南鋼：新型鋼鐵“夢工廠”這樣煉成

走進南京鋼鐵集團有限公司（以下簡稱“南鋼”）智慧運營中心，像翻開了一張鋼鐵世界的數(shù)字地圖：點擊“原料集群”選項，可以看到裝載鐵礦石的船舶在碼頭附近停靠的數(shù)量，以及煤、焦炭、鐵礦石三大原料通過皮帶系統(tǒng)進行運輸?shù)膶崟r情況；打開“煉鋼管理”頁面，就能看到每座轉(zhuǎn)爐的冶煉周期、冶煉時間、冶煉的鋼種等信息……

在南鋼，人工智能、5G、數(shù)字孿生等先進技術(shù)與鋼鐵制造的深度融合，正在顛覆傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)與服務(wù)方式，重構(gòu)鋼鐵數(shù)字系統(tǒng)與生態(tài)。2 0 2 5年年初，工業(yè)和信息化部公示了首批卓越級智能工廠項目，南鋼旗下的鋼鐵個性化定制智能工廠榜上有名。

南鋼以數(shù)智化生產(chǎn)撬動效率變革的同時，也以科技創(chuàng)新的持續(xù)投入解決了行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題，并帶動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，促進科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。目前，南鋼擁有有效專利3 6 0 0件以上，為3 0 0多個大國重器和國家重大工程提供關(guān)鍵鋼材料……

新型鋼鐵“夢工廠”是如何煉成的？

數(shù)字孿生支撐“工業(yè)大腦”，實現(xiàn)鋼產(chǎn)品個性化定制

在南鋼，數(shù)字化建模、工業(yè)機器人、黑燈工廠已成為鋼鐵生產(chǎn)全流程的標(biāo)配。

“數(shù)字孿生技術(shù)”是一種利用數(shù)字化手段對物理實體進行全面、精確模擬和映射的技術(shù)。其原理是通過數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與分析、模型構(gòu)建與仿真、實時交互與反饋等環(huán)節(jié)，構(gòu)建出與物理實體高度相似的虛擬模型。

“黑燈工廠”指的是一種不需要太多工人的智慧工廠。因為工廠實現(xiàn)了全自動化生產(chǎn)，不需要人工操作，因此可以關(guān)燈運行。

進入特鋼事業(yè)部第二煉鋼廠的數(shù)字工廠，屏幕上車間頂部的1 0臺天車以及轉(zhuǎn)爐、連鑄機等關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備與車間現(xiàn)場實時同步。通過數(shù)字工廠，工作人員不僅能監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備的實時狀態(tài)，還能追蹤鋼水的動向。如果發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)會及時報警。

在這里，虛擬與現(xiàn)實僅有“一屏之隔”，數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)再現(xiàn)了諸多生產(chǎn)場景。

“我們匯聚了2 6條產(chǎn)線、2 1 0套系統(tǒng)、百萬個數(shù)據(jù)點位、上千個業(yè)務(wù)模型的數(shù)據(jù)，將虛擬和現(xiàn)實一一對應(yīng)，實現(xiàn)了從原料進廠到成品出庫的全流程管控，以及產(chǎn)供銷、購儲運的數(shù)字化、一體化管控。”南鋼數(shù)字應(yīng)用研究院技術(shù)專家榮慰介紹，這套智慧管理系統(tǒng)是行業(yè)首個跨空間、跨邊界、跨組織的“鋼鐵工業(yè)大腦”。

“十二五”以來，南鋼全面推進“智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)”工作，累計投資超4 0億元。通過智能生產(chǎn)、智慧運營、智慧互聯(lián)和數(shù)字服務(wù)等領(lǐng)域建設(shè)，南鋼初步實現(xiàn)一切業(yè)務(wù)數(shù)字化，關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備和工序數(shù)字化。過去5年，南鋼噸鋼成本降低了1 0%、研發(fā)成本降低了2 0%，高端品種成材率提升了5%。同時，通過產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化協(xié)同，產(chǎn)業(yè)鏈整體成本下降了3%。

在數(shù)字化生產(chǎn)提質(zhì)增效的同時，個性化定制也成為可能。南鋼黨委副書記王芳介紹，南鋼聯(lián)合國內(nèi)4 2家智能裝備廠商，自主設(shè)計建成了世界首座專業(yè)加工高等級耐磨鋼配件的“JIT（準(zhǔn)時制生產(chǎn)方式）+C2M（用戶驅(qū)動制造）”智能工廠，實現(xiàn)了像生產(chǎn)消費品一樣生產(chǎn)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品。

“客戶將部件的生產(chǎn)圖紙發(fā)給我們，我們能在線設(shè)計部件的規(guī)格、尺寸、開洞孔徑等參數(shù)，然后借助生產(chǎn)線上的機器人生產(chǎn)部件。”榮慰解釋。

