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    孫彥廣（1964 －）
工學(xué)博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師。冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)，國(guó)家冶金自動(dòng)化工程技術(shù)中心主任。主要從事冶金過程建模和優(yōu)化控制、鋼鐵企業(yè)信息化方面研發(fā)工作。

摘要：本文介紹了國(guó)內(nèi)十一五期間冶金自動(dòng)化技術(shù)主要進(jìn)展，總結(jié)了目前存在的問題，分析了冶金自動(dòng)化技術(shù)可能的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：冶金自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

Abstract: In this paper, the main development of national metallurgical automation technologies is introduced and the gap upto the world advanced level is indicated. The future development trend of metallurgical automation technologies are presented.

key words: Metallurgical Automation Technology；Development Trends

1 我國(guó)冶金自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r

    1.1 基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程控制系統(tǒng)

    在基礎(chǔ)控制方面，以PLC、DCS、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為代表的計(jì)算機(jī)控制取代了常規(guī)模擬控制，在冶金企業(yè)全面普及。近年發(fā)展起來的現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)逐步在冶金自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用，分布控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)替代集中控制成為主流。

    在控制算法上，重要回路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進(jìn)控制在電爐電極升降控制、連鑄結(jié)晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機(jī)軋制力控制等方面有了初步應(yīng)用，取得了一定成果。

    在檢測(cè)方面，與回路控制、安全生產(chǎn)、能源計(jì)量等相關(guān)的流量、壓力、溫度、重量等信號(hào)的檢測(cè)儀表的配備比較齊全；高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續(xù)鑄鋼過程的結(jié)晶器鋼坯拉漏預(yù)報(bào)、鋼材質(zhì)量和機(jī)械性能預(yù)報(bào)等軟測(cè)量技術(shù)取得了初步成果。

    在電氣傳動(dòng)方面，用于節(jié)能的交流變頻技術(shù)普遍采用；國(guó)產(chǎn)大功率交、直流傳動(dòng)裝置在軋線上得到成功應(yīng)用。

    在過程控制方面，計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)普及率有較大幅度提高，根據(jù)最近中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查結(jié)果，按冶金工序劃分，57.54%的高爐、56.39%的轉(zhuǎn)爐、58.56%的電爐、 60.08%的連鑄、 74.5%的軋機(jī)采用計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)。把工藝知識(shí)、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)和智能技術(shù)結(jié)合起來，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優(yōu)化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過程優(yōu)化與智能控制系統(tǒng)、有副槍轉(zhuǎn)爐動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、電爐供電曲線優(yōu)化、智能鋼包精煉爐控制系統(tǒng)、連鑄二冷水優(yōu)化設(shè)定、軋機(jī)智能過程參數(shù)設(shè)定等等。

    1.2 信息化

    根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查結(jié)果，10%左右的煉鐵工序、25%左右的煉鋼工序、50%左右的軋鋼工序采用了生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。冶金企業(yè)逐步認(rèn)識(shí)到MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的重要性，在綜合應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)、專家系統(tǒng)和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)線各工序作業(yè)，進(jìn)行全線物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線控制、設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)等方面取得了初步成果。 

    隨著企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”在冶金企業(yè)成為共識(shí)，企業(yè)信息化方興未艾，受到企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)高度重視，各企業(yè)紛紛開始信息化規(guī)劃和建設(shè)，很多企業(yè)已經(jīng)構(gòu)造了企業(yè)信息網(wǎng)，為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎(chǔ)。根據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告，“我國(guó)鋼年產(chǎn)量500萬(wàn)噸以上的8家企業(yè)100%上了信息化的項(xiàng)目，鋼年產(chǎn)量50萬(wàn)噸以上的58家企業(yè)中有45家上了企業(yè)信息化的項(xiàng)目，占77.6%”。

