体化系统架构下硅钢制造管理业务数字化融合应用#br#

提出以“云边一体化架构”构建硅钢智慧决策系统,来解决原硅钢制造L1~L5系统架构模式下的数字信息孤岛、业务功能割裂等问题。在此基础上,开发了云边协同的自学习型控制模型及业务决策模型,构建起硅钢“智慧大脑”,形成了以研发、制造、服务等核心业务数字化融合的智能化决策支持新模式,探索出一条钢铁制造业数字化、智能化转型之路。     

“绿色、智能、高效”的新一代电炉短流程特钢厂——河钢石钢新区

 河钢石钢新区是河钢集团全面贯彻落实习近平总书记关于“坚决去、主动调、加快转”指示精神和河北省钢铁产业转型升级的具体实践,也是河钢坚决贯彻落实新发展理念,全力推动钢铁产业高质量发展的行动体现。河钢致力于将石钢新区打造成为生产绿色、产线智能、流程高效、产品高端的现代化特钢梦工厂。河钢石钢新区是以“绿色、智能、高效”的设计理念,以冶金流程工程学理论为指导,运用冶金制造流程动态有序、协同连续的物理系统及流程界面技术规划设计的新一代电炉短流程特钢示范项目,是全球特钢企业智能制造、中国钢铁产业转型升级之由钢铁长流程转变为短流程的生动写照。河钢石钢新区在短流程工艺革新、全工序超低排放、智能制造等各方面,汇集了当今世界最卓越的设计元素和理念。项目集成应用了70多项行业最先进的短流程前沿工艺和绿色钢铁制造技术,定位3大系列高端产品,实现超低排放。项目涵盖了国内首台套大型双竖井废钢预热型超高功率直流电弧炉以及国际上断面最大、建造深度最深的特钢大方坯立式连铸机,有力地推动了中国高端装备制造用钢材的均质化水平和国产化替代步伐。河钢石钢新区带动了京津冀区域特钢品牌升值,代表了双碳目标下钢铁行业新一代绿色智能高效的电炉短流程钢厂发展方向,也为中国钢铁工业电炉短流程的发展做出了示范。     

中国钢铁工业互联网发展现状及思考

近年来钢铁行业工业互联网建设取得显著成绩。从自主研发工业互联网平台,关键技术研究和路径探索,加快打造工业互联网、赋能钢铁行业数字化转型方面对中国钢铁工业互联网的发展现状进行总结。工业互联网在钢铁行业的主要应用模式有智能化生产、数字化管理、网络化协同、规模化定制,中国钢铁工业互联网的建设与应用仍然处于初级阶段,在平台方面,面临着关键技术存在短板、通用化解决方案不能完全满足用户定制化场景需求等问题;在应用方面,还需要持续拓宽工业互联网应用场景。继续攻坚关键技术、提高工业软件开发能力、提升工业APP开发应用能力、降低对国外工业软件的依赖程度,应成为钢铁工业互联网研发的持久性工作。需要开拓更广阔的应用空间,使工业互联网创造更大的价值。     

山东钢铁工业"十一五"科技发展探讨

“十五”期间山东钢铁工业科技工作取得了显著成绩,但仍存在着产品档次低、技术经济指标落后、自主创新能力薄弱等问题。“十一五”期间必须转变增长方式,依靠技术创新,推广应用先进技术。开发高附加值新产品;加强领导,完善技术创新体系,增加科技投入。保证科技发展目标的实现。     

对当前钢铁新产品研发工作中几个理念的探讨

中国钢铁工业有着良好的发展远景。钢铁新产品的研发是实现产品结构调整、产业复兴的重要组成部分,需要先进理念的指导。对此做了初步的探讨：钢铁新产品的研发与生产要以可持续发展原则为导向,以结合国情的创新驱动为灵魂,要以融入用户技术和产品的更新换代作为钢铁新产品研发的重要模式,而同步提升工艺装备水平是钢铁新产品研发成果转化的依托,这些技术内涵都要以最新材料科学的成果作为基础。     

油气资源开发的大数据智能平台及应用分析

油气资源大数据智能平台的总体框架应以数据资源为基础、大数据平台算力为支撑、人工智能算法为核心，面向油气行业生产需求，构建集勘探、开发、生产数据于一体的油气数据资源池，通过数据清洗与融合提升数据质量，整合物理模拟与数据挖掘等手段，实现服务功能模块化，并在PC端、管控大屏、手机移动APP等多维平台实现智能监测、预警与展示。通过对深度学习等人工智能方法在油气工业领域的应用案例分析，表明其具有较好的应用前景。未来石油公司应与科研院所通力合作，挖掘石油工业数据的巨大潜能，实现降本增效，建设全新的智能油气工业生态圈，完成产业升级。      

钢铁行业技术创新和发展方向

 创新驱动钢铁行业转型发展、调整结构、实现钢铁行业绿色制造势在必行。从钢铁行业的重要前沿技术（产品）和钢铁行业的重要关键共性技术（产品）介绍了钢铁行业技术创新和发展方向。内容包括：复杂难选铁矿石预富集-悬浮焙烧-磁选技术;低碳炼铁技术;炼钢二次资源高效利用技术;先进钢铁全流程一体化组织控制;改进型热带无头轧制短流程工艺、装备及产品;薄带铸轧短流程工艺、装备与产品;无酸洗涂镀制备热轧涂层板技术;新一代钢包喷射冶金工艺;高品质连铸坯生产工艺与装备;热轧钢材组织性能控制;极限规格板材先进热处理装备及工艺技术;薄板坯半无头轧制＋无酸洗涂镀制备热轧AHSS;高精度冷轧板形控制技术与装备技术;先进连续退火与涂镀技术;真空制坯轧制复合板技术;旨在大规模定制的钢材智慧制造系统等。旨在实现钢铁工业的绿色制造,促进中国新型工业化进程。     

人工智能在钢铁工业智能制造中的应用

 钢铁工业是国民经济的基础工业,是决定国家发展水平的最基本要素之一。中国已经成为世界第一钢铁制造大国,但在整体创新能力、素质和产品竞争力方面存在“大而不强”的问题。加快钢铁工业的转型升级,向钢铁强国转变,已成为新时期中国经济社会发展的重大战略任务。智能制造将先进的制造技术与新一代信息技术深度融合,贯穿于制造过程的各个环节,是中国钢铁工业创新发展的一个新机遇。钢铁工业未来重点发展方向将是基于新一代人工智能技术的智能制造。深入分析了智能制造的特征以及人工智能技术在智能制造中的应用及其发展的趋势,对如何在智能制造中推动人工智能相关技术创新应用给出建议,提出了国内钢铁企业在利用人工智能发展智能制造的路径规划,为钢铁行业智能制造在中国的发展提供借鉴。