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強的第196位，實現(xiàn)營業(yè)收入425億元，利潤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)務之一。而此前，中國煉焦行業(yè)協(xié)會會長崔丕江，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所趨。

根據(jù)相關數(shù)據(jù)預測，到2030年，中國鋼鐵蓄積量將達到132億噸，廢鋼鐵資源年產(chǎn)出量達到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對焦炭的需求。如果到2030年，中國粗鋼市場需求保持在7億噸左右，按照每噸鐵平均消費焦炭435公斤計算，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)達到4.71億噸。

焦炭是如何煉成的

2019年底，為進一步推動肥城工業(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”為核心場景，切入數(shù)字化建設。

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

“配煤優(yōu)化”是一門復雜的工業(yè)知識，必須通過工業(yè)軟件和專家經(jīng)驗進行傳承，在焦化企業(yè)中，負責配煤工藝的配煤專家，就是焦化工業(yè)知識的傳承者。

配煤專家憑借爐火純青的手藝，通過考慮不同原料煤成分、價格、庫存、質量指標等因素，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)機理+人工智能

即使是經(jīng)驗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，解構焦炭生產(chǎn)流程，并最終降低生產(chǎn)成本？

在“配煤優(yōu)化”項目中，除了算力和算法外，“行業(yè)機理+人工智能”的融合更為重要。華為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺FusionPlant，正是將華為云EI企業(yè)智能與工業(yè)行業(yè)知識結合，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，智能配煤方案可進一步將配煤工藝機理模型+AI數(shù)據(jù)驅動的方法結合，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)品質量的前提下，繼承配煤專家經(jīng)驗，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)實現(xiàn)降本增效。

90分不算及格

當然，“行業(yè)機理+人工智能”只是智能配煤方案的理論基礎。

項目啟動后，華為云工程師數(shù)次走進石橫特鋼，深入焦化產(chǎn)線與配煤專家共同梳理配煤工藝細節(jié)，探討優(yōu)化決策中的可選方向、技術方案、優(yōu)化空間。經(jīng)過反復討論，在配煤優(yōu)化場景上形成了三點關鍵共識：精準預測、協(xié)同優(yōu)化、持續(xù)迭代。

其實，焦炭生產(chǎn)質量預測和配煤優(yōu)化決策，是相輔相成的兩個環(huán)節(jié)。只有關鍵指標的預測準確率超過97%，才能體現(xiàn)配煤優(yōu)化決策的價值。如果質量預測準確率低于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)機理的“天花板”

石橫特鋼項目中的“三點共識”也只是解決方案的設計原則，而將“圖紙”落地于應用，將人工智能轉變?yōu)楣I(yè)智能，還需腳踏實地完成諸多工作。

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，焦炭質量預測準確率超過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)機理+人工智能”深度融合，石橫特鋼突破了傳統(tǒng)行業(yè)機理的“天花板”極限，不僅將焦炭生產(chǎn)流程進行數(shù)字化重構，更是大幅度降低了生產(chǎn)成本，極大地提升了企業(yè)市場競爭力。