    寶鋼股份、武鋼、寶鋼集團(tuán)不銹鋼分公司等企業(yè)建成了主要產(chǎn)線的MES和產(chǎn)銷一體化系統(tǒng)。寶鋼集團(tuán)不銹鋼分公司在鋼鐵企業(yè)率先建成了企業(yè)生產(chǎn)指揮駕駛艙。鋼鐵企業(yè)信息化已經(jīng)從信息的整合深入到知識(shí)的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和知識(shí)獲取方面走在了國(guó)內(nèi)同行的前列，開發(fā)了綜合數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)挖掘的質(zhì)量分析技術(shù)、基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的客戶服務(wù)知識(shí)庫(kù)，創(chuàng)建了智能質(zhì)量設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，取得了顯著的成果。

2 “十五”期間我國(guó)冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展

    2.1 檢測(cè)

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在金屬原位分析、鋼水連續(xù)測(cè)溫、軋制力智能監(jiān)測(cè)、冶金反應(yīng)過程中氣體成分的動(dòng)態(tài)分析、熱風(fēng)爐煙氣中的氧含量(殘氧量) 連續(xù)監(jiān)測(cè)等方面取得了突破。

    冶金反應(yīng)過程爐氣成分分析系統(tǒng)。以具有快速響應(yīng)的小分子飛行時(shí)間質(zhì)譜為檢測(cè)器，結(jié)合高溫、高粉塵和高流速條件下的工業(yè)氣體取樣技術(shù)，集成成套的單體自動(dòng)化設(shè)備，用于自動(dòng)、在線、實(shí)時(shí)分析鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生的爐氣的成分。

    熱風(fēng)爐煙氣氧量在線分析系統(tǒng)。由氧檢測(cè)探頭和電子學(xué)變送器及實(shí)際測(cè)量數(shù)學(xué)方程等幾部分組成，應(yīng)用于煉鐵工藝中的熱風(fēng)爐燃燒，可在線、即時(shí)、快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)熱風(fēng)爐煙氣中的氧含量(殘氧量)，結(jié)合執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)控空／燃比可達(dá)到提高風(fēng)溫、節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染的目的。

    黑體空腔式鋼水連續(xù)測(cè)溫技術(shù)與系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)外首次提出黑體空腔式鋼水連續(xù)測(cè)溫方式，融合了接觸式測(cè)溫準(zhǔn)確可靠和非接觸式測(cè)溫成本低的優(yōu)點(diǎn)。用相當(dāng)于現(xiàn)行的消耗型熱電偶間斷測(cè)溫成本實(shí)現(xiàn)了鋼水連續(xù)測(cè)溫。
附著式軋制力智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制與應(yīng)用。由附著式傳感器、工控機(jī)柜、智能儀表、數(shù)碼顯示器、報(bào)警裝置、UPS電源、系統(tǒng)電源和監(jiān)測(cè)軟件等構(gòu)成。重點(diǎn)解決如何利用智能監(jiān)測(cè)儀表、工控機(jī)和監(jiān)測(cè)軟件對(duì)產(chǎn)生的干擾信號(hào)進(jìn)行識(shí)別與處理，消除對(duì)測(cè)量精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。

    2.2 電氣傳動(dòng)

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在大功率交交變頻調(diào)速系統(tǒng)、智能化高壓變頻裝置的研究方面取得了新進(jìn)展。

    大功率交交變頻調(diào)速系統(tǒng)及推廣應(yīng)用。研制了我國(guó)第一套熱連軋機(jī)主傳動(dòng)交流調(diào)速裝備，攻克了高精度、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、多套交交變頻對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功沖擊及諧波污染的治理和軋機(jī)主傳動(dòng)機(jī)電振動(dòng)的抑制等技術(shù)難關(guān)，在攀鋼1450熱連軋廠投入使用。其靜態(tài)精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)等各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。扭轉(zhuǎn)了大功率變頻調(diào)速裝備依賴進(jìn)口的局面，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)大功率交流調(diào)速裝備的產(chǎn)業(yè)化。

    智能化高壓變頻裝置的研究及推廣應(yīng)用。在冶金行業(yè)中，大型風(fēng)機(jī)和泵類驅(qū)動(dòng)普遍應(yīng)用高壓電機(jī)，高壓變頻是大中型風(fēng)機(jī)、泵類高壓電機(jī)調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)。AriVert_智能化高壓變頻裝置通過了國(guó)家電控配電設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61800-4進(jìn)行的型式試驗(yàn)，其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在攀鋼、凌鋼等鋼鐵企業(yè)推廣高壓變頻調(diào)速裝置10余套。 

