浅析人工智能在冶金自动化中的应用

浅析人工智能在冶金自动化中的应用

范淑敏

天津荣程联合钢铁集团有限公司300352

摘要：人工智能技术近年来的整体发展状态比较良好，应用范围也在不断扩大。人工智能技术在冶金自动化中的合理利用，不仅有利于提高冶金行业的生产效率，而且还能够保证冶金行业的经济效益得到有效提升。因此，本文针对人工智能在冶金自动化中的应用进行分析，为提高冶金自动化的生产效率和质量提供有效保障。

关键词：人工智能；冶金；自动化

冶金工业作为当前备受关注的一项产业，可以通过人工智能技术水平的不断进步，为冶金领域的发展提供更好的服务，有效降低冶金生产中的污染、降低工人的工作压力和劳动量，以此来保证冶金工业的社会和经济效益能够得到最大化。

1、人工智能应用概述

1.1人工智能技术应用理论分析

人工智能技术主要是指通过对人类自身行为神态包括行为方式的相关理论研究，利用计算机网络技术对其进行仿真态模拟、延伸、扩展的一类技术。其主要致力于研究人类智能生产的实质，通过相关理论和计算操作，实现智能机器生产。人工智能技术以PC端代码设计，为核心操作技术同时还涉及了机械控制、机械自动化、生物仿生学、心理学、逻辑学、语言学等。

1.2人工智能在冶金自动化中的作用

（1）提高了产品质量，通过采用炉气连续分析动态控制系统和副枪测温系统提高终点控制命中率，这样以来将大幅度减少补吹工作，因此钢的清洁度和钢水质量都会得到明显改善；

（2）降低了冶金产品的生产成本，一方面人工智能技术的广泛应用代替了一次性副枪定氧、定碳探头的消耗，另一方面，利用人工智能快速分析数据的特点，使得煤气回收率提高；

（3）提高了金属物质的回收利用率，吹氧制度和加料制度的改变使得渣中氧化铁的含量得到控制，同时补吹过程的减少也降低了渣中氧化铁的含量；

（4）人工智能技术使得冶金生产实现了动态化的控制，这将有效节约不必要的冶炼时间消耗，同样的生产时间内将有可能生产出更多的产品。

2、人工智能在冶金自动化中的应用

2.1人工智能技术在冶金冶炼过程中的应用

人工智能技术在冶金冶炼过程中应用的最具代表性的成果便是冶金专家系统。冶金专家系统已在冶金工业生产中获得十分普遍的应用。美国、德国、日本、印度和中国等国都开发和应用了许多先进的高炉系统，已把专家系统技术用于高炉建模、监控与诊断等，例如，建立基于多核学习的高炉自动化框架、基于Volterra级数的高炉系统数据驱动建模、高炉热风炉流量设定、高炉炉温预测、铁水含硅量预报、数据采集处理、布料状态评估、炉况分析与监控、诊断与决策支持等专家系统，实现高炉炼铁过程的智能化。高炉热风炉流量设定及控制专家系统可以解决人工难以控制的对热风炉加热的煤气和空气量的修正，实现热风炉燃烧控制的全自动化，并可为高炉提高风温创造条件，实现热风炉的全自动烧炉及在线控制。高炉诊断与监控专家系统也已经有所应用。该系统能够协助工程师快速确定满足客户特殊要求的炼钢目标成分并优化热轧工艺，从而提高新产品的开发效率。

2.2人工智能技术在电力系统中的应用

在冶金生产中，整个冶金电气自动化控制系统都是靠电力进行生产操作的。尤其是冶金环节，因为其对温度和相关设备的高度要求，电力供应是冶金工作成败与否的关键。提供安全和持续性强的电源电力系统，对冶金工业生产线的影响巨大。人工智能系统可以应用于冶金电气自动化电力系统的神经网络中，利用自身的模糊专家系统和集聚理论系统，融合提前预设好的众多专家知识和电力经验，进行集中设备用电配给。当电力系统出现问题时，可以根据专家系统贮存的电力系统经验，对事故问题进行智能化分析和方案模拟。

