煤矿工人

焦炭是如何用AI炼成的?

如果用AI炼焦炭是一次“考试”,超过97分意味着在保证焦炭质量的前提下,可降低配煤成本15元/吨,按照年产75万吨,每年大约节省1500万元。

  过剩的冷思考

  2019年,石横特钢位列中国制造业企业500强的第196位,实现营业收入425亿元,利润53亿元。作为一家大型钢铁联合企业,已通过了这次“考试”。

  焦炭生产是石横特钢的核心业务之一。而此前,中国炼焦行业协会会长崔丕江,在综合分析行业数据后表示:焦炭需求逐步减少是大势所趋

  根据相关数据预测,到2030年,中国钢铁蓄积量将达到132亿吨,废钢铁资源年产出量达到3.3亿吨左右。钢铁企业通过“回炉另造”,每年消耗2.86亿吨废钢铁可生产2.6亿吨粗钢。

  变废为钢是件好事,但这将直接影响市场对焦炭的需求。如果到2030年,中国粗钢市场需求保持在7亿吨左右,按照每吨铁平均消费焦炭435公斤计算,仅需要焦炭2.3亿吨左右。而截至2018年底,中国焦炭总产能已经达到4.71亿吨。

  焦炭是如何炼成的

  2019年底,为进一步推动肥城工业互联网发展速度,肥城市政府、征途科技与华为签订战略合作协议,并创建“华为云(肥城)工业互联网创新中心”。

  2020年初,石横特钢选择与华为云合作,以“配煤优化”为核心场景,切入数字化建设。

  配煤是炼焦的前置工序之一,也是影响焦炭生产成本的关键的因素,而影响配煤的关键因素则包括:原料煤质量、配比、备煤工艺等。

  “配煤优化”是一门复杂的工业知识,必须通过工业软件和专家经验进行传承,在焦化企业中,负责配煤工艺的配煤专家,就是焦化工业知识的传承者。

  配煤专家凭借炉火纯青的手艺,通过考虑不同原料煤成分、价格、库存、质量指标等因素,最终做出配煤决策,而每一次焦炭生产中,这些都是不同的。

  行业机理+人工智能

  即使是经验最为丰富的配煤专家,也很难始终以全局视角,做出最优解配煤决策,而这正是石横特钢思考的问题:如何基于工业互联网和人工智能,解构焦炭生产流程,并最终降低生产成本?

  在 “配煤优化”项目中,除了算力和算法外,“行业机理+人工智能”的融合更为重要。华为工业互联网平台FusionPlant,正是将华为云EI企业智能与工业行业知识结合,并最终打造形成EI工业智能体。

  基于华为云EI工业智能体,智能配煤方案可进一步将配煤工艺机理模型+AI数据驱动的方法结合,并在更广泛的求解空间内,搜索更优化的配煤方案。

  该解决方案能够在满足焦炭产品质量的前提下,继承配煤专家经验,辅助做出更好的决策,显著降低企业配煤成本,帮助焦炭企业实现降本增效。

  90分不算及格

  当然,“行业机理+人工智能”只是智能配煤方案的理论基础。

  项目启动后,华为云工程师数次走进石横特钢,深入焦化产线与配煤专家共同梳理配煤工艺细节,探讨优化决策中的可选方向、技术方案、优化空间。经过反复讨论,在配煤优化场景上形成了三点关键共识:精准预测、协同优化、持续迭代。

  其实,焦炭生产质量预测和配煤优化决策,是相辅相成的两个环节。只有关键指标的预测准确率超过97%,才能体现配煤优化决策的价值。如果质量预测准确率低于90%,则在此之上的优化决策可信度将大打折扣。

  突破传统行业机理的“天花板”

  石横特钢项目中的“三点共识”也只是解决方案的设计原则,而将“图纸”落地于应用,将人工智能转变为工业智能,还需脚踏实地完成诸多工作。

  目前,华为云配煤优化模型通过几轮迭代,已支持稳定商用,焦炭质量预测准确率超过97%,每吨焦炭生产的用煤成本平均降低15元。

  通过与华为云合作,将“行业机理+人工智能”深度融合,石横特钢突破了传统行业机理的“天花板”极限,不仅将焦炭生产流程进行数字化重构,更是大幅度降低了生产成本,极大地提升了企业市场竞争力。

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