中國冶金報記者 樊三彩
為積極響應唐山市委、市政府關于優(yōu)化產業(yè)布局、促進轉型升級、改善生態(tài)環(huán)境質量的號召，實現綠色發(fā)展、高質量發(fā)展的目標，河北天柱鋼鐵集團有限公司于2022年整體搬遷至唐山海港經濟開發(fā)區(qū)。作為國內“最年輕”的一家向海搬遷的鋼廠，天柱鋼鐵的數字化水平也行業(yè)領先。
4月24日，在2023冶金規(guī)劃院鋼鐵行業(yè)CIO高峰論壇（天柱鋼鐵站)期間，《中國冶金報》記者走進天柱鋼鐵技術中心，近距離感受了這家數控化率達到80%沿海鋼廠的魅力。
天柱鋼鐵技術中心包括智能檢測室、物理室、原料室等，在這里，偌大炫酷的管控屏、靈巧取樣制樣的智能機器人、靈敏的監(jiān)測報警系統等映入眼簾，現代化鋼廠的氣息撲面而來。從中，《中國冶金報》記者了解到，天柱鋼鐵原料室配備的智能廢鋼自動驗質系統，實現了廢鋼驗質的無人化和智能化，在業(yè)內處于領先水平。
端邊云協同架構 統一廢鋼驗級標準
當前，鋼鐵企業(yè)廢鋼回收面臨諸多業(yè)務挑戰(zhàn)，包括廢鋼定級作業(yè)環(huán)境較為惡劣，質檢員勞動強度大、作業(yè)風險高；廢鋼來源復雜、種類繁多、料型不一，人工目檢難以量化和標準化；廢鋼定級時間短，驗級人員無法在有限時間內精準計算出料型占比；等等。
天柱鋼鐵信息自動化部部長林西強介紹，天柱鋼鐵廢鋼自動驗質系統完美解決了這些問題。整體架構實現了端、邊、云協同：在端層面，廢鋼車輛刷卡或掃碼、過磅稱重后進入廢鋼卸料廠，完成數據采集；在邊層面，通過車斗檢測、廢鋼識別整車定級、雜質識別、超標識別、危險品識別等廢鋼定級算法，生成定級圖片、定級結果、驗質報告等廢鋼定級應用結果；在云層面，則可以對廢鋼定級算法進行訓練、優(yōu)化，從而更好地進行邊緣計算。
天柱鋼鐵技術中心主任巨偉鋒介紹，這其中，首要關鍵的一步是在端層面進行廢鋼智能判級的圖像采集。天柱鋼鐵在廢鋼車輛卸車點正面安裝了2臺球機，一臺用于廢鋼定級成像，一臺用于人工監(jiān)控；側面安裝了1臺球機，用于補充抓拍。“在廢鋼卸車過程中，選擇適當的時機抓取車斗內廢鋼圖片，能夠保證準廢鋼料型成像準確、清晰，如實地反映出廢鋼供應商的料型種類、等級情況。”巨偉鋒介紹，利用AI攝像機能夠形成多角度、變焦距的廢鋼圖像，成像更清晰。
“廢鋼自動定級的核心就是算法，其次是制度與標準的建立，根據標準反推算法。”林西強表示，廢鋼智能定級算法的關鍵步驟為逐層分析→AI識別→準確判級。整個過程可以分為六步。第一步是車輛定位，主要進行車斗識別和車斗范圍劃定；第二步是用磁吊吸取廢鋼；第三步是定位磁吊覆蓋范圍，視頻自動變焦、抓取圖像，對廢鋼進行分層分析；第四步是料型識別、比例分析；第五步是對實時料型比例、定級結果分層分析輸出；第六步是整車廢鋼定級評估結果。“在整個過程中，整車要經過18次~40次逐層識別、料型分析和定級。”林西強介紹，天柱鋼鐵采用基于深度學習的計算機視覺技術對廢鋼種類進行建模，訓練廢鋼識別和料型判定模型；通過嚴格把控模型訓練數據的質量，實現人工廢鋼驗級經驗的固化，統一了廢鋼驗級的標準，這種標準能夠進一步優(yōu)化判級的算法。
整車定級準確率≥90% 生產經營價值凸顯
當前，山西建龍、晉鋼、魯麗鋼鐵等企業(yè)也已啟用廢鋼智能定級系統，相較而言，通過與華為合作，天柱鋼鐵廢鋼自動驗質系統存在一定技術優(yōu)勢。“該系統提供標準接口，支持與現有系統對接開發(fā)。同時，采用華為盤古大模型、公有云的強算力，支持算法模型一鍵部署邊緣側，支持5G等各種網絡連接方式，能夠實現整車定級準確率、整車扣雜準確率、異物識別準確率均≥90%，算法性能指標＜5秒（即單張廢鋼定級圖片5s內可完成模型推理輸出定級結果；廢鋼定級任務結束后，整車定級結果5s內輸出）。”巨偉鋒介紹。
他告訴《中國冶金報》記者，這一廢鋼定級系統為企業(yè)生產經營帶來了多重的價值。
一是自動識別，降低勞動強度。通過機器視覺多角度、逐層采集廢鋼信息，免去了廢鋼驗級人員攀車近距離觀察的工作流程，為現場人員的工作安全性提供了保障。
二是統一標準，客觀評價。通過AI算法進行智能定級、智能扣雜、統一標準，減少了人員主觀因素對定級的影響和糾紛。
三是定級結果可追溯。該系統實現按客戶要求，存儲定級過程數據，做到過程可追溯，減少廢鋼供應商對定級的異議，同時，更易于實現模型的更新和數據迭代，實現算法專家的積累和行業(yè)專家的知識沉淀。
四是避免了安全隱患。危險品識別、實時報警，降低了定級過程中可能存在的工傷風險，保證投料安全。
五是降本增效。提高了鋼廠智能化、信息化程度，減少了廢鋼回收過程中不必要的時間消耗（包括提升廢鋼卸車效率、減少供應商司機等待時間等），提高生產效率。
