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　　AI算法接管90%以上操作，工人實現“一鍵煉鋼”；“數字孿生”技術讓煉鋼“黑箱”透明化，虛擬轉爐與真實爐體同步運轉；無人天車與智能倉儲系統實現鋼卷裝卸“零差錯”……

　　在首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，上述場景已經成為現實。

　　該公司通過人工智能、5G專網等技術，重構傳統鋼鐵生產流程，打造國內領先的智能工廠標桿。基于數智引擎，該公司于今年2月入選我國首批卓越級智能工廠名單。

　　深化5G+AI應用，首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司正推動鋼鐵行業從“制造”向“智造”跨越，為鋼鐵企業數字化轉型提供樣本。

　　2月8日拍攝的首鋼京唐鋼軋部MCCR（多模式全連續鑄軋）產線。 畢景志攝

　　智慧生產

　　從經驗煉鋼到AI煉鋼

　　5月15日，唐山市曹妃甸區，首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司（以下簡稱“首鋼京唐”）鋼軋作業部煉鋼主控室內，幾塊巨大的屏幕占據了整面墻壁。

　　操作臺前，鋼軋作業部煉鋼操作人員王東手握鼠標，輕輕點擊“吹煉開始”按鈕。幾秒后，氧槍自動下降，物料精準投入，轉爐內火光升騰，而他的視線始終未離開屏幕。屏幕上，一座虛擬的煉鋼轉爐正“沸騰”著，翻滾的鋼水泛著熾熱的紅光，氧槍插入爐內激起耀眼的白色光焰。

　　這樣的場景，得益于首鋼京唐自主研發的“轉爐智慧煉鋼系統”帶來的顛覆性改變。過去，煉鋼是經驗活，老師傅們要手持煉鋼鏡，頂著高溫靠近爐口觀察火焰顏色，憑經驗判斷氧槍高度、加料時機等。如今，AI接管了90%以上的操作，工人只需“一鍵啟動”，系統便能自動完成吹煉、出鋼、濺渣、出渣全流程。

　　從現場操作的汗流浹背到空調房內的自動煉鋼，這種轉變背后，是首鋼京唐在智慧生產上進行的諸多探索。

　　傳統鋼鐵冶煉一直是神秘的“黑箱”操作。生產不可視、多環節難協同，在封閉的“黑箱”里，冶煉情況全憑經驗和間接的數據來判斷，精準度欠佳。

　　如何讓“黑箱”透明化？首鋼京唐的答案是“數字孿生”技術。用攝像頭、傳感器等，將煉鋼過程實時“復制”到虛擬世界。主控室的大屏上，虛擬轉爐與真實爐體同步運轉，鋼水翻滾的細節、氧槍的位置、渣流的軌跡一目了然。

　　同時，煙氣分析儀、聲吶探頭、紅外測溫儀等設備組成“感知網”，每秒采集上千條數據，再通過AI模型轉化為操作指令。過去煉鋼依靠老師傅腦子里的經驗，如今依靠數據和AI算法。

　　“這套智慧煉鋼系統攻克了轉爐智能化的多項業內難題。”王東介紹，轉爐冶煉涉及固、液、氣多相物質的復雜高溫物理化學反應，變量復雜多變，任何一個細節失誤，都可能讓整爐鋼水報廢。

　　為攻克這些難題，首鋼京唐組建攻關團隊，將深度學習模型與冶金機理模型結合，探索人機合作模式的“最優解”。2023年8月系統上線后，吹煉噴濺率較此前大為下降，終點鋼水磷含量穩定在0.003%以下，達到國際先進水平。

　　智慧煉鋼系統不但提高了煉鋼效率，還“解放”了煉鋼工人。

　　爐前工曾是鋼鐵冶煉環節最辛苦的崗位之一，每天要清理數噸爐渣，穿梭在高溫與粉塵中。如今，系統通過視覺識別控制渣罐車與轉爐同步運行，渣流異常自動報警，爐下渣量日均減少2.1噸。“過去清渣像打仗，現在清理輕松多了。”王東表示。

　　這些細節的累加，讓生產指標顯著提升。轉爐智慧煉鋼系統投用后，直出鋼比例提高26%，冶煉周期縮短2分28秒，每噸鋼的原料消耗降低2.9公斤。對年產千萬噸鋼材的首鋼京唐來說，節約的總成本非常可觀。

　　“更重要的是，系統消除了人為操作的波動，我們的產品質量更好、更穩定、更有競爭力了。相信在不久的將來，無人煉鋼不是夢。”首鋼京唐鋼軋作業部黨委書記王國連表示。

　　5月15日，貨輪在首鋼京唐碼頭進行裝卸作業。河北日報記者 趙 杰攝

　　智能儲運

　　廠內物流整體效率提升15.2%

　　5月16日5時，天剛亮，首鋼京唐廠區內已是一派繁忙景象。100多輛廠內倒運車輛如同流動的血液，順著數字平臺的指引奔向各自目的地。

　　同一時間，在首鋼京唐運輸部智慧物流管控中心的電子大屏上，代表廠內倒運車輛的綠色光點規律跳動，實時顯示車輛的位置、狀態、任務信息等。

　　“綠色表示正在運輸的車輛，黃色代表異常停車，藍色是待命空閑車。”運輸部智能制造工程師羅林林輕點觸控屏，一組數據瞬間彈出：當日已完成運輸任務127單，車輛平均等待時間8分鐘。

