摘要：AI技術(shù)進入鋼鐵生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，幫助企業(yè)降低成本，提升效率。

在電影中，“鋼鐵俠”托尼·史塔克不僅勇猛過人，而且智慧無比。

在現(xiàn)實中，我們印象中的鋼鐵工廠，似乎一直停留在多年前的巨大的高爐、沸騰的鋼水……

現(xiàn)在，我們看到，AI正在進入到鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)中，通過場景化的AI應(yīng)用，實現(xiàn)煉鋼的精細化生產(chǎn)和管理。

煙臺華新不銹鋼有限公司（以下簡稱“華新不銹鋼”）是重要的不銹鋼、合金鋼生產(chǎn)企業(yè)。基于華為云知識計算解決方案，華新不銹鋼對鋼材生產(chǎn)的合金配料環(huán)節(jié)進行了優(yōu)化，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時，還帶來了生產(chǎn)成本的降低，每年可節(jié)省2000萬元。

將行業(yè)知識與AI深度融合，從解決企業(yè)痛點、提升企業(yè)效率、提供知識化服務(wù)的角度全面賦能企業(yè)，是華為云一直在努力的方向。9月24日，華為云正式發(fā)布全生命周期知識計算解決方案，幫助各行各業(yè)來打造企業(yè)級知識計算平臺，推動AI進入企業(yè)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

走向精細化的鋼鐵行業(yè)

中國早已成為世界鋼鐵生產(chǎn)大國。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年我國鋼鐵產(chǎn)量接近10億噸，占全球總產(chǎn)量18．7億噸的一多半，超過了其他國家的總和。

在數(shù)量占據(jù)絕對領(lǐng)先地位的同時，中國在高端合金鋼材方面的市場份額卻比較低。因此，鋼鐵行業(yè)原有的靠規(guī)模擴張的粗放發(fā)展模式難以為繼，落后的產(chǎn)能將逐漸被淘汰，生產(chǎn)方式急需從批量式向精細化轉(zhuǎn)變。在這樣的背景下，產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、檔次和穩(wěn)定性，將成為企業(yè)生存的有力保障。

合金鋼也叫特種鋼，是通過在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，并具備硬度大、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等不同的特殊性能，從而應(yīng)用到嚴(yán)苛的生產(chǎn)環(huán)境中。

在合金鋼的生產(chǎn)過程中，合金配件是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的合金配料是由人工完成，配料過程主要依賴于專家經(jīng)驗，配比結(jié)果會出現(xiàn)較大波動。同時，由于原料價格隨市場波動，不同批次成分含量不同，為人工配料增加了難度，往往需要重復(fù)多次調(diào)整配比。

華新不銹鋼目前配料過程往往需要多次調(diào)整動作完成，鋼水出鋼的準(zhǔn)確率約在80％。以華新不銹鋼目前的生產(chǎn)節(jié)奏，每天要完成16次合金配料。傳統(tǒng)的主要依賴于專家經(jīng)驗的生產(chǎn)方式，已經(jīng)滿足不了企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)的要求。

為此，華新不銹鋼與華為云合作，將合金配料的元素守恒機理模型、專家經(jīng)驗等隱性知識注入到AI中，與AI深度融合；基于多模態(tài)的數(shù)據(jù)感知驅(qū)動，構(gòu)建成分軟測量AI模型，賦能合金配料工程師進行優(yōu)化決策，找到符合鋼水質(zhì)量的最優(yōu)合金配料比例，同時保證合金成本最低。

通過這樣的努力，華新不銹鋼基于AI輔助可實現(xiàn)10秒內(nèi)完成最優(yōu)合金配比計算，實現(xiàn)合金成本最優(yōu)；并可精準(zhǔn)預(yù)測終點鋼水成分，預(yù)測準(zhǔn)確率達到95％以上，生產(chǎn)中一次添加并能完成配料合成。平均每噸特種鋼成本可降低100元，按20萬噸的年產(chǎn)能計算，每年可為企業(yè)節(jié)省成本2000萬元。

進入企業(yè)核心業(yè)務(wù)的AI

近年來，AI很火熱，成為IT市場的明星。然而，我們認真觀察卻可以發(fā)現(xiàn)，AI目前的應(yīng)用場景還不太多，限于語音識別、圖像識別等有限的領(lǐng)域。

經(jīng)過三年來600＋項目的探索，在華為云看來，AI進入行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的一步，因為只有進入生產(chǎn)系統(tǒng)以后，AI才能夠為各個行業(yè)創(chuàng)造更大的價值。

在AI深入行業(yè)的過程中，行業(yè)知識與AI的結(jié)合是最大難點。華為云知識計算解決方案正是為此而生的。

華為云知識計算解決方案運用知識圖譜、深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，基于一站式AI開發(fā)平臺ModelArts打造，包含知識獲取、知識建模、知識管理以及知識應(yīng)用四大模塊，覆蓋知識在企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的全生命周期。

專家經(jīng)驗與AI算法的融合

話題回到華新不銹鋼的項目中來。華為云和華新不銹鋼都看到了將知識計算應(yīng)用到合金配料環(huán)節(jié)中的價值，但如何將其落地實施，仍然不是件容易的事情。

合金配料過程存在著原輔料種類多、批次多、指標(biāo)檢驗誤差、鋼水成分影響因素復(fù)雜等多重影響，導(dǎo)致添加過程會出現(xiàn)經(jīng)驗和機理無法應(yīng)對的情況。同時，原輔料價格、生產(chǎn)工藝等因素，也需要被考慮在內(nèi)，因為原輔料的成本直接影響了煉鋼的生產(chǎn)成本。

為此華為云AI算法工程師與華新不銹鋼的行業(yè)專家，在生產(chǎn)現(xiàn)場進行了反復(fù)的溝通和討論，最后決定將配料機理模型與AI融合構(gòu)建鋼水成分預(yù)測模型，再通過優(yōu)化模型來實現(xiàn)配料優(yōu)化。通過構(gòu)造工業(yè)機理與AI融合的模型，可以很好地解決AI模型泛化、機理模型考慮不夠的情況，實現(xiàn)合金配料場景提質(zhì)、降本、增效的目標(biāo)。

整個項目的實施過程，包括數(shù)據(jù)匯聚與上傳、預(yù)測模型訓(xùn)練、配比優(yōu)化模型、在線配比推薦等階段。

合金配料方案的成功實施，只是華新建設(shè)不銹鋼新材料智能化深加工項目的第一步，未來還將實現(xiàn)煉鋼環(huán)節(jié)全流程的智能化，包括溫度預(yù)測、堿度預(yù)測、工藝參數(shù)優(yōu)化、排產(chǎn)優(yōu)化等，打造最先進的不銹鋼軋鋼生產(chǎn)線。

除了鋼鐵行業(yè)，華為云知識計算解決方案還在石油、汽車、醫(yī)療、化纖、煤焦化、交通等行業(yè)率先實踐，幫助各行各業(yè)打造企業(yè)級知識計算平臺，進行研發(fā)、生產(chǎn)、運營、銷售、售后服務(wù)等企業(yè)核心流程的智能化改造升級，通過釋放知識的力量，實現(xiàn)企業(yè)競爭力的大幅度提升。