從“鋼花飛濺”到“數(shù)據(jù)奔流”，蹲點(diǎn)一線看“南鋼+華為”元冶·鋼鐵大模型——
AI重塑南京鋼鐵產(chǎn)業(yè)新圖景
南鋼智慧中心內(nèi)部。
智能金相實(shí)驗(yàn)室。 本版攝影 南京日?qǐng)?bào)/紫金山新聞?dòng)浾?董家訓(xùn)
□ 南京日?qǐng)?bào)/紫金山新聞?dòng)浾?nbsp;徐寧 通訊員 邵啟明
蹲點(diǎn)主題：攻堅(jiān)推進(jìn)人工智能（軟件）產(chǎn)業(yè)發(fā)展
蹲點(diǎn)點(diǎn)位：南京鋼鐵集團(tuán)
華為軟件的智慧助手（小藝）大模型、匯智智能的CarrotAI大模型……目前，全市共有23款大模型產(chǎn)品通過(guò)國(guó)家網(wǎng)信辦備案，全省占比60%，展現(xiàn)出在這一領(lǐng)域的硬實(shí)力。
近年來(lái)，南京積極搶抓機(jī)遇，先后印發(fā)一系列政策文件，將人工智能作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈主動(dòng)布局發(fā)展和重點(diǎn)打造，成功獲批國(guó)家人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)，產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)發(fā)展加速起勢(shì)、業(yè)態(tài)加快拓展的良好局面。
8月5日，記者蹲點(diǎn)南京鋼鐵集團(tuán)，看南鋼、華為聯(lián)合打造的“元冶·鋼鐵大模型”，如何激活鋼鐵產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能、塑造南京鋼鐵制造新圖景。
蹲點(diǎn)采訪 南鋼+華為，“加”出“鋼鐵大模型”
在位于南京江北新區(qū)的南鋼智慧運(yùn)營(yíng)中心，42米長(zhǎng)、6米高的超高清管控屏實(shí)時(shí)跳動(dòng)著生產(chǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生技術(shù)將萬(wàn)噸級(jí)鋼鐵生產(chǎn)線濃縮成可交互的三維模型。這個(gè)“鋼鐵大腦”背后，是南鋼聯(lián)合華為研發(fā)的“元冶·鋼鐵大模型”。
看不見(jiàn)摸不著的AI大模型，首期發(fā)布了20個(gè)鋼鐵行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。蹲點(diǎn)采訪中，記者選取了其中3個(gè)——制造、檢測(cè)、研發(fā)，解碼AI如何重塑“智造”基因。
制造場(chǎng)景 AI讓“經(jīng)驗(yàn)煉鋼”邁向“數(shù)據(jù)煉鋼”
近1萬(wàn)平方米的廠房里，六軸機(jī)器人、桁架機(jī)器人以及AGV小車(chē)穿梭，成千上萬(wàn)個(gè)傳感器如同隱藏在生產(chǎn)線深處的“智能神經(jīng)元”，精密監(jiān)控測(cè)算每項(xiàng)工作。
一筆耐磨鋼訂單剛錄入系統(tǒng)，30秒內(nèi)AI已經(jīng)計(jì)算出共贏方案：來(lái)自澳大利亞、非洲最經(jīng)濟(jì)的配礦，加入智慧研發(fā)的合金成分，產(chǎn)線自動(dòng)切換，工人輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)智慧煉鋼。
在AI“指揮”下，南鋼JIT+C2M（準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)+用戶(hù)直連制造）智能工廠擁有了把鋼鐵產(chǎn)品做成按件銷(xiāo)售的“零售”新模式。
“目前，工廠的數(shù)字產(chǎn)線有2400多種成熟圖紙，可以快速換型，根據(jù)訂單要求即時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線參數(shù)，我們就能一鍵式啟動(dòng)設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足大規(guī)模定制化需求。”南鋼JIT+C2M智能工廠綜合管理室主任李小亮說(shuō)。
傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)模式中，高爐煉鐵的爐內(nèi)冶煉一直是神秘的“黑箱操作”，這在南鋼同樣被AI破解。
“以前，這一道工序生產(chǎn)不可視、多環(huán)節(jié)難協(xié)同，冶煉情況全憑經(jīng)驗(yàn)和間接的數(shù)據(jù)來(lái)判斷，精準(zhǔn)度欠佳。”南鋼煉鐵事業(yè)部技術(shù)處數(shù)字化應(yīng)用室主任劉永輝介紹。
如今，南鋼利用138個(gè)智能應(yīng)用模型、456張自動(dòng)報(bào)表和1467幅畫(huà)面，AI智能應(yīng)用模型讓鐵區(qū)生產(chǎn)可視透明。
AI“掌舵”下，更為生產(chǎn)增效降本。數(shù)據(jù)顯示，各環(huán)節(jié)“卡頓”減少，鐵水罐周轉(zhuǎn)率提升了5%、溫降減少了15攝氏度，每噸鐵水的生產(chǎn)成本還降低了200元。
【背后故事】
以“左右腦”驅(qū)動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景
