新闻纵深｜“人机共生”让绿钢更绿

（来源：河北新闻网）

转自：河北新闻网

河钢集团石钢公司五十六个智能模型构建“数字工厂”

“人机共生”让绿钢更绿

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订单排产从48小时压缩到30分钟，钢水样品2分40秒完成27种元素分析，“一键炼钢”“无人炼钢”成为常态……在河钢集团石钢公司，数智赋能正重塑钢铁生产的每一个环节。

作为国内首家全废钢电炉短流程特钢企业，石钢以56个智能模型构建起一个精准高效的“数字工厂”。全流程数智协同，让绿钢生产的“含绿量”持续提升，一个有感知、会思考、能进化的“绿色钢铁生命体”正在成长。

全流程数智协同实现“全局最优”

“有新样品，请注意查收。”10月27日13时，河钢集团石钢公司化学分析中心，炼钢全自动分析系统响起提示音。随后，取自炼钢厂的钢水样品经由压缩空气管道传至中心，机器人精准取样，仪器自动快速分析，2分40秒后，样品中27种元素的含量数据便上传至系统。

“这些数据将实时反馈给炼钢厂，炼钢过程会据此进行精准成分调控。”化学分析中心站长李昊天说。

依托河钢数字WeShyper（威赛博）工业互联网平台，石钢采集各环节数据，构建了一个高效运作的“数字工厂”。数据的实时采集和互联互通，让炼钢变得更加智能。

10月27日15时，石钢炼钢厂电炉车间，两台电炉发出低沉的轰鸣声，不同形状的废钢正在炉内经过高温熔化成火红的钢水。主控室内，炼钢工段副段长范瑞轩面前的电脑屏幕上显示着多组数据。

“这些是1号炉中正在冶炼钢水的终点成分数值，是由我们的电炉智能冶炼终点控制模型计算出来的。”范瑞轩说，根据这些数值，无需等到这炉钢炼完，就能提前预测钢水品质是否达到要求。而以前，只能等出钢后才知道钢水的各种成分含量，如达不到要求，要给电炉再次充电重新冶炼。这就好比做饭没尝味道直接端上桌，发现淡了又回锅重炒。

智能冶炼模型，使企业告别了传统的经验炼钢模式，结束了炼钢过程开“盲盒”。

“原来全靠经验丰富的老师傅。他们从钢水里取出一勺，将其倾倒到平台上，根据四溅的钢花形态、钢水凝固后的气泡情况等，就能估算钢水的主要成分含量。”今年29岁的范瑞轩在炼钢厂已工作7年，这位年轻的副段长有些不好意思地说，这种“火眼金睛”的本领，他至今仍未掌握。

不过，智能冶炼模型开始让炼钢变得简单。年轻的操作工只需要读懂数据模型，就能拥有老师傅十余年才能练就的“火眼金睛”。“现在生产时，车间炉前没有一个人，我们只需要在主控室点击鼠标。”范瑞轩说。

从废钢入厂到产品交付，石钢打造的56个智能模型，不仅让“一键炼钢”变为现实，更构建了一个一体化数智系统，令整个生产过程更协调更顺畅。

在石钢生产管理部，计划科科长习国辉正利用特钢排产智能体，为国外客户的汽车钢订单排产。

“利用智能体，可以一键查询订单要求和历史排产方案，快速制定排产计划。而原来我们要和销售人员面对面梳理订单细节，再查询各种表格资料，十分繁琐。”习国辉说，现在订单排产时间从48小时缩短到30分钟。

排产是生产链条的第一环，需考虑生产工艺、生产周期、交期、库存等多种因素。尤其是石钢的特钢生产，批量小、品种多、个性化，有的订单量只有三五吨，传统人工排产耗时费力。

石钢研发的特钢排产智能体以“大模型+求解器”为核心，能把炼钢、轧钢、后部处理等环节统一起来，实现一体化排产。

“可以说，人工排产只是给出一个答案，但利用AI大模型强大的算力，智能体能在无数答案中找到最优解。”石钢信息物流中心主任纪树梅说，在石钢一体化数智系统中，努力为每台设备、每条生产线都装上“智慧大脑”，各层级系统相互连通、全面融合，实现了研发、生产、销售、物流、质量、能源等全流程协同，推动企业数字化转型从“局部优化”升级为“全局最优”。

“人机共生”构建能成长进化的智能工厂

成捆棒材进入作业区，机械臂将其轻松抬起，经链床输送至特定位置，并精确识别捆带带头位置等关键信息，自动完成捆带拆解。随后，棒材又经修磨、打捆、贴标等工序，最终入库。在石钢棒材生产线上，38台不同类型的智能机器人协同作业，不见一名工人。

“原来我们这条产线需要10多个工人同时作业，智能机器人投用后，工人岗位减少到了3个，而且不用再到产线上手动作业，只需要盯着操作台的电脑屏幕，按动鼠标。”中棒2号探伤工线段长于佳星介绍。

