长知识啦!炼钢高炉竟有“孪生兄弟”我们怎么样打造“超级钢”?
时间: 2023-12-16 07:27:05 | 作者: 贝博betball网页
在《中国经济大讲堂》演讲中,中国工程院院士王国栋指出,装备智能化就是我们要把我们的装备通过智能化的制造建设,使之变成一个智能的、能够思考、能够学习、能自己运行得慢慢的变好的设备。钢铁行业的自动化水平是各个行业里最高的,控制管理系统是最复杂的,这就需要多学科结合、多学科交叉来做研究。 更精彩,4月19日21:30,CCTV-2央视财经频道《中国经济大讲堂》特邀中国工程院院士王国栋,为您深度解析:《我们怎么样打造“超级钢”?》
装备智能化现在是一个热门话题,我们钢铁工业和汽车上的人机一体化智能系统不一样。汽车上的人机一体化智能系统是一件件往上焊,是单件生产的。而钢铁工业叫流程工业,流程工业都是黑箱,要想控制它是很难的。 现有的控制管理系统中有一个信息物理系统。假如一边是实体高炉,另一边是它的孪生或者是叫双胞胎的数字化的东西。这两个东西是通过数字化,把高炉里啥样给描述出来。所以,得有这样的一个东西才能谈得上人机一体化智能系统,假如没有这个“数字双胞胎”,你想人机一体化智能系统,没门儿。
别看我们钢铁行业不起眼,可钢铁行业的自动化水平是各个行业里最高的。比如轧钢的系统,它是多变量、强耦合、非线性、大滞后,这些控制管理系统最难的特点,我们轧钢的系统全有,它的变量上千。而且这些变量是强耦合的,都搅在一块了,你动这个,那个又变了,在这种情况下,控制很困难。由于它很难,所以钢铁的控制管理系统是最复杂的。
我们现在需要多学科结合、学科交叉来做,起码搞钢铁的是炼铁、炼钢、连铸,轧制都要有专家,还得有信息专家、自动控制专家等等。按照任正非的话说,还得有物理学家、数学家和化学家,得有这些人参加,学科交叉。
另外,行业上要协调协同,钢铁行业和信息行业、传感器行业都得结合起来。我们实验室在智能化方面也做了一些工作,在上一世纪80年代、90年代,国际上像日本和德国就有一个人工智能技术的高潮,但当时不像现在是成系统的,它只是某一个单个环节上的。这里边我们做的很重要的一项工作就和我们现在人机一体化智能系统有关系。那时候我们的刘振宇老师在念博士,研究组织性能预测和控制,就是了解钢材轧制过程中,黑箱里边的组织是怎么变化的?它的性能又随着这些变化会发生什么样的变化?刘振宇建立了一套模型来描述这件事。当时觉得建立模型还有限制,就采用了一种方法:人工神经元网络,和自控系信息学院的一位博士生共同合作的。他们两个博士生,一个是研究轧钢的,一个是研究信息的,学科就交叉了,做组织性能预测上用这个办法。后来写了一篇文章,是全世界第一篇,用人工神经元网络处理材料这样的技术。当然当时是比较初级的,不像现在这么全面、深刻来处理这样的一个问题。但是它是我们现在搞钢铁行业人机一体化智能系统走出了一条路,而且这个路已经证明是可行的。所以这个技术,从刘振宇他们毕业了以后没断,一直到现在。
后来郭华东院士提出“大数据+大科学=大发现”。那是大数据正热的时候,2014年、2015年的时候。我们又开了个研讨会,把金属学会的领导们,还有一些搞炼钢、轧钢的大咖们请来讨论,大数据在我们钢铁行业里能做什么应用?我们现在搞人机一体化智能系统,从过去我们就能够理解当下,同时还可以展望未来。后来这个工作有进一步的发展,现在这项工作已经申请到国家的“十三五”重点项目。在钢铁原材料行业里头,有三个重点项目是关于人机一体化智能系统的项目,一个是扁平材,就是板材的,还有长型材智能制造项目,还有一个铜铝大数据,也是智能制造项目。这三个项目都是东北大学承担的,是我们的学校和企业一块来做的。
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