“‘元’象征著無(wú)限的可能與新的開(kāi)始，‘冶’則代表著行業(yè)屬性與重塑。”南鋼人工智能研究院院長(zhǎng)李瑾彥向記者解讀“元冶·鋼鐵大模型”命名的由來(lái)。
近年來(lái)，通過(guò)自主研發(fā)的創(chuàng)新算法與模型體系，南鋼打破技術(shù)應(yīng)用瓶頸，推動(dòng)傳統(tǒng)制造模式向智能化、自主化方向跨越式升級(jí)。
“‘元冶’大模型定義了工業(yè)領(lǐng)域的大模型架構(gòu)。”李瑾彥介紹，面對(duì)鋼鐵行業(yè)數(shù)據(jù)模態(tài)數(shù)據(jù)多元、過(guò)程“黑盒”復(fù)雜、質(zhì)量要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，“元冶”大模型突破傳統(tǒng)大模型的局限，通過(guò)多視角、多尺度、跨范式的多模型協(xié)同，將感知、認(rèn)知、預(yù)測(cè)、推理、優(yōu)化、計(jì)算等多種AI模型以及行業(yè)機(jī)理模型深度融合，構(gòu)建以概率計(jì)算為“右腦”、精確求解為“左腦”的雙向驅(qū)動(dòng)群智能模型集群。
目前，南鋼以“場(chǎng)景—生態(tài)—管理”為框架，形成一個(gè)完整的工業(yè)大模型，綜合發(fā)揮各模型優(yōu)勢(shì)，持續(xù)地將新的生產(chǎn)力以高質(zhì)量的方式應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景。
檢測(cè)場(chǎng)景 AI讓金相分析長(zhǎng)出“火眼金睛”
鋼材在正式出廠前，需要經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢測(cè)。在南鋼的智能金相實(shí)驗(yàn)室，記者看到，一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人正夾著一塊打磨好的鋼材試樣，準(zhǔn)確地放到顯微鏡下，屏幕上很快出現(xiàn)試樣的各種參數(shù)。
在鋼鐵行業(yè)中，金相分析貫穿鋼材檢驗(yàn)的所有環(huán)節(jié)，包括鋼材坯料分析和檢測(cè)、成品出廠檢驗(yàn)、材料或工件的失效分析、新品開(kāi)發(fā)等方面。
“過(guò)去，金相分析主要依賴(lài)人工操作，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行樣品制備、觀察和分析，這一過(guò)程不僅耗時(shí)耗力，還容易受到人為因素的影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的差異性。”南鋼人工智能研究院技術(shù)總監(jiān)賁圣蘭介紹。
聚焦應(yīng)用痛點(diǎn)和難點(diǎn)，南鋼旗下江蘇金恒信息科技股份有限公司基于機(jī)器視覺(jué)、AI深度學(xué)習(xí)算法模型、機(jī)器人等，打造了“智控一體金相檢測(cè)系統(tǒng)”。
“金相智能識(shí)別技術(shù)將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與機(jī)器人系統(tǒng)相結(jié)合，在分析過(guò)程中，機(jī)器人按照預(yù)設(shè)程序自動(dòng)完成樣品的制備、腐蝕、拍照等操作，然后利用算法分析和識(shí)別金相圖像，自動(dòng)判斷金相組織的類(lèi)型、等級(jí)等參數(shù)。”賁圣蘭介紹。
數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)應(yīng)用后，1人操作可實(shí)現(xiàn)8小時(shí)240個(gè)樣品的磨拋、腐蝕、檢測(cè)及生成報(bào)告，對(duì)比人工制樣檢測(cè)約每人8小時(shí)完成60個(gè)樣品的檢測(cè)效率，整體檢驗(yàn)效率可提升60%，不合格品檢出率達(dá)99.5%，大大降低了檢測(cè)結(jié)果對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)和檢測(cè)成本。
【背后故事】
AI“上崗”，嚴(yán)把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)
在鋼鐵質(zhì)檢場(chǎng)景，傳統(tǒng)質(zhì)檢依賴(lài)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)并往往受限于人眼與環(huán)境，同時(shí)鋼鐵質(zhì)檢具有樣本稀缺、缺陷多變、尺度跨越巨大等挑戰(zhàn)。
近年來(lái)，南鋼持續(xù)開(kāi)展冶金行業(yè)全場(chǎng)景AI應(yīng)用探索，研發(fā)了質(zhì)量性能預(yù)報(bào)、原料配比優(yōu)化等行業(yè)領(lǐng)先的AI應(yīng)用，讓每一處異常無(wú)所遁形。
“AI配煤系統(tǒng)基于智慧配煤模型，通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化算法動(dòng)態(tài)計(jì)算最優(yōu)配比，配煤效率從原來(lái)的一兩天壓縮至一兩分鐘。”南鋼數(shù)字應(yīng)用研究院院長(zhǎng)汝金同介紹，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下，噸焦成本降低5元—10元，實(shí)現(xiàn)從滯后反饋到實(shí)時(shí)優(yōu)化的科學(xué)配煤。
