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　　2024数字领航案例——湛江钢铁“基于人工智能赋能的绿色高效数字钢厂领航实践”
 
 
　　2024年
 
　　数字领航企业实践案例专题
 
　　2024年12月31日，工信部发布“2024年实数融合典型案例名单”，在“数字领航企业实践案例”名单中，宝钢湛江钢铁有限公司、大冶特殊钢有限公司、首钢京唐钢铁联合有限责任公司、新兴铸管有限公司四家钢铁企业上榜。“数字领航”企业的评选，旨在树立一批数字化发展的“旗帜”，推广引领产业转型的标杆。《世界金属导报》特别组织了“数字领航企业实践案例专题报道”，将上述四家钢铁企业在数字化、网络化、智能化转型发展方面的理念、技术、成果等系统呈予读者，力求为行业形成示范引领效应。
 
　　2024年12月31日，工业和信息化部发布了“2024年实数融合典型案例名单”，宝钢湛江钢铁有限公司入围“数字领航企业（大企业）”，且居钢铁行业榜首。湛江钢铁顺应行业趋势发展要求，紧跟前沿技术创新脚步，挖掘和打造能够提升企业核心竞争力的人工智能场景，加速推进新一代人工智能技术与钢铁制造全工序、全流程的深度融合。
 
　　湛江钢铁围绕全流程产销协同、全要素制造管控、全过程智慧工序三个维度，打造更敏捷的需求响应和精准交付、更专业的用户服务体验、更高效的生产组织、更精益的管控水平、更高效率的AI标杆线，在炼钢全流程全自动全模型、超高强钢智能制造示范工厂、进口铁矿石智能查验监管平台、柔性质量设计、机器人应用、5G工业核心专网等方面走出了具有湛江钢铁特色的“智慧新路”。
 
　　一、炼钢全流程全自动全模型智能化转型案例
 
　　炼钢全流程工艺模型，构建了与产线全要素相匹配的工艺参数族、设备参数群、环境介质参数集以及物料参数标准规则体系等工序大数据架构，深入剖析工序技术原理，融合“机理模型+人工智能”算法，打造出质量在线判定、质量预测、工艺参数优化、跨工序质量预测与控制、制造标准优化等一系列智能工艺模型。
 
　　钢包智慧管控系统科学合理地进行钢包调配，精准统计钢包的使用寿命及当前状况，有效降低了每日钢包周转数量，确保按照既定计划精准配包，提高红包出钢率，减少运输过程中的钢水温降，实现钢包周转效率提升18%，节约钢包烘烤用煤气≥5%。智能物流调度系统，通过与各二级系统、MES（制造执行系统）等进行深度数据交互，实现对各作业单元生产计划的动态排程，大幅减少人工干预环节，从而显著提升生产组织的整体效率。
 
　　炼钢全流程全自动全模型过程控制系统以“质量优先”为原则，围绕铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸等关键环节的品质提升开展工作，按照“重点突破，分步实施”的原则，在消化吸收原有技术的基础上，自主开发了适用的工艺、装备自动化控制系统，最终实现“一键KR”“一键转炉”“一键RH”“一键连铸”等具有自主知识产权的全自动化全模型化冶炼控制技术，将质量检测模式从“事后检测”转变为“事前控制”，KR脱硫剂消耗降低15%，KR处理周期缩短1min/炉，实现了炼钢低成本、高质量、高效率目标。
 
 
　　图1炼钢生产现场
 
　　二、超高强钢智能制造示范工厂案例
 
　　湛江钢铁“超高强钢精益柔性生产智能工厂”在2024年成功入围工信部首批卓越级智能工厂，这一殊荣是对湛江钢铁在超高强钢智能制造领域创新举措的高度认可。
 
　　湛江钢铁超高强钢智能产线聚焦于“AI+应用”场景，通过深度融合人工智能技术与实际生产需求，成功打造了行业领先的智慧集控中心，该平台通过采集和分析生产数据，结合先进的算法模型，不仅实现了对生产过程的智能化管理和优化，而且能够对生产流程进行实时监控和精准控制，为生产决策提供了有力支持。
 
　　在新一代工艺模型的构建方面，超高强钢智能工厂实现了感知、控制、决策一体化，成功应用智慧排程、自动平整、带钢自动酸洗、一键退火、一键轧钢等模型，实现了全流程生产的无人化，大幅提高生产效率并提升产品质量水平与稳定性；同时，利用带钢表面缺陷检测及自动判定系统，结合成像技术和AI算法，对缺陷进行精准识别分级与判定，不仅增强了缺陷检测的准确性和效率，也为后续质量控制提供了坚实的数据支撑。
 
　　在设备维护方面，超高强钢智能工厂打破了传统的设备维护模式，通过采集重要设备参数并结合现场经验和设备特性，构建了智慧设备诊断模型。这一模型能够实现对设备故障的智能诊断与预测，提前发现异常并处置，有效避免了因设备故障导致的生产中断和损失，为企业节省了大量维护成本。
 
　　通过实数融合，湛江钢铁成功解决了超高强钢冷轧及热处理制造工艺难度大、设备维护复杂等问题，实现全自动化生产控制，自动化率达到98%，产能发挥提升5%以上；人员作业负荷大幅下降，作业效率提升50%以上；机组故障时间下降44.3%。在数字化赋能下，超高强钢智能工厂生产出了全球首发的6款吉帕钢，填补了国内外产品的空白。
 
