对钢铁工业智能制造的理解

　　目前，先进制造技术与信息技术深度融合，正推动钢铁工业不断向智能化方向发展，实现钢铁工业由大变强的历史跨越。要实现钢铁工业智能制造，必须深入理解制造流程的本构性特征及其动态运行的物理本质和机理，必须充分理解制造流程动态-有序、协同-连续运行过程的耗散过程和耗散特征，在此基础上，实现基于信息物理系统的集成优化。

　　根据冶金流程学理论，钢铁工业制造流程的动态运行过程是耗散结构内的耗散过程，物质流在能量流的驱动和作用下，按照设定的“程序”，沿着特定的“流程网络”作开放性、非平衡运行，随“流”而“动”、随“流”而“变”。流程中各自复制单元通过界面相互关联、非线性耦合，在运行规则约束下联网运行。通过各个自复制单元和它们之间“界面”技术的整体性优化、联网结构优化、动态运行过程优化，实现制造流程功能的多目标优化。制造流程需要外界“他组织力”与流程本身“自组织性”结合，化随机变化为受控有序变化。

　　钢铁工业智能制造的目的，是围绕钢铁流程“钢铁产品制造、能源高效转换、废弃物消纳处理与再资源化”3个功能，提升“他组织力”，进行结构优化与程序优化，实现全流程动态有序、协同连续运行和多目标整体优化(图1)。

　　钢铁工业智能制造的主要内容为物质流网络、能量流网络、信息流网络三网优化及协同运行。

　　物质流网络优化的方向是动态有序、协同连续，主要内容包括 3个层次：炼铁、炼钢、轧钢等各工序优化;炼铁与炼钢、炼钢与连铸、连铸与轧钢之间界面优化;全流程物流网络优化等。

　　能量流网络优化的方向是动态平衡、能质匹配，主要内容包括余热余能高效回收利用、多能源介质之间高效转化、能源管网适当缓冲能力、减少能流网络损耗。

　　信息流网络优化的方向是自感知、自决策、自执行，主要内容包括在线检测、工业互联、数据集成、数字模型、优化设定和精准控制，实现全流程质量管控、一体化计划调度、物质能量协同优化、多工序优化控制等。