    2.3 鐵鋼軋區(qū)自動(dòng)控制與優(yōu)化
        
    2.3.1  鐵區(qū)自動(dòng)控制與優(yōu)化

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在煉焦配煤優(yōu)化系統(tǒng)、焦?fàn)t加熱計(jì)算機(jī)控制及管理系統(tǒng)、燒結(jié)過程智能控制管理系統(tǒng)、燒結(jié)終點(diǎn)判斷與智能控制系統(tǒng)、煉鐵優(yōu)化專家系統(tǒng)、高爐人工智能系統(tǒng)等方面取得了豐碩成果。

    煉焦配煤優(yōu)化系統(tǒng)。通過最優(yōu)決策和專家知識(shí)庫(kù)，在保證焦炭質(zhì)量、現(xiàn)有煤種和庫(kù)存限量等條件下，優(yōu)化選擇適合于煉鐵生產(chǎn)需求的最佳配煤模型。

    燒結(jié)過程智能控制管理系統(tǒng)。將燒結(jié)配料、混合、加水、布料、點(diǎn)火、燒成等生產(chǎn)工序的過程控制進(jìn)行模型化處理，合理解決配料、加水、布料、燒成等模型之間的關(guān)系和內(nèi)部關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)全過程大閉環(huán)優(yōu)化智能控制。

    煉鐵優(yōu)化專家系統(tǒng)。以高爐“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(zhǎng)壽”的煉鐵目標(biāo)和“安全、穩(wěn)定、順行、均衡”的操作方針作為建立成套“多目標(biāo)系統(tǒng)優(yōu)化”數(shù)學(xué)模型的工藝?yán)碚撘罁?jù)，創(chuàng)建了描述冶煉過程非線性變動(dòng)規(guī)律的“變頻數(shù)理統(tǒng)計(jì)”算法，建立了“樣本空間模型”、“系統(tǒng)分析表”和“系統(tǒng)優(yōu)化圖”等數(shù)學(xué)模型，數(shù)量化地描述了重要生產(chǎn)規(guī)律。采用計(jì)算機(jī)軟件工程學(xué)原理設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高爐冶煉過程優(yōu)化操作。
        
    2.3.2  鋼區(qū)自動(dòng)控制與優(yōu)化

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制煉鋼技術(shù)、鋼包精煉爐控制系統(tǒng)、精煉爐控制系統(tǒng)綜合自動(dòng)化、全連鑄計(jì)算機(jī)生產(chǎn)組織動(dòng)態(tài)控制模型等方面取得了新進(jìn)展。

    轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)。綜合冶金反應(yīng)機(jī)理、現(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算方法，建立煉鋼過程數(shù)學(xué)模型，達(dá)到冶煉過程的計(jì)算、預(yù)測(cè)和優(yōu)化。實(shí)行對(duì)冶煉全過程的參數(shù)計(jì)算和優(yōu)化、質(zhì)量跟蹤、生產(chǎn)順序控制和管理，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼全過程自動(dòng)控制。

    精煉爐控制系統(tǒng)。采用智能技術(shù)開發(fā)了系列精煉過程模型，包括熱平衡計(jì)算和鋼水溫度預(yù)報(bào)、功率設(shè)定點(diǎn)優(yōu)化、電極升降智能控制、成分微調(diào)和齒輪鋼淬透性預(yù)報(bào)模型、鋼中總氧含量預(yù)報(bào)模型、吹氬攪拌模型、喂線模型等。 

    全連鑄計(jì)算機(jī)生產(chǎn)組織動(dòng)態(tài)控制模型。在引進(jìn)的三級(jí)管理計(jì)算機(jī)工序GANTT圖模型基礎(chǔ)上開發(fā)適合工藝需要、簡(jiǎn)單明晰的“生產(chǎn)時(shí)刻表”動(dòng)態(tài)調(diào)整控制模型，并經(jīng)過工藝管理人員不斷優(yōu)化工序過程參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)管理的生產(chǎn)組織模式。

