中國冶金報記者 樊三彩

　　為積極響應(yīng)唐山市委、市政府關(guān)于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級、改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的號召，實現(xiàn)綠色發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)，河北天柱鋼鐵集團(tuán)有限公司于2022年整體搬遷至唐山海港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。作為國內(nèi)“最年輕”的一家向海搬遷的鋼廠，天柱鋼鐵的數(shù)字化水平也行業(yè)領(lǐng)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(jìn)天柱鋼鐵技術(shù)中心，近距離感受了這家數(shù)控化率達(dá)到80%沿海鋼廠的魅力。

　　天柱鋼鐵技術(shù)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(jī)器人、靈敏的監(jiān)測報警系統(tǒng)等映入眼簾，現(xiàn)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(zhì)系統(tǒng)，實現(xiàn)了廢鋼驗質(zhì)的無人化和智能化，在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

　　端邊云協(xié)同架構(gòu) 統(tǒng)一廢鋼驗級標(biāo)準(zhǔn)

　　當(dāng)前，鋼鐵企業(yè)廢鋼回收面臨諸多業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，包括廢鋼定級作業(yè)環(huán)境較為惡劣，質(zhì)檢員勞動強(qiáng)度大、作業(yè)風(fēng)險高；廢鋼來源復(fù)雜、種類繁多、料型不一，人工目檢難以量化和標(biāo)準(zhǔn)化；廢鋼定級時間短，驗級人員無法在有限時間內(nèi)精準(zhǔn)計算出料型占比；等等。

　　天柱鋼鐵信息自動化部部長林西強(qiáng)介紹，天柱鋼鐵廢鋼自動驗質(zhì)系統(tǒng)完美解決了這些問題。整體架構(gòu)實現(xiàn)了端、邊、云協(xié)同：在端層面，廢鋼車輛刷卡或掃碼、過磅稱重后進(jìn)入廢鋼卸料廠，完成數(shù)據(jù)采集；在邊層面，通過車斗檢測、廢鋼識別整車定級、雜質(zhì)識別、超標(biāo)識別、危險品識別等廢鋼定級算法，生成定級圖片、定級結(jié)果、驗質(zhì)報告等廢鋼定級應(yīng)用結(jié)果；在云層面，則可以對廢鋼定級算法進(jìn)行訓(xùn)練、優(yōu)化，從而更好地進(jìn)行邊緣計算。

　　天柱鋼鐵技術(shù)中心主任巨偉鋒介紹，這其中，首要關(guān)鍵的一步是在端層面進(jìn)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(jī)，一臺用于廢鋼定級成像，一臺用于人工監(jiān)控；側(cè)面安裝了1臺球機(jī)，用于補充抓拍。“在廢鋼卸車過程中，選擇適當(dāng)?shù)臅r機(jī)抓取車斗內(nèi)廢鋼圖片，能夠保證準(zhǔn)廢鋼料型成像準(zhǔn)確、清晰，如實地反映出廢鋼供應(yīng)商的料型種類、等級情況。”巨偉鋒介紹，利用AI攝像機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的建立，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)反推算法。”林西強(qiáng)表示，廢鋼智能定級算法的關(guān)鍵步驟為逐層分析→AI識別→準(zhǔn)確判級。整個過程可以分為六步。第一步是車輛定位，主要進(jìn)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(jìn)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(jié)果分層分析輸出；第六步是整車廢鋼定級評估結(jié)果。“在整個過程中，整車要經(jīng)過18次~40次逐層識別、料型分析和定級。”林西強(qiáng)介紹，天柱鋼鐵采用基于深度學(xué)習(xí)的計算機(jī)視覺技術(shù)對廢鋼種類進(jìn)行建模，訓(xùn)練廢鋼識別和料型判定模型；通過嚴(yán)格把控模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量，實現(xiàn)人工廢鋼驗級經(jīng)驗的固化，統(tǒng)一了廢鋼驗級的標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)能夠進(jìn)一步優(yōu)化判級的算法。

　　整車定級準(zhǔn)確率≥90% 生產(chǎn)經(jīng)營價值凸顯

　　當(dāng)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(tǒng)，相較而言，通過與華為合作，天柱鋼鐵廢鋼自動驗質(zhì)系統(tǒng)存在一定技術(shù)優(yōu)勢。“該系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)接口，支持與現(xiàn)有系統(tǒng)對接開發(fā)。同時，采用華為盤古大模型、公有云的強(qiáng)算力，支持算法模型一鍵部署邊緣側(cè)，支持5G等各種網(wǎng)絡(luò)連接方式，能夠?qū)崿F(xiàn)整車定級準(zhǔn)確率、整車扣雜準(zhǔn)確率、異物識別準(zhǔn)確率均≥90%，算法性能指標(biāo)＜5秒（即單張廢鋼定級圖片5s內(nèi)可完成模型推理輸出定級結(jié)果；廢鋼定級任務(wù)結(jié)束后，整車定級結(jié)果5s內(nèi)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(tǒng)為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營帶來了多重的價值。

　　一是自動識別，降低勞動強(qiáng)度。通過機(jī)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(xiàn)場人員的工作安全性提供了保障。

　　二是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，客觀評價。通過AI算法進(jìn)行智能定級、智能扣雜、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，減少了人員主觀因素對定級的影響和糾紛。

　　三是定級結(jié)果可追溯。該系統(tǒng)實現(xiàn)按客戶要求，存儲定級過程數(shù)據(jù)，做到過程可追溯，減少廢鋼供應(yīng)商對定級的異議，同時，更易于實現(xiàn)模型的更新和數(shù)據(jù)迭代，實現(xiàn)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(fēng)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(yīng)商司機(jī)等待時間等），提高生產(chǎn)效率。