南鋼：新型鋼鐵“夢(mèng)工廠”這樣煉成

　　◎本報(bào)記者 金 鳳

　　走進(jìn)南京鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“南鋼”）智慧運(yùn)營(yíng)中心，像翻開了一張鋼鐵世界的數(shù)字地圖：點(diǎn)擊“原料集群”選項(xiàng)，可以看到裝載鐵礦石的船舶在碼頭附近停靠的數(shù)量，以及煤、焦、礦三大原料通過皮帶系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)情況；打開“煉鋼管理”頁(yè)面，就能實(shí)時(shí)看到每座轉(zhuǎn)爐的冶煉周期、冶煉時(shí)間、冶煉的鋼種等信息……

　　在南鋼，人工智能、5G、數(shù)字孿生等先進(jìn)數(shù)字技術(shù)與鋼鐵制造的深度融合，正在顛覆傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)與服務(wù)方式，重構(gòu)鋼鐵數(shù)字系統(tǒng)與生態(tài)。近日，工業(yè)和信息化部公示首批卓越級(jí)智能工廠項(xiàng)目，南鋼旗下的鋼鐵個(gè)性化定制智能工廠榜上有名。

　　南鋼以數(shù)智化生產(chǎn)撬動(dòng)效率變革的同時(shí)，也以科技創(chuàng)新的持續(xù)投入解決行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題，并帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，促進(jìn)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。目前，南鋼擁有有效專利3600件以上，為300多個(gè)大國(guó)重器和國(guó)家重大工程提供關(guān)鍵鋼材料……

　　新型鋼鐵“夢(mèng)工廠”是如何煉成的？南鋼黨委副書記王芳近日接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)給出了答案：“我們按照‘生產(chǎn)一代、儲(chǔ)備一代、研發(fā)一代’的戰(zhàn)略，營(yíng)造創(chuàng)新文化，建立創(chuàng)新機(jī)制，激發(fā)創(chuàng)新活力。”

　　數(shù)字孿生支撐“工業(yè)大腦”

　　實(shí)現(xiàn)鋼產(chǎn)品個(gè)性化定制

　　在南鋼，數(shù)字化建模、工業(yè)機(jī)器人、黑燈工廠已成為鋼鐵生產(chǎn)全流程的標(biāo)配。

　　進(jìn)入特鋼事業(yè)部第二煉鋼廠的數(shù)字工廠，屏幕上車間頂部的10臺(tái)天車以及轉(zhuǎn)爐、連鑄機(jī)等關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備與車間現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)同步。通過數(shù)字工廠，工作人員不僅能監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，還能追蹤鋼水的實(shí)時(shí)動(dòng)向。如果發(fā)現(xiàn)有異常，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警。

　　在這里，虛擬與現(xiàn)實(shí)僅有“一屏之隔”，數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)再現(xiàn)了諸多生產(chǎn)場(chǎng)景。

　　“我們匯聚了26條產(chǎn)線、210套系統(tǒng)、百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位、上千個(gè)業(yè)務(wù)模型的數(shù)據(jù)，將虛擬和現(xiàn)實(shí)一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了從原料進(jìn)廠到成品出庫(kù)的全流程管控，以及產(chǎn)供銷、購(gòu)儲(chǔ)運(yùn)的數(shù)字化、一體化管控。”南鋼數(shù)字應(yīng)用研究院技術(shù)專家榮慰介紹，這套智慧管理系統(tǒng)是行業(yè)首個(gè)跨空間、跨邊界、跨組織的“鋼鐵工業(yè)大腦”。

　　“十二五”以來(lái)，南鋼全面推進(jìn)“智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)”工作，已累計(jì)投資超40億元。通過智能生產(chǎn)、智慧運(yùn)營(yíng)、智慧互聯(lián)和數(shù)字服務(wù)等領(lǐng)域建設(shè)，南鋼初步實(shí)現(xiàn)一切業(yè)務(wù)數(shù)字化，關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備和工序數(shù)字化。過去5年，南鋼噸鋼質(zhì)量成本下降10%、研發(fā)成本降低20%，高端品種成材率提升5%。同時(shí)，通過產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化協(xié)同，產(chǎn)業(yè)鏈整體成本下降3%。

　　數(shù)字化生產(chǎn)提質(zhì)增效的同時(shí)，也讓個(gè)性化定制成為可能。王芳介紹，南鋼聯(lián)合國(guó)內(nèi)42家智能裝備廠商，自主設(shè)計(jì)建成了世界首座專業(yè)加工高等級(jí)耐磨鋼配件的“JIT（準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式）+C2M（用戶驅(qū)動(dòng)制造）”智能工廠，實(shí)現(xiàn)了像生產(chǎn)消費(fèi)品一樣生產(chǎn)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品。

　　“客戶將部件的生產(chǎn)圖紙發(fā)給我們，我們能在線設(shè)計(jì)部件的規(guī)格、尺寸、開洞孔徑等參數(shù)，然后借助產(chǎn)線上的機(jī)器人生產(chǎn)部件。”榮慰解釋。

　　人工智能重塑生產(chǎn)流程

　　推進(jìn)“百景千模”場(chǎng)景落地

　　鋼材在正式出廠前，需要經(jīng)過質(zhì)量檢測(cè)。記者看到，在南鋼的智能金相實(shí)驗(yàn)室，一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人夾起一塊切好的鋼片，精準(zhǔn)地放到顯微鏡下，屏幕上很快出現(xiàn)鋼片的各種參數(shù)。