　　這樣高效、有序的運輸場景，在3年前還難以想象。

　　“我們的廠內倒運車輛負責各部門原燃料、原材料、固廢半成品的倒運任務，過去，這些車輛被分散配置在12個作業部‘各自為戰’。”羅林林介紹，這樣的分散管理模式，帶來的直接問題是效率低下和運力配置不均。

　　變化始于智慧物流管控平臺的上線。這個被首鋼京唐數智運營部部長郭亮稱為“物流大腦”的中樞系統，以廠區GIS地圖為基礎，綜合運用北斗定位、5G通訊、AI算法等尖端技術，將三維電子地圖精確至0.5米，實時聯動物流需求、車輛狀態與路徑規劃，讓廠內運輸車化作聽令而動的“鋼鐵軍團”。

　　在智慧物流管控中心，筆者看到，系統根據排產量、運輸需求、到貨量、到貨時間等信息，自動進行數據算法優化，計算出最優的產品庫區和車輛配載安排，從而實現智能調度，有效提升了車輛運輸效率。

　　數據不會說謊。在智慧物流管控平臺上線后，首鋼京唐運輸車輛減少了60臺，單車日均作業時長從6小時增至9.2小時，廠內物流整體效率提升15.2%，錯運、漏運等問題也得到徹底解決。

　　和智慧物流匹配的，還有智能無人倉儲系統。

　　“冀B22910D，請進入庫區1跨A通道。”5月16日7時，隨著電子提示音響起，一輛重型卡車緩緩駛入首鋼京唐運輸部成品碼頭5號倉庫。

　　司機將車停穩后，走向車位旁的盤柜刷卡。隨著屏幕上跳出任務信息，接到指令的無人天車開始快速移動并精準定位，巨大的鋼卷被機械臂穩穩抓起，最終輕放在卡車貨板上。整個過程，不見一名天車操作員的身影。

　　這是5號倉庫的日常一幕。這座占地2.6萬平方米的巨型倉庫內，6臺無人天車24小時穿梭于鋼卷垛位上方。機械轟鳴聲中，鋼卷的吊裝、定位、運輸等作業環節完全由系統自主完成。

　　“以前倉庫里人車交錯，現在連腳步聲都很少聽到了。”該倉庫負責人鄭坤說，傳統庫區內，天車司機需在十幾米高空俯視作業，理貨員則穿行于鋼卷垛位間，一個操作失誤就可能造成險情。

　　如今，智能倉儲系統和智能物流運輸系統匹配融合，實現了運輸智能化和倉儲調度無人化作業，最大程度消除了安全隱患。

　　相比之前，無人天車的操作準確率也大幅提升。“冷軋產品多是高端汽車板、家電板，人工操作稍有不慎就會導致鋼卷劃傷，造成不必要的損失。”鄭坤介紹。

　　現在，無人天車可以通過垛位坐標迅速找到存放鋼卷位置，不會磕碰到鋼卷。天車在夾鉗下落時，可以精準測算出下降高度，在距離地面1.5米時緩慢下降。自智能倉儲系統正式投運以來，裝卸產品差錯率一直保持著“零”的紀錄。

　　“作為鋼鐵行業第一家采用物流運輸模型算法的企業，首鋼京唐實現了物流大數據交互共享，建立統一的運輸資源管理體系，為鋼鐵物流數字化轉型提供了‘首鋼智慧’與‘京唐樣本’。”郭亮表示。

　　5月15日拍攝的首鋼京唐公司廠區。河北日報記者趙杰攝

　　5G專網

　　讓智能化貫穿每個“神經末梢”

　　“說到底，我們廠區的智能化、數字化改造，都離不開一項基礎工作——5G專網建設。”郭亮告訴筆者。

　　5G專網為何如此重要？

　　眾所周知，鋼鐵產業的長流程生產十分復雜。在占地30平方公里的廠區里，首鋼京唐布局了從礦石碼頭、燒結、焦化到煉鋼、熱軋、冷軋等整個生產流程，有將近50條生產線。

　　此外，鋼鐵廠屬于典型的流程生產行業，生產過程是連續不斷的，在如此復雜的環境下實現大量信息及時傳遞，原來使用的信息化系統遇到了挑戰。

　　“過去用工業Wi-Fi，有時候數據傳輸量一大，視頻就卡成‘連環畫’，控制指令延遲幾秒，天車吊裝鋼卷時心都懸著。”郭亮坦言。

　　和傳統手段相比，5G網絡具有高帶寬、低時延、高可靠、廣連接的特點，能滿足工業環境下大多數應用場景的需求，不僅可代替有線連接，還比Wi-Fi更具安全性、可靠性、移動性和抗干擾性等優勢，為鋼鐵企業構建統一的無線網絡提供了可能。