此外，南鋼利用工業(yè)視覺(jué)技術(shù)，鋼板全板面相控陣超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼板邊部的無(wú)盲區(qū)檢測(cè)和鋼板厚度檢測(cè)，從而精準(zhǔn)定位缺陷所在。
在質(zhì)量管控環(huán)節(jié)，南鋼應(yīng)用鋼材力學(xué)性能預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)超過(guò)100種鋼材產(chǎn)品的力學(xué)性能實(shí)時(shí)在線預(yù)測(cè)，產(chǎn)品成材率提升2%，交付周期縮短10%。
研發(fā)場(chǎng)景 AI讓特種鋼“配方”鎖定最佳比例
在南鋼，李瑾彥帶領(lǐng)人工智能研究院團(tuán)隊(duì)與科技質(zhì)量部、新材料研究院團(tuán)隊(duì)，共同通過(guò)“元冶·鋼鐵大模型”優(yōu)化碳錳低溫鋼成分。屏幕上，一連串的變量參數(shù)在多維空間中動(dòng)態(tài)演化，最終鎖定最佳配比方案。
“碳錳低溫鋼是建造液化氣體船等高端船舶的關(guān)鍵材料，在材料研發(fā)過(guò)程中，碳多了鋼就會(huì)變脆，錳多了則影響焊接性能，數(shù)十種變量因素相互影響。”李瑾彥介紹。
借助“元冶·鋼鐵大模型”，南鋼通過(guò)工業(yè)機(jī)理、預(yù)測(cè)模型、尋優(yōu)模型的深度結(jié)合，對(duì)鋼材成分、工藝進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)碳錳低溫鋼的力學(xué)性能預(yù)報(bào)，在線監(jiān)控、實(shí)時(shí)調(diào)整優(yōu)化工藝，將產(chǎn)品性能合格率提升了1.5%以上，重構(gòu)特種鋼研發(fā)范式。
【背后故事】
AI算法深度學(xué)習(xí)，研發(fā)周期縮短30%
從最厚的止裂鋼、最好的船板鋼、海工鋼、管線鋼，到打破技術(shù)壟斷成功開(kāi)發(fā)9鎳鋼；從獨(dú)家供貨愛(ài)達(dá)·魔都號(hào)、愛(ài)達(dá)·花城號(hào)國(guó)產(chǎn)大郵輪到最大盾構(gòu)機(jī)“京華號(hào)”……在數(shù)智化淬煉中，既要有攻克“卡脖子”技術(shù)的沸點(diǎn)，也需守住產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)的恒溫。
近年來(lái)，南鋼聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研用多方資源，組建戰(zhàn)略創(chuàng)新共同體，集中突破鋼鐵行業(yè)“卡脖子”技術(shù)，構(gòu)建了開(kāi)放共生、自主可控的工業(yè)智能生態(tài)體系。
智慧研發(fā)領(lǐng)域，AI功不可沒(méi)。“南鋼利用AI算法對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，高效預(yù)測(cè)不同設(shè)計(jì)方案下的產(chǎn)品性能，數(shù)字仿真與優(yōu)化算法提升研發(fā)效率、降低研發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)了研發(fā)成本減少20%，研發(fā)周期縮短30%。”汝金同表示，圍繞材料知識(shí)工程、工藝持續(xù)優(yōu)化等領(lǐng)域，南鋼實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新與價(jià)值創(chuàng)造的螺旋式上升。
產(chǎn)業(yè)掃描 大模型“硬實(shí)力”，凝聚發(fā)展“新動(dòng)能”
圍繞算法、算力、數(shù)據(jù)、場(chǎng)景、生態(tài)等核心要素主動(dòng)布局，南京人工智能相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)涵蓋了基礎(chǔ)層、技術(shù)層和應(yīng)用層等產(chǎn)業(yè)鏈各領(lǐng)域，在人工智能軟件、算法、傳感器及芯片、機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器人等細(xì)分領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)。目前，已集聚出門(mén)問(wèn)問(wèn)、億嘉和、匯智智能等人工智能領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)企業(yè)，擁有南鋼、南瑞、埃斯頓等一批人工智能應(yīng)用方面的龍頭企業(yè)。
