工业智能技术及其在冶金工业中应用

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石勤学

河南安钢泽众冶金设计有限责任公司 河南安阳 455004

摘要

伴随着科学技术的快速发展,人工智能技术在国际范围内也得到了高度重视。同时,在计算机技术飞速进步的影响下,人工智能已经步入了实用化阶段,制造出了不同智能程度的计算机系统。而在冶金工业中,智能技术已经应用在了过程控制、产品设计规划以及产品质量诊断等方面,拥有十分广阔的应用前景。对此本文将主要介绍工业智能技术的主要内涵,并提出工业智能技术在冶金工业中的具体应用。


关键词

工业智能技术;过程控制系统;生产管理;信息化;企业经营计划

正文

工业智能技术融合了运筹学和自动化控制等技术内容,是一项综合型技术应用,它可以对各种数据进行归纳与整理,并对数据进行正确的处理与分析。将其应用在冶金工业当中,能够结合实际生产情况做出灵活调整,从而实现精准控制的目的,使冶金工业产品能够变得更加稳定。与传统控制方式相比,工业智能技术的反应速度更快,能够取代大部分人工分析,不仅能力较强,而且性能稳定性更高。

一、工业智能技术的主要内涵
(一)非结构化

通常情况下,常规技术都是将微分方程和差分方程等数学模型作为基础然而在现实冶金企业发展过程中,这种数学模型构建难度较大,因此必要将数据、经验等相关素材进行优化,使其能够模仿人的私我模式,构建世界模型与广义模型[1]
(二)自主性

通常情况下,常规技术要求控制量要跟随期望轨迹而变化,任务目标虽然十分明确,但是较为单一[2]。在冶金工业当中,任务所提出的要求往往都十分复杂,要充分考虑产量、成本和质量等多方面要素。随着环境的不断变化,其侧重点也会有所不同,系统也需要能够执行多层次的功能,具备良好的协调能力和自主性。同时,工业智能技术的诞生与发展通常都是以上述常规技术局限为主,并不断和与运筹学、管理学和信息学等相关学科相融合[3]经过了长时间的理论和实践发展,工业综合自动化系统也在朝多层次综合模式转变,工业智能技术模式可以结合系统不同层次,分别实现智能制造、智能商业与智能控制。
(三)不确定性

以往常见的系统主要是依靠环境和系统对象这两者在统计层面的确定性。而冶金工业市场变幻莫测,生产流程的演变、工艺设备寿命周期以及原材料能源波动等等,都会使常规技术充满变数[4]。对此,必须要依靠信息融合机制、自组织和自学习等多样化组合模型,来提高对象与环境下的不确定因素适应能力。
二、工业智能技术在冶金工业中的应用
(一)过程控制系统

从冶金流程连续检测和监控系统角度来看,主要应用了数据融合处理技术、传感技术与软测量技术等等,这些技术可以对关键参数进行实时跟踪和能源平衡,有效控制环境污染排放,从而完成了冶金流程在线监测[5]。在冶金工业炼铁方面的主要应用包括:一方面是要开发出更加先进的专业仪表,特别是测量和在线监测方面的仪表,将数据融合技术应用其中。另一方面,还要结合高炉炼铁系统的特点,整合反馈控制与前馈控制。采取预测控制等相关技术。另外,还可以融合可视化技术与数学模型,以此来推动冶金过程顺利开展,利用信息化技术来推动生产工艺不断完善,从而提高整体性能指标[6]

在炼钢方面的应用主要包括:一是完善的动态数学模型和炉气分析等相关技术相结合,提高炼钢终点自动化控制水平。二是结合工艺的改变,建立起能量与物料综合优化模型,确定详细的化学能输入比例,从而实现节能降耗的目标。三是要充分利用高效连铸自动化技术,提高电磁连铸的技术的自动化水平[7]。另外,在成本控制方面,还要利用动态跟踪控制技术,优化原材料的配比、生产调度管理以及动态核算成本,从而降低冶金工业企业的生产成本。钢铁冶金行业工业智能技术。

 


(二)生产管理控制系统

此系统可以实现铁、钢横向数据集成与相互传输,进而顺利完成了管理、计划与生产信息集成以此为前提来构建实施数据库和关系数据库,将其作为主要数据仓库,充分利用数据挖掘技术来为冶金工业生产管理提供主要决策支持,提高冶金工业的智能化发展程度[8]。与此同时,在生产组织管理方面,要以专家知识的生产计划、事例推理和运筹学网络规则技术为基础,提供了方便调整生产计划的方法,提高了生产组织的柔性与敏捷性[9]。以此为基础还要结合各项工序参数,计算出各工序生产顺序计划与生产实践,确保能够完成全程跟踪与掌控,结合现场需求和专家知识,实施灵活调整。除此之外,在质量管理过程中,还要在数据挖掘和神经网络分析技术应用前提下,对产品质量展开跟踪分析,对其中存在的问题进行提前预报,根据不同生产流程中的数据结果,判断生产期间的品质问题[10]
(三)企业经营计划系统

整个系统可以对企业发展期间积累的海量数据进行收集,结合不同类型的决策主题来构建数据仓库,采用在线分析和数据挖掘技术,完成成本、质量等方面的数据转变,使其能欧演化为数据信息知识,能够将企业管理经验集体智慧实施形式化与知识化转变,为企业后续生产经营发展提供规律性的认知基础。

结束语:

综上所述,在工业智能技术应用过程中,主要融合了信息化、自动控制等相关内容,是一种推动工业良好发展的综合型技术。这些技术在冶金工业中的应用得到了极大的关注。冶金工业也需要以此为基础对各个生产过程进行严格控制,从而推动冶金工业的良好发展。
参考文献:

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[5] 邹克武,闫华. 自动化技术在冶金工业中的应用及发展前景[J]. 中国科技纵横,2021(7):41-42.

[6] 于晗,林磊. 高职院校钢铁智能冶金技术专业专创融合路径构建[J]. 天津冶金,2021(5):70-72.

[7] 陈辉. 人工智能推动冶金工业变革[J]. 魅力中国,2020(31):423-424.

[8] 张佳,莫凡珣. 智能制造技术在冶金装备生产中的应用[J]. 今日自动化,2021(12):55-57.

[9] 李小明. 冶金工业轧制工艺的自动化技术发展研究[J]. 冶金与材料,2019,39(5):99-100.

[10] 张文来. 智能化绿色冶金工厂技术的发展方向[J]. 现代制造技术与装备,2019(3):119-120.

 


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