　　2020年，首鋼京唐開始建設5G專網。2023年，首鋼京唐又進行了5G專網升級。

　　5G專網如同為這個鋼鐵巨人裝上了“超級神經”：傳輸速率超1Gbps，時延壓至20毫秒以下，能同時連接數萬臺設備。

　　“信號‘飛’得快，天車‘跑’得穩。”郭亮說，“以煉鋼部52架無人天車為例，算力基站讓控制指令‘一鍵直達’，即便在溫度很高且鋼結構密集的作業車間，信息也能毫秒級響應；雙頻基站則像雙保險，一條信號波動，另一條即刻頂上。”

　　5G專網改變的不僅是效率和速度。之前，在港口作業區，工人在40米高的卸船機司機室里作業，夏日駕駛室悶如蒸籠，冬季寒風從腳底灌入，稍有不慎還可能造成安全事故。

　　與此同時，港機設備作業需要根據船和貨物的位置不斷移動，這意味著采用固定光纜架設網絡，除了需要高昂的成本，也需要卸船機一直拖著長長的“辮子”移動，既麻煩，也會帶來新的安全隱患。

　　首鋼京唐通過5G網絡實現卸船機的遠程控制后，不但完美解決了以上痛點，部署成本還更低了。

　　如今在首鋼京唐，5G已滲透到生產、物流、安全等五大核心場景：在酸洗原料庫、中間庫、鍍鋅成品庫，遍布車間的攝像頭將實時圖像清晰回傳到指揮中心屏幕，如有問題，控制人員第一時間就能及時處理；在無人倉庫，“黑燈作業”已經實現，鋼卷定位誤差不超過2厘米；在全球首創的MCCR（多模式全連續鑄軋）生產線，從鋼水到鋼卷僅需25分鐘，比傳統工藝節能40%……

　　目前，首鋼京唐正在推進5G專網的第二期改造，重點深化5G的應用場景，進一步提升平臺的復用價值，并探索更多5G+AI應用。

　　“未來，首鋼京唐將依托5G專網，重點發展智慧園區等核心領域，探索無人駕駛等先進技術，致力于通過5G網絡實現高效的數據傳輸與處理，提升廠區安全、運維效率及能源管理。”郭亮說。（王思達 王育民 王 宇）

　　記者手記

　　以智能化破解轉型難題

　　曾幾何時，高爐轟鳴、鋼花飛濺、汗流浹背的工人與“傻大黑粗”的標簽，共同構成了人們對鋼鐵行業的刻板印象。然而，在唐山市曹妃甸區，首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司用一場全方位的智能化改造，將這一刻板印象徹底打破。

　　在傳統鋼企生產車間里，老師傅的“火眼金睛”曾是核心競爭力，但這種依賴個體經驗的模式，恰恰成為行業標準化、智能化的桎梏。首鋼京唐的轉爐智慧煉鋼系統，將老師傅數十年積累的“肌肉記憶”，轉化為可復制、可迭代的AI算法，讓人從高溫高危的操作者升級為生產流程的“指揮官”。

　　這不僅是技術的進步，更是對傳統生產思維和管理思維的告別。首鋼京唐的實踐證明，智能制造的本質不是簡單的機器取代人，而是重構人與機器的關系。

　　對企業來說，這也是一場“生存革命”。在鋼鐵行業處于下行周期、原材料成本高企等多重挑戰并存的當下，企業的智能化已經不只是錦上添花，而是決定企業未來競爭力的關鍵因素。

　　轉爐智慧煉鋼系統投用后，直出鋼比例提高26%，冶煉周期縮短2分28秒，每噸鋼的原料消耗降低2.9公斤……這些直觀數據背后，是企業對降本增效的不斷追求。首鋼京唐入選我國首批卓越級智能工廠名單，正是對其智能化改造效果的最大肯定。

　　更值得關注的是，智能化與綠色化在首鋼京唐實現了“雙螺旋”上升。冶煉周期縮短帶來能耗降低，無人化操作減少資源浪費，直出鋼比例提升直接削減碳排放，每一項技術突破也同時給綠色發展、節能減排帶來了更多可能。

　　當某些企業還在環保與效益間艱難權衡時，首鋼京唐用自己的實踐證明，智能制造與綠色生產可以成為高質量發展的“一體兩面”。

　　在采訪中，記者深切體會到，沒有夕陽產業，只有不愿意改革的企業。當AI煉鋼、“數字孿生”、5G專網從概念走入生產車間，首鋼京唐不僅完成了自我蛻變，更為傳統企業、傳統行業的轉型升級提供了思路、樹立了典范。（河北日報記者 王思達）