華為云：焦炭是如何用AI煉成的？

如果用AI煉焦炭是一次“考試”，超過97分意味著在保證焦炭質(zhì)量的前提下，可降低配煤成本15元/噸，按照年產(chǎn)75萬噸，每年大約節(jié)省1500萬元。

過剩的冷思考

2019年，石橫特鋼位列中國制造業(yè)企業(yè)500強(qiáng)的第196位，實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入425億元，利潤(rùn)53億元。作為一家大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，已通過了這次“考試”。

焦炭生產(chǎn)是石橫特鋼的核心業(yè)務(wù)之一。而此前，中國煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)崔丕江，在綜合分析行業(yè)數(shù)據(jù)后表示：焦炭需求逐步減少是大勢(shì)所趨。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，中國鋼鐵蓄積量將達(dá)到132億噸，廢鋼鐵資源年產(chǎn)出量達(dá)到3.3億噸左右。鋼鐵企業(yè)通過“回爐另造”，每年消耗2.86億噸廢鋼鐵可生產(chǎn)2.6億噸粗鋼。

變廢為鋼是件好事，但這將直接影響市場(chǎng)對(duì)焦炭的需求。如果到2030年，中國粗鋼市場(chǎng)需求保持在7億噸左右，按照每噸鐵平均消費(fèi)焦炭435公斤計(jì)算，僅需要焦炭2.3億噸左右。而截至2018年底，中國焦炭總產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到4.71億噸。

焦炭是如何煉成的

2019年底，為進(jìn)一步推動(dòng)肥城工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度，肥城市政府、征途科技與華為簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，并創(chuàng)建“華為云（肥城）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心”。

2020年初，石橫特鋼選擇與華為云合作，以“配煤優(yōu)化”為核心場(chǎng)景，切入數(shù)字化建設(shè)。

配煤是煉焦的前置工序之一，也是影響焦炭生產(chǎn)成本的關(guān)鍵的因素，而影響配煤的關(guān)鍵因素則包括：原料煤質(zhì)量、配比、備煤工藝等。

“配煤優(yōu)化”是一門復(fù)雜的工業(yè)知識(shí)，必須通過工業(yè)軟件和專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行傳承，在焦化企業(yè)中，負(fù)責(zé)配煤工藝的配煤專家，就是焦化工業(yè)知識(shí)的傳承者。

配煤專家憑借爐火純青的手藝，通過考慮不同原料煤成分、價(jià)格、庫存、質(zhì)量指標(biāo)等因素，最終做出配煤決策，而每一次焦炭生產(chǎn)中，這些都是不同的。

行業(yè)機(jī)理+人工智能

即使是經(jīng)驗(yàn)最為豐富的配煤專家，也很難始終以全局視角，做出最優(yōu)解配煤決策，而這正是石橫特鋼思考的問題：如何基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能，解構(gòu)焦炭生產(chǎn)流程，并最終降低生產(chǎn)成本？

在“配煤優(yōu)化”項(xiàng)目中，除了算力和算法外，“行業(yè)機(jī)理+人工智能”的融合更為重要。華為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)FusionPlant，正是將華為云EI企業(yè)智能與工業(yè)行業(yè)知識(shí)結(jié)合，并最終打造形成EI工業(yè)智能體。

基于華為云EI工業(yè)智能體，智能配煤方案可進(jìn)一步將配煤工藝機(jī)理模型+AI數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法結(jié)合，并在更廣泛的求解空間內(nèi)，搜索更優(yōu)化的配煤方案。

該解決方案能夠在滿足焦炭產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，繼承配煤專家經(jīng)驗(yàn)，輔助做出更好的決策，顯著降低企業(yè)配煤成本，幫助焦炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。

90分不算及格

當(dāng)然，“行業(yè)機(jī)理+人工智能”只是智能配煤方案的理論基礎(chǔ)。

項(xiàng)目啟動(dòng)后，華為云工程師數(shù)次走進(jìn)石橫特鋼，深入焦化產(chǎn)線與配煤專家共同梳理配煤工藝細(xì)節(jié)，探討優(yōu)化決策中的可選方向、技術(shù)方案、優(yōu)化空間。經(jīng)過反復(fù)討論，在配煤優(yōu)化場(chǎng)景上形成了三點(diǎn)關(guān)鍵共識(shí)：精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、協(xié)同優(yōu)化、持續(xù)迭代。

其實(shí)，焦炭生產(chǎn)質(zhì)量預(yù)測(cè)和配煤優(yōu)化決策，是相輔相成的兩個(gè)環(huán)節(jié)。只有關(guān)鍵指標(biāo)的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率超過97%，才能體現(xiàn)配煤優(yōu)化決策的價(jià)值。如果質(zhì)量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率低于90%，則在此之上的優(yōu)化決策可信度將大打折扣。

突破傳統(tǒng)行業(yè)機(jī)理的“天花板”

石橫特鋼項(xiàng)目中的“三點(diǎn)共識(shí)”也只是解決方案的設(shè)計(jì)原則，而將“圖紙”落地于應(yīng)用，將人工智能轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)智能，還需腳踏實(shí)地完成諸多工作。

目前，華為云配煤優(yōu)化模型通過幾輪迭代，已支持穩(wěn)定商用，焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率超過97%，每噸焦炭生產(chǎn)的用煤成本平均降低15元。

通過與華為云合作，將“行業(yè)機(jī)理+人工智能”深度融合，石橫特鋼突破了傳統(tǒng)行業(yè)機(jī)理的“天花板”極限，不僅將焦炭生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)字化重構(gòu)，更是大幅度降低了生產(chǎn)成本，極大地提升了企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。