机器人集群作业，是石钢探索钢铁行业工艺变革新路径的积极尝试，不仅降低了员工工作强度，也大幅提高了劳动效率。然而，以智能制造重塑生产流程，石钢的目标不只是停留在“机器代人”。

“我们希望通过‘人机共生’，让石钢的智能工厂成长为一个有思考力、有学习力、有自我优化能力的‘生命体’，而不仅仅是设备、程序和人员的简单拼接。”纪树梅说。

10月27日14时，石钢轧钢厂集控室，大屏幕上实时显示着加热炉内的监控画面。炉嘴处持续喷出火焰，正通过燃烧天然气对加热炉进行加热。

“钢坯在炉内被加热到适宜轧制的温度，这是轧钢生产中的关键环节。温度低了，可能导致钢坯断裂；温度高了，则会影响钢材性能。”轧钢厂智能化室副主任宋剑介绍。

此时，加热炉班班长薛敬文正通过电脑，检测加热炉运行情况。屏幕上，加热炉内部被划分为21个分区，各分区内的目标温度、检测温度等数据实时显示。

“炉内共有40多个炉嘴，以往若想调整炉内温度，需要我们手动更改相关参数的设定，而现在智能燃烧模型可实现炉温自动控制。”薛敬文说。

智能燃烧模型根据不同钢种的不同工艺进行炉内物料追踪，自动计算出加热方案，且实时监测调整炉内设定，做到精准调节。这个“智慧大脑”将操作工从手动工作中解放出来，但这并不意味着操作工的作用被弱化，反而对他们的专业能力提出了新要求。

“操作工对数据的理解和思考，能让模型变得越来越聪明。”宋剑说。

今年以来，根据一线工人的建议，智能燃烧模型已经进行了两次迭代更新。

“比如，模型最初对上下炉膛的加热过程未做区分。但我们在实际操作中发现，如果把下炉膛的目标温度设定更高一些，反而能令整个炉膛提温更快、热度更均匀。这不仅节能，还有利于提升产品品质。”宋剑说，智能燃烧模型升级后，吨钢天然气能耗同比下降了1.17立方米。

石钢“人机共生”的理念，在各个生产环节都有体现。

定尺剪切环节，热缩尺寸模型可通过AI视觉识别棒材长度和温度，自学习动态调整剪切长度，提升定尺率和成材率。但技术人员在其中负责数据标注、质量验证，防止模型“学偏”，确保模型持续成长。

精整环节，大棒矫直机模型可智能推荐矫直参数，自动对棒材进行磨损修复，实现无人化作业。但技术人员依然是关键，他们校准模型输出、验证适应性，并根据实际工况反馈优化建议，让模型更懂现场。

“在‘室内AI操作工+室外机器人’的智能新范式中，操作工和技管人员不再受空间和系统的限制，可以洞察趋势、自由创新，而机器人和智能体也能根据生产需要自主迭代。这样一来，我们的智能工厂能感知、能决策、能进化，人机在最合适的生态位上协同共生，让效率和效益迈上新台阶。”纪树梅说。

大数据炼钢提升绿钢“含绿量”

10月23日，TüV南德意志集团碳足迹认证团队再次来到石钢，对3款产品的碳足迹展开现场核查。

TüV南德意志集团是国际标准化组织（ISO）认可的温室气体排放与减排标准认证机构，也是欧盟授权的温室气体排放审核机构。此次认证通过后，石钢获得碳足迹认证的产品将达10余款。

石钢是国内首家全废钢电炉短流程特钢企业。与长流程炼钢相比，吨钢综合能耗降低了62%，同口径碳排放减少了75%。打造绿钢品牌，成为石钢迈向世界“顶级圈”的重要抓手。

电炉是短流程炼钢生产中最硬核的“武器”，但也是耗能大户，能源消耗占整体的80%以上。如今，石钢将30余年特钢冶炼经验与人工智能、模型技术结合起来，电炉3000多个点位全上云，形成了供电、供氧、自动出钢等8个核心模型，电炉数智化水平达到国际先进水平。

10月27日15时，石钢炼钢厂电炉车间，范瑞轩在主控室监控一炉高碳铬轴承钢配料过程，系统显示，配料中的含碳废钢为18吨。

“这一数值比以往增加了2吨。”范瑞轩说，入炉废钢的种类和比例由“2+13”配料模型根据生产计划自动匹配，模型还可根据废钢量、预热温度、电流电压等实时变化，自动调整参数，实现废钢的精准利用和极致成本控制。

就在10月，石钢“2+13”配料模型完成了一次优化升级，生产高碳铬轴承钢的入炉含碳废钢量比以往有所增加。“废钢熔化成钢水的能量来源包括电能和化学能。含碳废钢适当调整，可增加碳氧反应，减少外部电能输入。”范瑞轩说。