 
　　图2超高强钢智能制造示范工厂
 
　　三、进口铁矿石智能查验监管平台案例
 
　　湛江钢铁与湛江海关创新协同，构建以“3类新型在线检测技术+6种智能模型算法+1个智慧应用平台”为主体的“361”进口铁矿智慧查验监管新模式，对通关的铁矿石开展全天实时在线检测。该模式在全国钢铁行业首创大宗散货（进口铁矿）智能查验系统，集成了前端智能检测装备、后台算法模型、终端可视化集控平台，最终实现对皮带上的铁矿开展7×24小时全天候连续查验监管。
 
　　代表性关键技术包括在全国钢铁行业首次成功应用基于近红外光谱分析技术解决铁矿石在线成分检测的问题。通过部署铁矿石智能一体化分析装置，完成对铁矿近红外光谱的采集和处理等一系列工作，并最终调用固体废物甄别模型实现快速筛查；在夹杂物检测上应用了机器视觉技术，以深度学习模型建立铁矿表面未知异物识别及异物目标分类模型，满足铁矿外来夹杂物查验要求；构建智能查验监管集控化平台，采用统一数据接入服务，实现3类检测系统和企业物流系统的信息深度集成。
 
　　进口铁矿石智能查验监管平台于2023年11月1日起在湛江钢铁主原料码头上线运行，每年可节省综合物流成本超过1500万元。该平台具有较大的社会效益，打造了关企智慧系统建设协同新标杆，助力地区外贸高质量发展，同时基于近红外光谱的铁矿石智能查验技术可结合地区监管政策要求，在国内主要沿海港口、沿海钢铁基地复制推广，经过改造后可推广至陆运口岸铁矿查验或其他大宗散货查验场景，市场规模巨大，发展前景广阔。
 
　　四、柔性质量设计案例
 
　　湛江钢铁打造了基于大数据中心的智慧质量管理系统，深度融合了大数据、人工智能、数字孪生等多项前沿技术，实现了常规合同自动质量设计、在线即时质量判定及高度自定义的质量分析功能。面对长流程生产中质量回溯复杂、高难度钢种工艺窗口狭窄、质量稳定控制难度大等行业顽疾，以及客户日益严格的表面与性能零缺陷要求，该系统以其强大的数据集成与处理能力，提供了精准高效的解决方案。
 
　　钢制品性能预报模型通过结合专家经验与机器学习技术，实现了产品性能的精准预测与工艺参数的动态优化。这一举措不仅提高了成材率，还有效降低了产品力学性能的改判率。
 
　　缺陷识别技术是连铸和热轧生产中的一项重要技术，通过深度学习算法，成功识别了连铸和热轧生产中的表面缺陷。连铸缺陷检出率达到98%，热轧缺陷识别准确率超过90%，有效降低了过检率，同时大幅降低员工劳动强度。热轧板形控制与剪切优化则是通过应用多元线性拟合技术预测调平量，实现了板形控制的优化。粗轧调平自动率由73%提升至92%。镀锌平整自动控制则是基于多元线性回归算法开发的自动化控制模型，自动化率从0提升至93%，板形缺陷率降至0.3%以下，显著增强了产品质量的一致性。大数据算法制造过程进一步助力湛江钢铁稳定产品性能、改善表面质量、提升生产效率，综合创效达到了2000万元/年以上。
 
　　五、宝罗机器人案例
 
　　湛江钢铁响应宝武集团“万台机器人”计划，加快工业机器人在钢铁业应用推广。例如，在高炉炉前区域，加炮泥机器人、自动换钎机器人、测温取样机器人，实现了高炉炉前作业的自动化与智能化，提高了作业的安全性和效率；在厚板检化验区域，全自动激光切割机+全自动高速圆盘锯国内首次应用于厚板切割领域，实现厚板试样加工领域从上料、分拣、制样、搬样的全过程无人化作业；在轧钢生产区域，自动捞撇渣机器人、打磨机器人、自动取样机器人、打捆机器人、贴标机器人，显著提高了安全性、生产效率和产品质量。
 
　　湛江钢铁目前在岗的宝罗机器人数量已达到200多台，这些机器人在多个生产环节中发挥着重要作用。特别是在解决脏、难、险的3D岗位难题方面，宝罗机器人表现出色，已经覆盖了52%的3D岗位，成功消除了100多个3D岗位，涉及100多个应用场景，机器人密度高达400多台套/万人，保持国内同行业领先水平。
 
　　六、其他成果
 
　　湛江钢铁历经几年的探索实践，数字化成果硕果累累，智能化进程日新月异。除了上述智能化案例，湛江钢铁还建成了全球首套智慧铁水运输系统，实现了机车运输全天候环境感知、障碍物精准识别、自动摘挂钩等功能，进一步解放了劳动生产力，成为无人驾驶技术在钢铁工业场景的一项突破性实践；建成了全国首个5G独立专网，“宝钢湛江钢铁5G工业远程控制应用创新”项目荣获第四届“绽放杯”5G应用征集大赛标杆赛金奖，成为“5G+工业互联网”应用行业标杆；建成了全球首座钢铁企业水系统智慧集控中心，将原本分散在全厂数十个孤立的水系统、16万个数据点集中到水系统大数据智能化平台，由6个工位完成全厂给排水系统的控制与监督。
 
　　七、结论
 
　　站在新的历史起点上，湛江钢铁将继续秉承“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念，以数智化转型作为高质量发展的驱动引擎与技术创新的第一竞争力，推动公司高质量发展迈上新台阶。未来，湛江钢铁将继续探索和实践数智转型的新形态、新路径、新模式，以更加开放的姿态、更加坚定的步伐，引领钢铁行业迈向更加智能、绿色的未来，为钢铁行业的转型升级贡献更多的“湛钢智慧”和“湛钢力量”。