對鋼鐵工業智能制造的理解

　　目前，先進制造技術與信息技術深度融合，正推動鋼鐵工業不斷向智能化方向發展，實現鋼鐵工業由大變強的歷史跨越。要實現鋼鐵工業智能制造，必須深入理解制造流程的本構性特征及其動態運行的物理本質和機理，必須充分理解制造流程動態-有序、協同-連續運行過程的耗散過程和耗散特征，在此基礎上，實現基于信息物理系統的集成優化。

　　根據冶金流程學理論，鋼鐵工業制造流程的動態運行過程是耗散結構內的耗散過程，物質流在能量流的驅動和作用下，按照設定的“程序”，沿著特定的“流程網絡”作開放性、非平衡運行，隨“流”而“動”、隨“流”而“變”。流程中各自復制單元通過界面相互關聯、非線性耦合，在運行規則約束下聯網運行。通過各個自復制單元和它們之間“界面”技術的整體性優化、聯網結構優化、動態運行過程優化，實現制造流程功能的多目標優化。制造流程需要外界“他組織力”與流程本身“自組織性”結合，化隨機變化為受控有序變化。

　　鋼鐵工業智能制造的目的，是圍繞鋼鐵流程“鋼鐵產品制造、能源高效轉換、廢棄物消納處理與再資源化”3個功能，提升“他組織力”，進行結構優化與程序優化，實現全流程動態有序、協同連續運行和多目標整體優化(圖1)。

　　鋼鐵工業智能制造的主要內容為物質流網絡、能量流網絡、信息流網絡三網優化及協同運行。

　　物質流網絡優化的方向是動態有序、協同連續，主要內容包括 3個層次：煉鐵、煉鋼、軋鋼等各工序優化;煉鐵與煉鋼、煉鋼與連鑄、連鑄與軋鋼之間界面優化;全流程物流網絡優化等。

　　能量流網絡優化的方向是動態平衡、能質匹配，主要內容包括余熱余能高效回收利用、多能源介質之間高效轉化、能源管網適當緩沖能力、減少能流網絡損耗。

　　信息流網絡優化的方向是自感知、自決策、自執行，主要內容包括在線檢測、工業互聯、數據集成、數字模型、優化設定和精準控制，實現全流程質量管控、一體化計劃調度、物質能量協同優化、多工序優化控制等。