人工智能在冶金自动化中的应用

赵静

摘 要：人工智能技术诞生于20世纪中期，并在近年内在系统设计和软件计算等多个行业内得到了较大发展，在冶金工业生产中应用也十分广泛。冶金工业对于产品的生产细节有着严格的控制要求，某一环节出现细微失误都将导致产品整体检验不合格，如何做好细节控制和提高产品的生产质量是制约冶金生产的关键问题，人工智能在冶金自动化生产中的应用帮助人们逐渐化解了这一难题。它不仅仅能够描述出很多数学模型中难以描述的工艺流程，还能够利用计算机加强质量和成本控制，在冶金自动化生产中表现出了极大的技术优势。本文首先阐述了在冶金自动化中运用人工智能技术的重要作用，然后分析了人工智能在冶金自动化中的应用水平，最后针对性地提出了提高人工智能在冶金自动化应用水平的战略思考，希望能够提高人工智能在冶金自动化中的应用水平，为冶金工业的长远发展助力。

关键词：智能技术；冶金自动化；数学模型

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.011

1 在冶金自动化中运用人工智能技术的重要作用

冶金工业是一项与传质、传热以及复杂化学反应相关的工业生产过程，冶金产品生产控制冶炼过程很难按照一般数学模型进行设计，运用人工智能技术以后配料、烧结、高炉等过程得以实现智能化控制，对于冶金产品生产的作用主要如下：一是提高了产品质量，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；二是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；三，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；四是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水平分析

应用在冶金自动化生产中的人工智能技术包含智能控制、数据挖掘以及软计算等多个关键性环节。

智能控制技术主要被用于解决依靠一般数学方法和模型很难描述清楚的复杂的、随机的、模糊的、柔性的控制问题。这样的问题一般至少具备以下特点之一：一是难以明确具体的控制对象；二是控制对象的相关参数变化范围极大；三是控制对象可能具备高度的非线性特征。冶金工业作为一个复杂的化学工业生产工程，非常符合智能控制技术处理对象的特点，因此智能控制技术在冶金自动化生产中应用十分普遍，比如实现铝电解槽模糊控制技术，以及通过控制电极升降来加强对电弧炉炼钢过程的控制。

数据挖掘是近些年来新兴的、面向商业应用的人工智能技术，它通常被用于从源数据中挖掘模式或联系方法。冶金产品生产中涉及的传感器超过万件以上，数据挖掘技术就是对生产过程经过严密监控和提取知识信息，用于分你想生产实际过程中各种因素之间相互作用关系，以发现问题和做出改进。比如进行冶金设备某阶段运行状况评价或者对有色冶金过程进行故障诊断与预防。

软计算能够模拟系统的生产过程，通过对不确定、不精确及不完全真值的容错来获取低代价的实施方案，对于产品生产周期长、成本较高以及受影响因素多，的产品生产尤其重要。

3 提高人工智能在冶金自动化应用水平的战略思考

3.1 加大在智能技术开发和利用上的投资力度

冶金行业需要同计算机控制行业一起共同开放出符合冶金工业生产过程和工艺要求、能够建立复杂的数学模型和进行复杂计算的智能算法或模型。在这一方面我们需要积极地学习国外的先进冶金经验，积极开发具有我国自主知识产权的新型专家系统以及智能控制系统，加大在设备购置和技术研发上的投资力度，逐步实现冶金生产智能化走向国际。

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廠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 重视起冶金行业的专业人才培养

近些年来，我国的冶金行业步入发展平稳期，与繁荣期不同的是，冶金工业生产的规模扩张速度放缓，尽管冶金行业在趋向精细化发展，但不可否认的是，与其他行业相对，冶金行业增长出现颓势，这一点与我国冶金行业专业人才培养力度不够相关，最直接的证据是全国各大高校的冶金专业招生人数不断减少。为了推动冶金行业的长远发展，培养各个领域不同层次的冶金科技和管理人才，使得人工智能技术在冶金行业生产中应用性更强，就需要行业和政府充分重视起冶金行业的专业人才培养

4 结语

冶金工业生产的总目标是“高效、高质、低成本、节能、环保”，人工智能技术在冶金生产中的应用也正是基于此进行的。运用人工智能技术给传统的冶金生产带来了巨大的改变，它通过改造炼钢控制和优化工艺流程使得大型设备生产效率提高，工人的劳动强度和产品的生产成本极大降低，提高了终点命中率，减少补吹次数和出钢质量。但人工智能技术的应用涉及多项环节，如何做好精准的模型建立、数据采集和自动控制是进一步需要攻克的难关，也是未来人工智能在冶金自动化中的应用的研究重点。

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