“我国钢铁工业近几年构成了消息手艺集成、进程工艺手艺集成、全生命周期手艺集成的三维手艺集成，这些手艺集成是消息化的根本。是以，钢铁行业是离智能化比来的行业，具有最好的实现智能化的前提，对智能化的需求也是最火急的。”9月27日，中国项目院院士、东北年夜学传授王国栋在由中国冶金报社、唐山市工业和消息化局配合主办，迁安市九江线材无限义务公司协办的2019(第五届)中国钢铁财产互联网+推动年夜会上暗示。

　　钢铁工业智能制造平台架构

　　王国栋引见了钢铁工业智能制造的平台架构。

　　在他看来，智能有以下几个特点：一是具有感知能力，即具有可以或许感知外部世界、获得外部消息的能力，是发生智能勾当的条件前提和需要前提。二是具有回忆和思惟能力，即可以或许存储感知到的外部消息和由思惟发生的常识，同时可操纵已有的常识对消息进行阐发、计较、比力、判定、联想、决议计划。三是具有进修能力和自顺应能力，即经由过程与情况的彼此感化，不竭进修堆集常识，使本身可以或许顺应情况转变。四是具有行动决议计划能力，即对外界的刺激做出反映，构成决议计划并转达响应的消息。

　　智能节制的焦点是消息物理系统(CPS)。该系统的整体架构为：感知(物理)层、收集层、计较层。其经由过程集成进步前辈的感知、计较、通讯、节制等消息手艺和主动节制手艺，建立了物理空间与消息空间中人、机、物、情况、消息等要素彼此映照、当令交互、高效协同的复杂系统，实现系统内资本设置装备摆设和运转的按需响应、快速迭代、动态优化。今朝冶金企业的嵌入式工业节制系统组成为物理层、收集层、计较节制层、利用层。

　　王国栋指出，智能制造平台扶植的准绳，一是充实操纵企业现有系统和现稀有据，采取进步前辈的智能制造手艺，加强收集互联互通和数据收集与处置，开辟CPS系统的数字孪生，即数字感知系统，使企业现有系统进级为具有自进修、自顺应、自组织的智能系统，实现全流程智能制造，增进企业高质量成长。

　　二是要实行真实的智能化。企业在实行全流程、一体化智能制造的进程中，该当在知足系统功能要求的条件下，慢慢、稳妥地对现有的企业资本打算(ERP)、制造履行系统(MES)、进程节制、根本主动化等系统进行软件革新，使其具有感知能力、回忆和思惟能力、进修能力和自顺应能力、行动决议计划能力，成为真实的智能化系统。

　　“钢铁工业是一个流程工业，是以钢铁工业消息系统必需是全流程、一体化的，可以或许实现物资流、消息流、能量流的分析阐发、节制、治理。”王国栋强调。

　　他进一步指出，跟着手艺手段的丰硕和计较能力的晋升，处理问题的体例将从把复杂问题分为相对简单的分歧条理，逐层处理问题的保守体例，改变为“跨层、跨域”的扁平化成长的体例。

　　扁平化双层架构为“云端智能层”和“当地决议计划层”。云端智能层具有低及时性的MES、ERP和BI(商务智能)功能，实现质量、装备能力、本钱、资本、人力资本等多个方针的分析调和。“当地决议计划层”具有高及时性PCS(进程节制系统)、BA(楼宇装备自控系统)和传感器等功能，辅以人工智能、年夜数据等新手艺，强化计较能力、及时性等。两层级之间在线及时动态调剂，矫捷、调和地实现了质量、效力的晋升。

　　为了更好地实现扁平化成长，企业需要边沿计较。利用边沿计较可实现对近场装配、装备和系统的智能节制，处理收集延时带来的不肯定性问题，减轻云端承担，同时兼����Ϸapp顾云计较和终真个协同。

　　钢铁智能制造平台的焦点是数字感知系统

　　钢铁企业在智能化成长进程中，面对着一些问题。王国栋指出，钢铁行业是多工序、长流程的流程工业，钢铁出产进程为全流程“黑箱”，冶炼反映器内部、连铸和轧制工件内部的化学反映和物理转变和相干的主要参数，看不见、摸不到、测不出，及时、内部消息感知极端缺少；今朝系统中利用的模子年夜多为理论模子或经验模子，具有较年夜的不肯定性，预告精度差，难以实现高精度的动态调和节制，节制决议计划具有粗犷性乃至是盲目性问题；因为工艺前提、装备运转状况转变引发出产工况产生复杂转变，进程输入前提、状况变量和节制方针之间关系复杂。

　　“数字感知为我们操纵年夜数据、互联网、云计较、AI(人工智能)等现代消息手艺霸占以往没法超越的妨碍供给了全新的思绪和可行的方式，为冶金等行业的精准感知和节制供给了抱负的处理方案。”王国栋进一步暗示，“在消息流的节制下，物资流与能量流产生化学反映或物理感化，是以以足够的精度求解基在物理—化学反映的数学模子，能够取得物资流、能量流、消息流的同一解。”

　　钢铁行业数学模子因为具有不肯定性、强非线性、极为复杂性的特点，必需采取数学模子与AI/年夜数据连系的体例，以数学模子为根本主线，以人工智能和实测年夜数据优化数学模子，高效力地实现高精度数字感知，破解钢铁行业“黑箱”系统。

　　CPS系统的根基组件包罗传感器、履行器和决议计划节制单位。根基组件连系反馈轮回节制机制组成了CPS的根基功能逻辑单位，履行最根基的检测与节制功能数字感知系统：基在年夜数据、人工智能、物联网和物理—化学模子的巨型数字传感系统，实现了实际物理世界全数物理量的数字孪生。

　　此中，决议计划节制单位能根据数字感知系统、感知消息和用户输入法则进行智能决议计划，发出工艺节制参数调剂指令，包管在既定的前提下获得节制方针值。

　　王国栋指出，物理系统的数字孪生是焦点。工业4.0的数字感知系统能周全感知和掌控消息流、物资流、能量流的全流程纪律。全流程一体化CPS系统能够系统处理断点和数据离线主动收集等问题，实现全流程一体化调和节制。

　　智能制造系统的首要功能：一是消息深度感知，即实现工艺质量精准预告与在线状况感知；二是数据处置存储，即实现全流程工艺质量数据收集与处置；三是收集互联互通，包罗5G的物联网、互联网毗连万物与人；四是装备诊断保护，即实现装备健康状况诊断与智能保护；五是质量监控优化，即实现质量非常缘由追溯与出产工艺优化；六是精准调和节制，即实现质量精准节制与多工序调和智能优化；七是智能优化决议计划，即实现横向产供销全流程一体、纵向各条理协同的智能优化决议计划。

　　“扶植钢铁工业消息系统，应依照钢铁出产的流程，在首要的出产环节成立能够进行智能感知、决议计划、节制的智能体，实现对各环节的智能节制。这些智能体包罗：原料处置智能体、高炉冶炼智能体、炼钢—连铸智能体、热轧智能体、冷轧智能体、热处置智能体。钢企应将各智能体构成涵盖全部流程的多智能体，实现各智能体之间的跟尾、调和、均衡、优化。”王国栋建议。