人工智能重塑生產(chǎn)流程，推進“百景千模”場景落地

鋼材在正式出廠前，需要經(jīng)過質(zhì)量檢測。記者看到，在南鋼的智能金相實驗室里，一臺工業(yè)機器人夾起一塊切好的鋼片，精準(zhǔn)地放到顯微鏡下，屏幕上很快出現(xiàn)了鋼片的各種參數(shù)。

“金相智能識別技術(shù)將機器視覺技術(shù)與機器人系統(tǒng)相結(jié)合。在分析過程中，機器人按照預(yù)設(shè)程序自動完成樣品的制備、腐蝕、拍照等操作，然后利用算法分析和識別金相圖像，自動判斷金相組織的類型、等級等參數(shù)。”榮慰介紹，與傳統(tǒng)人工金相檢測相比，智能識別技術(shù)的檢驗效率可提升50%。

作為行業(yè)內(nèi)最早開展人工智能應(yīng)用探索的企業(yè)之一，南鋼近年來積極開展冶金行業(yè)全場景人工智能應(yīng)用探索：利用工業(yè)視覺技術(shù)，鋼板全板面相控陣超聲波自動探傷系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對鋼板邊部的無盲區(qū)檢測和對鋼板厚度的檢測，從而精準(zhǔn)定位、定量找出缺陷所在；利用時序預(yù)測技術(shù)，鐵水含硅預(yù)測模型系統(tǒng)可以預(yù)測未來2小時鐵水含硅的數(shù)量和趨勢，趨勢準(zhǔn)確率達9 6%；利用運籌優(yōu)化技術(shù)，板材余坯余材自動替代模型系統(tǒng)可以綜合分析余坯余材的性能、規(guī)格等多種要素，目前該系統(tǒng)可使工作效率提高9 0% 以上。

“當(dāng)前南鋼的‘智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)’已邁入第二階段，人工智能和數(shù)據(jù)資產(chǎn)化是南鋼未來幾年兩大著力點和主攻方向。”王芳介紹，南鋼正在著重挖掘并放大“數(shù)據(jù)要素×”的倍增效應(yīng)，深入落實國家“人工智能+”行動。2 0 2 4年年初，南鋼啟動“人工智能百景千模”三年專項行動計劃，希望未來能將大模型作為“智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)”的新底座和數(shù)字交互新入口，通過“自建算力平臺+ 公共智算中心”模式，支撐“百景千模”場景落地。

制度文化涵養(yǎng)良好生態(tài)，帶動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新

無論是世界第二大水電站白鶴灘水電站、我國自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)“華龍一號”，還是免涂裝耐候鋼橋——川藏鐵路藏木雅魯藏布江大橋、我國首艘國產(chǎn)大型郵輪“愛達·魔都號”，它們都采用了南鋼的鋼材。

“目前南鋼每年研發(fā)投入保持在3% 以上，建立了國際級、國家級高端研發(fā)平臺4 5個，與全球1 2個國家的8 2個科研院所開展產(chǎn)學(xué)研項目5 0 0余項，承擔(dān)國家重大項目4 0余項。”南鋼科技質(zhì)量部聯(lián)席部長李翔介紹，南鋼著眼于鋼材領(lǐng)域的核心工藝、共性技術(shù)、前沿數(shù)字技術(shù)跟蹤與應(yīng)用探索等問題，成立了新材料研究院、數(shù)字應(yīng)用研究院、人工智能研究院、產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院等機構(gòu)。

鼓勵創(chuàng)新的企業(yè)文化是南鋼保持創(chuàng)新活力的源泉。李翔說，南鋼每年會支出3 0 0 0萬元用于獎勵各項科技創(chuàng)新成果。南鋼還推出“技術(shù)合伙人”制度，對于具有顛覆性、符合國家戰(zhàn)略的創(chuàng)新項目，給予至少5年的項目效益分成，激勵團隊持續(xù)創(chuàng)新、優(yōu)化工藝、挖掘用戶潛在需求。

人才是第一資源，南鋼為科技人才開辟了多元化成長通道。王芳介紹：“集團內(nèi)設(shè)立了‘訪問工程師’項目，用于資助科研人員赴國外高校或科研院所開展3～6個月的研究。同時，南鋼也鼓勵基層員工進行微創(chuàng)新，每年還會對優(yōu)秀成果進行評獎。”

作為行業(yè)龍頭企業(yè)，南鋼積極帶動產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，共同解決制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)難題。“我們一邊密切關(guān)注市場需求，一邊聚焦國家重大發(fā)展需求和行業(yè)發(fā)展趨勢。”南鋼新材料研究院院長陳林恒說，“隨著‘雙碳’目標(biāo)的提出，我們聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)和高校及科研院所，探索水電，核電，風(fēng)電，儲氫，碳捕集、利用與封存等領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的可行性。”

聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，激發(fā)全員創(chuàng)新活力，涵養(yǎng)創(chuàng)新生態(tài)，讓南鋼在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)煥新中迸發(fā)勃勃生機。