2.3人工智能技术在冶金电气设备中的应用

在我国冶金自动化控制中，人工智能技术首先应用于电气设计方面。冶金行业电气设备设计，是一项极其复杂不易完成的工作，与人工智能技术相似，它需要许多复杂的知识学科比如冶金机械电路、电机原理、电磁场等。原来对其设计方式只能进行不断试验，这种方式不仅浪费大量实践，而且很难对数据进行精确研究，无法找寻最有设计方案。而应用了现代人工智能技术后，利用PC端软件进行电气设备设计分析，并结合员工经验，可以很大程度上缩减电气设备开发周期，提高设备生产的产品质量和实际使用效率。

2.4人工智能技术在冶金模式识别与机器视觉中的应用

模式识别是一种使用计算机进行识别的技术，它能够代替人们对外界的感知功能，让计算机拥有感知功能；机器视觉也就是计算机视觉，通俗来说就是让计算机能够具备视觉功能，这样计算机就能够利用视觉功能进行三维图像的录入工作。对机器视觉来说一共有底层视觉与高层视觉两种，底层视觉的主要工作是进行预处理，这样图像的边缘、纹理、立体效果等方面就能够处理的更加细致。高层视觉进行的一般是对图像形象的观察理解。在冶金领域假如需要进行结构、成分等的识别都能够运用到模式识别以及机器视觉这两种技术，这两项技术的应用提高了金属产品的生产效率，对于生产效益的提高有帮助作用。

3、提升人工智能在冶金领域应用效果的策略

3.1改变冶金企业结构，加强管理

冶金工业因其特殊性应该让国家与企业共同加快企业转型的步伐，这样才能够让冶金行业得到不断的发展，实现有效的保护环境，不浪费资源等问题，这样才能够在全球的冶金行业站到领先地位。除了改变企业结构之外，企业的领导与管理也应该更新换代，运用更加先进的管理方式对企业进行管理，就能够让企业的智能化与人性化进行的更加的彻底。

3.2做好冶金企业的人工智能化管理布局

人工智能化技术的普及意味着传统工厂的工人人数将极大地减少，更多的资金投入将被投放到大型设备的购置和技术管理层次，原有的传统冶金生产管理也不再适用。为了适用人工智能冶金生产的管理布局，需要管理者在总结以往经验的基础上，全面规划，加强领导与管理，做好本企业内的信息管理系统更新换代的技术改造，针对人工智能的产品生产特点，实现更加智能化的管理。

3.3关注冶金教育，培养高端人才

想要让冶金行业能够不断的发展进步，人才的不断运输是必不可少的，只有不断的培养冶金人才，才能够让更多的先进技术、领域的先进知识才能够更好的传达到基层岗位，除此之外，还应该对现有的员工进行冶金培训，这样才能够让员工不断的充实自己，不被时代所淘汰。

3.4加大对智能技术开发和资金的利用

冶金行业要与计算机控制行业建立良好的合作关系，这样有利于构建和落实具有实质性意义的数学模型，同时还能够对生产过程中的一些复杂数据进行准确有效的智能计算和利用。除此之外，我国冶金企业在发展过程中还要积极学习和借鉴一些国外相对比较成功的经验，对我国人工智能技术进行合理的利用，这样不仅有利于实现对我国冶金自动化生产过程的有效控制，而且还能够推动冶金自动化、智能化的发展。

4、结论

冶金生产中人工智能的应用，不仅改变了以往冶金生产方式，通过对炼钢控制的改造和生产工艺流程的优化，增加了大型设备的使用效率，降低了工人和产品的生产成本，增加了出钢的质量和终点的命中率。但因为人工智能技术在应用期间涉及到的环节较多，为提高数据采集和自动控制质量，做好人工智能技术的控制势在必行。

参考文献

[1]刘谨.人工智能技术在冶金系统中的应用分析[J].冶金自动化,2018,28(5):21-24.

[2]刘芳.冶金自动化技术分析与总结[J].冶金自动化,2019,3(3):69-70.