除了“2+13”配料模型，石钢构建的56个智能模型可精准管控能耗，优化生产全流程。数智赋能，让石钢在低碳赛道上持续进阶，绿钢“含绿量”不断提升。

“智能模型应用前，各班组操作不统一，冶炼周期就有差距，原来不同班组间可以差出5分钟。”范瑞轩说，现在，不仅车间整体的冶炼过程更加稳定，智能模型越来越聪明，也让炼钢节奏越来越快，平均冶炼周期比以往快了2至3分钟。

2至3分钟看似微不足道，却是节能降耗的宝贵变量。冶炼周期缩短意味着电炉通电加热、供氧等核心耗能环节时间减少，不仅减排，还能为企业降成本、扩产能。

除了节能降耗，智能模型还可通过对冶炼过程的精准调控，实现对产品质量的稳定管控。

降低钢水氧化性可有效减少夹杂物，提升钢水纯净度，从而提高产品质量。“以前不同班组炼出的钢水，含氧量会有100ppm（气体体积浓度单位，表示百万分之一）到150ppm的偏差。现在，我们的钢水含氧量均可稳定在300ppm之下。”范瑞轩说。

前不久，石钢生产的高碳铬轴承钢产品获得日本某国际知名轴承企业认证。在世界八大轴承制造企业中，石钢已连续通过七家的认证，稳居全球轴承钢供应商第一梯队。同时，自省工业和信息化厅推动全省钢铁企业打造“拳头产品”以来，其高碳铬轴承钢还入选了河北省十大“拳头产品”。

智能制造提升产品竞争力。目前，石钢打造出以齿轮钢、轴承钢、弹簧钢、易切非调质钢等为代表的高精尖绿钢产品集群，长期稳定供应奔驰、宝马、一汽、斯凯孚、卡特彼勒等国内外高端客户。过硬的绿钢产品，成为石钢打入全球高端供应链的绿色通行证。（ 河北日报记者 常方圆 姜 艳）

记者观察

一场“智变”正在重塑钢铁产业

在很多人的印象中，钢铁产业总是与“傻大黑粗”联系在一起。然而，当河北钢铁遇上人工智能，一场深刻的“智变”正在悄然发生。

传统钢铁生产中，能源消耗是一大痛点。而在河钢集团邯钢公司，一个全链条智能大模型，正在以“智慧大脑”的角色，全面优化生产流程，带来极致的能效提升。

在传统炼钢车间，老师傅的经验至关重要。而在永洋特钢，大小模型的叠加应用打造出“超级炼钢工”，不仅降低了工人的劳动强度，还提高了生产的稳定性。

天柱钢铁的铁水智慧运输，则解决了高温高危环境下的安全生产难题，杜绝了相关环节的安全隐患。

河钢集团石钢公司“人机共生”的创新模式，让绿钢更绿，也让其不断迈向全球高端供应链。

这场“智变”，并非偶然。

河北作为钢铁大省，在环保压力和市场竞争的双重倒逼下，一直在积极寻求产业升级的发展路径。人工智能技术的出现，恰逢其时地为河北钢铁产业提供了转型利器。通过AI赋能，钢铁企业开始在生产效率、质量控制、安全环保等多方面实现提升。

这场“智变”，不仅改变着生产方式，更在深度重塑整个产业。

AI赋能下，河北钢铁产业的高端化转型找到了新的突破口。智能大模型通过对生产流程的优化，显著提升了产品质量的稳定性，为开发高端钢材提供了技术保障。这种转变，使河北钢铁不再仅仅依靠规模优势，而是通过提升产品科技含量和附加值增强市场竞争力。

AI技术的应用还极大地加速了研发创新周期。传统钢材研发依赖大量试验，而今通过数字孪生技术和预测性分析，技术人员能够在虚拟环境中模拟材料性能和工艺参数，大幅缩短研发时间，降低试错成本。这种研发模式的变革，为河北钢铁企业进军高端市场提供了有力支撑。

此外，作为能源消耗大户，钢铁产业的绿色转型一直面临技术、成本等制约，AI技术则为这些难题提供了全新的解决方案。人工智能通过优化炼钢的能源分配和工艺参数，在提升产效的同时使能耗下降，真正实现了绿色发展与经济效益的协同并进。

河北钢铁产业的这场“智变”，折射出传统产业转型升级的内在规律。在市场竞争中，智能化不再是选择题，而是必答题。AI技术之所以能成为传统产业转型的重要推动力，正是因为它可同时满足提质、增效、降本、绿色等多重目标，实现发展的多赢。

因此，这场变革的深远意义已经超越产业本身。它证明，即使是最传统的钢铁产业，也能够通过拥抱新技术焕发新生，打破路径依赖的桎梏，让“铁疙瘩”变成“金娃娃”。

展望未来，随着AI技术与钢铁行业的深度融合，河北钢铁产业必将加快向高端化、智能化、绿色化跃升。这场“智变”才刚刚开始，它的终点，远未到来。（文/河北日报记者 姜 艳 常方圆）