全市人工智能產(chǎn)業(yè)空間布局也在持續(xù)優(yōu)化，各板塊發(fā)展各具特色。目前，全市形成了中國(guó)（南京）軟件谷、中國(guó)（南京）智谷、麒麟科創(chuàng)園等產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)園區(qū)，打造了建鄴河西中央科創(chuàng)區(qū)，玄武大模型工廠、江北新區(qū)研創(chuàng)園等大模型產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和融合應(yīng)用示范區(qū)，支撐產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
市工信局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，我市已建成麒麟科創(chuàng)園南京智能計(jì)算中心、江北新區(qū)人工智能計(jì)算中心等智算中心，積極推進(jìn)中國(guó)電信南京公共智算中心、南京移動(dòng)智算中心等建設(shè)，全市投用智能算力規(guī)模超2.1萬(wàn)P。
此外，高校院所、一批新型研發(fā)機(jī)構(gòu)在人工智能領(lǐng)域持續(xù)“加碼”，都已在各自攻關(guān)領(lǐng)域嶄露頭角，為南京人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展凝聚新動(dòng)能。
專(zhuān)家建言 搶抓新一輪機(jī)遇，保持領(lǐng)先地位
□ 房偉（江蘇省人工智能學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)）
目前，南京人工智能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力穩(wěn)步提升、科技創(chuàng)新水平有力提高、產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)持續(xù)向好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平居于全國(guó)城市第一方陣。
隨著大模型等技術(shù)迭代演進(jìn)，人工智能與各行各業(yè)加快融合，人工智能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新一輪機(jī)遇。為高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)人工智能創(chuàng)新應(yīng)用先導(dǎo)區(qū)，保持南京在人工智能領(lǐng)域領(lǐng)先地位，建議加強(qiáng)頂層規(guī)劃統(tǒng)籌全局發(fā)展，在市級(jí)層面成立人工智能發(fā)展專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)，組建人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，集聚多方智力資源，為南京人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大決策提供支撐，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)全市人工智能優(yōu)勢(shì)資源協(xié)同發(fā)展。
同時(shí)，盡快明確先導(dǎo)區(qū)發(fā)展核心區(qū)和發(fā)展重點(diǎn)。南京規(guī)劃構(gòu)建“一帶引領(lǐng)、兩極支撐”的人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，也提出了人工智能+芯片、智能軟件等七大特色產(chǎn)業(yè)集群，建議盡快確定人工智能核心發(fā)展區(qū)，集中優(yōu)勢(shì)資源打造人工智能創(chuàng)新發(fā)展高地。
其次，加快資源集聚推動(dòng)融合創(chuàng)新。一方面充分發(fā)揮南大、東大、南航、南理工等高校資源和14所、28所等大院大所央企優(yōu)勢(shì)，整合人工智能方向龍頭企業(yè)和南京新型研發(fā)機(jī)構(gòu)資源，積極布局創(chuàng)建國(guó)家級(jí)人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)、國(guó)家企業(yè)技術(shù)中心、制造業(yè)創(chuàng)新中心、全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。另一方面，重點(diǎn)支持南大、東大等高校和研究機(jī)構(gòu)加強(qiáng)人工智能前沿基礎(chǔ)理論和核心算法研究，建立適合不同應(yīng)用場(chǎng)景的垂直大模型、算法模型庫(kù)、能力開(kāi)放平臺(tái)和開(kāi)源社區(qū)平臺(tái)。
此外，建議南京加強(qiáng)人工智能與5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、元宇宙技術(shù)融合創(chuàng)新，前瞻開(kāi)展類(lèi)腦智能、腦機(jī)接口、具身智能、空間智能、世界模型等前沿技術(shù)探索。重點(diǎn)支持舉辦高質(zhì)量“會(huì)展賽商”活動(dòng)和人工智能創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，營(yíng)造人工智能創(chuàng)新發(fā)展良好氛圍，吸引全球技術(shù)、人才、資金、項(xiàng)目落戶(hù)南京。