    2.3.3  軋區(qū)自動(dòng)控制與優(yōu)化

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在無(wú)縫鋼管熱軋生產(chǎn)線上加熱爐計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制、加熱爐燃燒模糊控制系統(tǒng)、現(xiàn)代化步進(jìn)式加熱爐的模糊控制、燃燒過程優(yōu)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制、中厚板軋鋼廠四輥精軋機(jī)液壓AGC 、3500mm中厚板軋機(jī)核心軋制技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備、帶鋼熱連軋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、張減機(jī)三電改造及壁厚控制、冷連軋機(jī)軋制過程動(dòng)態(tài)仿真及控制優(yōu)化取得了豐碩成果。

    燃燒過程優(yōu)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制。以工業(yè)爐、加熱爐、鍋爐等熱工與熱力設(shè)備的燃燒過程為研究對(duì)象，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)模擬與優(yōu)化技術(shù)對(duì)上述設(shè)備的燃燒過程進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立、數(shù)值計(jì)算、計(jì)算機(jī)模擬與過程優(yōu)化，從理論到生產(chǎn)過程中給出熱工與熱力設(shè)備最佳燃燒過程的技術(shù)參數(shù)，應(yīng)用專家系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)把燃燒過程優(yōu)化參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)控制模塊中，對(duì)燃燒過程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制，達(dá)到熱力與熱工設(shè)備生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗與無(wú)污染運(yùn)行的目的。

    中厚板軋機(jī)核心軋制技術(shù)。建立了高精度控軋控冷數(shù)學(xué)模型，開發(fā)了相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)了TMCP工藝；開發(fā)出熱軋鋼材組織性能預(yù)報(bào)技術(shù)，并首次應(yīng)用于中厚板的在線力學(xué)性能預(yù)報(bào)；自主開發(fā)了具有厚度自動(dòng)控制、板形自動(dòng)控制、平面形狀控制、全自動(dòng)軋鋼等先進(jìn)功能的中厚板軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；開發(fā)的高精度、智能化系列數(shù)學(xué)模型用于中厚板軋機(jī)的厚度控制、板形控制、平面形狀控制，效果良好。

    帶鋼熱連軋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。針對(duì)熱連軋這類快速過程要求高速控制及高速通訊的特點(diǎn)，開發(fā)了包括L3生產(chǎn)控制級(jí)，L2過程自動(dòng)化級(jí)及從連鑄機(jī)出口到成品卷取機(jī)全線L1基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的全部應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了不同板坯厚度交叉軋制的動(dòng)態(tài)調(diào)度，厚度設(shè)定數(shù)學(xué)模型，電動(dòng)－液壓混合厚度控制(AGC)，板形設(shè)定數(shù)學(xué)模型，前饋板形控制，平輥竄輥控制及竄輥策略，卷取溫度控制(CTC)，并成功地將智能控制應(yīng)用于AGC，CTC及人－機(jī)界面HMI系統(tǒng)。

    2.4 信息化

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在板帶鋼集成制造執(zhí)行系統(tǒng)、現(xiàn)代化不銹鋼企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、鐵水運(yùn)輸計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)研究、設(shè)備診斷技術(shù)在武鋼“萬(wàn)點(diǎn)受控”工程應(yīng)用等方面取得了豐碩成果。

    2001-2005年鋼鐵行業(yè)一批重點(diǎn)企業(yè)信息化建設(shè)項(xiàng)目新建上線。寶鋼股份、武鋼、衡陽(yáng)鋼管、通化鋼鐵、天津鋼管、江陰興澄特鋼、湘鋼、馬鋼、承鋼、新興鑄管、漣鋼、石鋼、邢鋼、杭鋼、首鋼、濟(jì)鋼、寶鋼集團(tuán)不銹鋼分公司（原上海一鋼）、寶鋼集團(tuán)特殊鋼分公司（原上海五鋼）、寶鋼集團(tuán)梅鋼公司、昆鋼、攀鋼、重鋼、東北特鋼、廣鋼等共計(jì)24個(gè)鋼鐵企業(yè)項(xiàng)目和一個(gè)鋼鐵物流貿(mào)易企業(yè)中鋼集團(tuán)項(xiàng)目在信息化方面取得階段性成果。上述24個(gè)鋼鐵企業(yè)占全國(guó)鋼產(chǎn)量的34.2%。