　　“金相智能識(shí)別技術(shù)將機(jī)器視覺技術(shù)與機(jī)器人系統(tǒng)相結(jié)合。在分析過程中，機(jī)器人按照預(yù)設(shè)程序自動(dòng)完成樣品的制備、腐蝕、拍照等操作，然后利用算法分析和識(shí)別金相圖像，自動(dòng)判斷金相組織的類型、等級(jí)等參數(shù)。”榮慰介紹，與傳統(tǒng)人工金相檢測(cè)相比，智能識(shí)別技術(shù)的檢驗(yàn)效率可提升50%。

　　作為行業(yè)內(nèi)最早開展人工智能應(yīng)用探索的企業(yè)之一，南鋼近年來(lái)積極開展冶金行業(yè)全場(chǎng)景人工智能應(yīng)用探索：利用工業(yè)視覺技術(shù)，鋼板全板面相控陣超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼板邊部的無(wú)盲區(qū)檢測(cè)和鋼板厚度檢測(cè)，從而精準(zhǔn)定位、定量找出缺陷所在；利用時(shí)序預(yù)測(cè)技術(shù)，鐵水含硅預(yù)測(cè)模型系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)未來(lái)2小時(shí)鐵水含硅的數(shù)量和趨勢(shì)，趨勢(shì)命中率達(dá)96%；利用運(yùn)籌優(yōu)化技術(shù)，板材余坯余材自動(dòng)替代模型系統(tǒng)可以綜合分析余坯余材的性能、規(guī)格等多種要素，目前該系統(tǒng)可使工作效率提高90%以上。

　　“當(dāng)前南鋼的‘智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)’已邁入第二階段，人工智能和數(shù)據(jù)資產(chǎn)化是南鋼未來(lái)幾年兩大著力點(diǎn)和主攻方向。”王芳介紹，南鋼正著重挖掘并放大“數(shù)據(jù)要素×”的倍增效應(yīng)，深入落實(shí)國(guó)家“人工智能+”行動(dòng)。2024年初，南鋼啟動(dòng)“人工智能百景千模”三年專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，希望未來(lái)能將大模型作為“智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)”的新底座和數(shù)字交互新入口，通過“自建算力平臺(tái)+公共智算中心”模式，支撐“百景千模”場(chǎng)景落地。

　　制度文化涵養(yǎng)良好生態(tài)

　　帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新

　　從世界第二大水電站白鶴灘水電站、我國(guó)自主三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”全球首堆示范工程，到免涂裝耐候鋼橋——川藏鐵路藏木雅魯藏布江特大橋、我國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)大型郵輪“愛達(dá)·魔都號(hào)”，它們都采用了南鋼鋼材。

　　“目前南鋼每年研發(fā)投入保持在3%以上，建立了國(guó)際級(jí)、國(guó)家級(jí)高端研發(fā)平臺(tái)45個(gè)，與全球12個(gè)國(guó)家的82個(gè)科研院所開展產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目500余項(xiàng)，承擔(dān)國(guó)家重大項(xiàng)目40余項(xiàng)。”南鋼科技質(zhì)量部聯(lián)席部長(zhǎng)李翔介紹，南鋼著眼于鋼材領(lǐng)域的核心工藝、共性技術(shù)、前沿?cái)?shù)字技術(shù)跟蹤與應(yīng)用探索等問題，成立了新材料研究院、數(shù)字應(yīng)用研究院、人工智能研究院、產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院等機(jī)構(gòu)。

　　南鋼的創(chuàng)新文化和鼓勵(lì)創(chuàng)新的體制機(jī)制是企業(yè)保持創(chuàng)新活力的源泉。李翔說(shuō)，南鋼每年會(huì)支出3000萬(wàn)元用于獎(jiǎng)勵(lì)各項(xiàng)科技創(chuàng)新成果。南鋼還推出“技術(shù)合伙人”制度，對(duì)于具有顛覆性、符合國(guó)家戰(zhàn)略的創(chuàng)新項(xiàng)目，給予至少5年的項(xiàng)目效益分成，激勵(lì)團(tuán)隊(duì)持續(xù)創(chuàng)新、優(yōu)化工藝、挖掘用戶潛在需求。

　　人才是第一資源，南鋼為科技人才開辟多元化成長(zhǎng)通道。王芳介紹：“集團(tuán)內(nèi)設(shè)立了‘訪問工程師’項(xiàng)目，用于資助科研人員赴國(guó)外高校院所開展3個(gè)月至半年的研究。同時(shí)，南鋼也鼓勵(lì)基層員工進(jìn)行微創(chuàng)新，每年還會(huì)對(duì)優(yōu)秀成果進(jìn)行評(píng)獎(jiǎng)。”

　　作為行業(yè)龍頭企業(yè)，南鋼積極帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，共同解決制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)難題。“我們一邊密切關(guān)注市場(chǎng)需求，一邊聚焦國(guó)家重大發(fā)展需求和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。”南鋼新材料研究院院長(zhǎng)陳林恒說(shuō)，“隨著‘雙碳’目標(biāo)的提出，我們聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)和高校院所，探索水電，核電，風(fēng)電，儲(chǔ)氫，碳捕集、利用與封存等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的可行性。”

　　聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，激發(fā)全員創(chuàng)新活力，涵養(yǎng)創(chuàng)新生態(tài)，讓南鋼在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)煥新中迸發(fā)勃勃生機(jī)。