    寶鋼、武鋼、首鋼、馬鋼、湘鋼、濟(jì)鋼、攀鋼、通鋼、石鋼、漣鋼等先期實(shí)施信息化單位，按照分步實(shí)施原則，先后啟動(dòng)了集團(tuán)信息化二期、三期工程，向管理業(yè)務(wù)和工藝流程縱橫兩個(gè)方向拓展，進(jìn)一步開發(fā)了人力資源管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、項(xiàng)目管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、計(jì)量質(zhì)量系統(tǒng)、電子商務(wù)及不同產(chǎn)線的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)等，各企業(yè)實(shí)施的范圍和進(jìn)度各有不同。

    目前，鋼鐵企業(yè)信息化已經(jīng)從信息的整合深入到知識(shí)的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和知識(shí)獲取方面走在了國(guó)內(nèi)同行的前列。他們開發(fā)了綜合數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)挖掘的質(zhì)量分析技術(shù)、基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的客戶服務(wù)知識(shí)庫(kù)，創(chuàng)建了智能質(zhì)量設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，取得了顯著的成果。通鋼、濟(jì)鋼、湘鋼、新興鑄管、武鋼等企業(yè)也在KMS方面開始了有益的探索。他們把信息資源的深度開發(fā)提高到企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的地位，有力的提高了我國(guó)企業(yè)信息化的水平。

3 差距和問題

    “十五”期間，我國(guó)鋼鐵工業(yè)在信息化、自動(dòng)化方面取得了巨大進(jìn)步。但總體水平與國(guó)外先進(jìn)水平相比還有很大差距。

    3.1 基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程控制

    在基礎(chǔ)控制方面，控制設(shè)備主要依靠國(guó)外引進(jìn)，特別是高性能控制器，國(guó)外大公司處于相對(duì)壟斷的地位。而我國(guó)在高性能控制器設(shè)計(jì)開發(fā)能力與實(shí)力雄厚的國(guó)外大公司還有一定的差距，需要加大力度，開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能控制裝備，并采用智能控制等先進(jìn)控制方法，形成性能優(yōu)異的高性能冶金自動(dòng)化系統(tǒng)。

    檢測(cè)方面：國(guó)內(nèi)冶金特殊檢測(cè)儀表的原理樣機(jī)方面取得了很多成果，但在充分考慮冶金現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特殊要求下，提高檢測(cè)儀表的可靠性、易維護(hù)性等方面需要進(jìn)一步研究開發(fā)，同時(shí)軟測(cè)量、性能預(yù)報(bào)等技術(shù)需要進(jìn)一步研究。

    電氣傳動(dòng)方面：傳統(tǒng)的晶閘管元件正逐步讓位于新型可關(guān)斷電力半導(dǎo)體器件，大功率交直交傳動(dòng)裝置是大型冷軋、電機(jī)節(jié)能等領(lǐng)域替代交交變頻的新一代大功率傳動(dòng)技術(shù)。國(guó)外ABB公司和美國(guó)GE公司已研制成功采用4500V/4000A IGCT元件的大功率三電平PWM變頻器用于軋機(jī)主傳動(dòng)。國(guó)內(nèi)需要在這方面有一定技術(shù)儲(chǔ)備，但需要加大力度，研制出國(guó)產(chǎn)化冷軋傳動(dòng)交直交變頻樣機(jī)，樹立國(guó)產(chǎn)化大功率交直交變頻的樣板。

    過程建模和優(yōu)化方面：過程計(jì)算機(jī)更多地起到了數(shù)據(jù)匯總、過程監(jiān)視和打印綜合報(bào)表的作用，由于冶金過程的復(fù)雜性，數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性很差，過程優(yōu)化方面的功能大打折扣，即使高價(jià)從國(guó)外引進(jìn)的過程控制系統(tǒng)充分發(fā)揮作用的也不多。如何把工藝知識(shí)、數(shù)學(xué)模型、專家經(jīng)驗(yàn)和智能技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過程模型和過程優(yōu)化方面，并保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行并推廣普及還需進(jìn)一步做工作。

    3.2 信息化

    綜合應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)、專家系統(tǒng)和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)線各工序作業(yè)，進(jìn)行全線物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線控制、設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)等方面取得了初步成果，但如何真正在冶金企業(yè)發(fā)揮作用還需做大量細(xì)致務(wù)實(shí)的工作。

    企業(yè)信息化工作是企業(yè)管理的一場(chǎng)革命，不可能畢其功于一役，需要對(duì)其本質(zhì)意義的深刻理解和方方面面條件的支撐，從觀念轉(zhuǎn)變、管理機(jī)制變革到信息的上通下達(dá)，還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，才能真正發(fā)揮效益。主要問題有：

    一些企業(yè)信息化的目標(biāo)、任務(wù)和關(guān)鍵點(diǎn)不明確；企業(yè)中缺乏既懂管理又懂信息化的復(fù)合人才；缺乏合理的信息化規(guī)劃或投資方案；有的企業(yè)信息化目標(biāo)定得過高，忽視了管理現(xiàn)狀和基礎(chǔ)自動(dòng)化現(xiàn)狀，效果與目標(biāo)差距較大。

    一些企業(yè)沒有把信息化作為管理創(chuàng)新的工具和載體，不重視流程的梳理和優(yōu)化；系統(tǒng)建設(shè)者與使用者溝通結(jié)合不夠，手工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)長(zhǎng)期并行，信息化的效果沒有充分發(fā)揮。

    部分企業(yè)信息及自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)和持續(xù)改進(jìn)的能力較薄弱；信息資源利用差；信息安全缺乏保障;多數(shù)中小企業(yè)技術(shù)裝備和自動(dòng)化水平落后，信息技術(shù)應(yīng)用水平差距大。

4 冶金自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

    冶金自動(dòng)化技術(shù)在信息化、自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)和冶金行業(yè)可持續(xù)發(fā)展需求的拉動(dòng)雙重機(jī)制作用下，必將取得更大進(jìn)展，主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下方面：

    4.1 基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程控制系統(tǒng)

    冶金流程在線連續(xù)檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)。采用新型傳感器技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)、軟測(cè)量技術(shù)、數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)處理技術(shù)、冶金環(huán)境下可靠性技術(shù)，以關(guān)鍵工藝參數(shù)閉環(huán)控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環(huán)境排放實(shí)時(shí)控制和產(chǎn)品質(zhì)量全面過程控制為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)冶金流程在線檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測(cè)和預(yù)報(bào)，鋼水純凈度檢測(cè)和預(yù)報(bào)，鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數(shù)檢測(cè)和判斷，全線廢氣和煙塵的監(jiān)測(cè)等。

    冶金過程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制。基于機(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測(cè)控制、專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、支撐矢量機(jī)（SVM）等技術(shù)，以過程穩(wěn)定、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目標(biāo)，在上述關(guān)鍵工藝參數(shù)在線連續(xù)檢測(cè)基礎(chǔ)上，建立綜合模型，采用自適應(yīng)智能控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)冶金過程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制。包括高爐順行閉環(huán)專家系統(tǒng)、鋼水成分和溫度閉環(huán)控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環(huán)控制等。

    大功率高性能電氣傳動(dòng)。采用新型電力電子元件，大功率高性能的交直交變頻傳動(dòng)、高中壓變頻傳動(dòng)和超大功率交交變頻傳動(dòng)。

    4.2 信息化

    冶金流程的全息集成。實(shí)現(xiàn)鐵-鋼-軋橫向數(shù)據(jù)集成和相互傳遞，實(shí)現(xiàn)管理-計(jì)劃-生產(chǎn)-控制縱向信息集成，同時(shí)，整合生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)提供生產(chǎn)管理控制的決策支持。

    計(jì)算機(jī)全流程模擬，實(shí)現(xiàn)以科學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和制造。采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算力學(xué)技術(shù)，基于各種冶金模型，進(jìn)行流程離線仿真和在線集成模擬，生成一個(gè)分布式、網(wǎng)絡(luò)化、集成的“虛擬工廠”軟件系統(tǒng)環(huán)境，通過人機(jī)交互和協(xié)同計(jì)算，模擬鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程。支持生產(chǎn)組織優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、新生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)和新產(chǎn)品開發(fā)優(yōu)化。

    提升鋼鐵生產(chǎn)制造智能。在生產(chǎn)組織管理方面，基于事例推理、專家知識(shí)的生產(chǎn)計(jì)劃與運(yùn)籌學(xué)中網(wǎng)絡(luò)規(guī)則技術(shù)，提供快速調(diào)整作業(yè)計(jì)劃的手段和能力，以提高生產(chǎn)組織的柔性和敏捷化程度；根據(jù)各工序參數(shù)，自動(dòng)計(jì)算各工序的生產(chǎn)順序計(jì)劃及各工序的生產(chǎn)時(shí)間和等待時(shí)間，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃的全線跟蹤和控制，并能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求和專家知識(shí)，進(jìn)行靈活的調(diào)整；異常情況下的重組調(diào)度技術(shù)以及在多種工藝路線情況下，人機(jī)協(xié)同動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調(diào)度。在質(zhì)量管理方面，基于數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)計(jì)算與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行預(yù)報(bào)、跟蹤和分析；根據(jù)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)，判定在生產(chǎn)中發(fā)生的品質(zhì)異常。在設(shè)備管理方面，采用生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷與預(yù)報(bào)技術(shù)，建立設(shè)備故障、壽命預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)維護(hù)。在成本控制方面，采用數(shù)據(jù)挖掘與預(yù)報(bào)技術(shù)，建立動(dòng)態(tài)成本模型預(yù)測(cè)生產(chǎn)成本；利用動(dòng)態(tài)跟蹤控制技術(shù)，優(yōu)化原材料的配比、能源介質(zhì)的供應(yīng)、產(chǎn)線定修制度、生產(chǎn)的調(diào)度管理，動(dòng)態(tài)核算成本，以降低生產(chǎn)成本。

    能源管理和優(yōu)化系統(tǒng)。針對(duì)新一代可循環(huán)鋼鐵制造流程， 采用能源介質(zhì)和主要能效設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、能源負(fù)荷預(yù)測(cè)和能源供需平衡分析、能源結(jié)構(gòu)和調(diào)度優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，形成能源在線監(jiān)測(cè)裝置、能效分析工具和企業(yè)級(jí)能源優(yōu)化系統(tǒng)。

    企業(yè)信息集成到行業(yè)信息集成。信息化的目的之一是實(shí)現(xiàn)信息共享，在有效競(jìng)爭(zhēng)前提下趨利避害，在企業(yè)信息化編碼體系標(biāo)準(zhǔn)化、企業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)/信息集成基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)協(xié)作制造企業(yè)信息集成，全行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)，直至全球行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)。

    管控一體化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性能管理（Real Performance Management）。協(xié)調(diào)供產(chǎn)銷流程，實(shí)現(xiàn)從訂貨合同到生產(chǎn)計(jì)劃、制造作業(yè)指令、到產(chǎn)品入庫(kù)出廠發(fā)運(yùn)的信息化。生產(chǎn)與銷售連成一個(gè)整體，計(jì)劃調(diào)度和生產(chǎn)控制有機(jī)銜接；質(zhì)量設(shè)計(jì)進(jìn)入制造，質(zhì)量控制跟蹤全程，完善PDCA質(zhì)量循環(huán)體系；成本管理在線覆蓋生產(chǎn)流程，資金控制實(shí)時(shí)貫穿企業(yè)全部業(yè)務(wù)活動(dòng)，通過預(yù)算、預(yù)警、預(yù)測(cè)等手段，達(dá)到事前和事中的控制。

    知識(shí)管理和商業(yè)智能。利用企業(yè)信息化積累的海量數(shù)據(jù)和信息，按照各種不同類型的決策主題分別構(gòu)造數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，通過在線分析和數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)有關(guān)市場(chǎng)、成本、質(zhì)量等方面數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)的遞階演化，并將企業(yè)常年管理經(jīng)驗(yàn)和集體智慧形式化、知識(shí)化，為企業(yè)持續(xù)發(fā)展和生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理各方面創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)的核心知識(shí)和規(guī)律性的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。