第一届河钢东大学术年会之——冶金装备自动化与智能制造分会场报告简介

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2017年8月18日，第一届河钢东大学术年会冶金装备自动化与智能制造分会场会议于东北大学国际学术交流中心402会议室举行。本次学术会议由张殿华、赵振锐和李鸿儒主持。来自河钢唐钢、邯钢、承钢、石钢、舞钢、宣钢、钢铁研究院和东北大学等单位的50余名技术专家、专业人员和学者参加了会议。本次学术会议由主题报告、技术报告及技术对接三部分组成，6名专家学者做了会议主题报告，16名专家和专业技术人员做了技术报告，全体参会人员参与了技术交流与对接。
一、主题报告
报告人：李鸿儒
题目：钢铁生产智能制造顶层设计的探讨
报告人简介
李鸿儒，男，教授，博士生导师，东北大学信息科学与工程学院副院长，辽宁省工业生产管控一体化虚拟仿真实验中心主任，兼任教育部实验教学指导委员会委员，辽宁省普通高等学校自动化类专业教学指导委员会秘书长，主要研究方向为复杂系统的建模、控制与优化，人工智能理论及应用，复杂工业系统监测与健康维护，综合自动化工程技术。
报告内容
结合河钢东大产业研究院首批课题-河钢典型产线智能制造顶层设计为背景，阐述了智能制造的基本思想。以信息物理系统（CPS）为基础，结合现有典型钢铁产线的信息化架构，探讨了未来钢铁生产的智能制造架构，强调全流程数据的应用，突出了横向集成的概念。提出了以工程数据中心、物理系统、信息系统和虚拟系统四部分为核心的智能制造系统架构。
报告人：封一丁
题目：智能制造在钢铁工业的实践与展望
报告人简介
封一丁，男，1962年出生，中共党员，现任河钢集团钢研总院副院长，正高级工程师，享受省政府特殊津贴专家。长期从事钢铁企业计量检测、自动控制系统、通信、计算机应用、企业信息化和智能制造等专业技术和管理工作。
报告内容
阐述了对于制造和智能制造的理解，拓展了制造系统的概念，以河钢唐钢智能化建设为基础，对钢铁工业信息自动化的应用现状进行了分析，指出了传统五级架构的局限和不足，探讨了传统制造业如何向智能制造转型的路径，全面分析了智能制造的定义和智能制造的难点和突破点，阐述了信息物理系统的5C架构，并对智能制造的未来发展进行展望。
报告人：潘鹏
题目：河钢邯钢智能制造工作进展及规划
报告人简介
潘鹏，男，中共党员，现任河钢集团邯钢公司自动化部部长，长期从事钢铁企业自动化、信息化等方面的工作，主持邯钢智能化建设工作。
报告内容
结合钢铁行业现状对智能化工作进行了探讨，介绍了邯钢生产与管理系统现状，阐述了在智能制造方面已经开展的工作，包括信息化改造、智能设备以及大数据在高炉和过程质量方面的应用等，并给出了邯钢在过程控制、生产执行、制造管理和经营管理等方面的智能制造工作规划，指出结合工艺知识的数据应用和价值挖掘，将是智能制造的重要组成部分。
报告人：刘士新
题目：基于工业大数据的流程工业智能化工艺控制及生产组织智慧优化决策
报告人简介
刘士新，男，教授，博士生导师，东北大学智能系统研究所所长。中国系统工程学会理事，物流系统工程专业委员会副主任委员，宝钢兼职教授，东北大学“建龙钢铁”特聘教授。主要研究方向：人工智能、智能制造、智能决策理论与方法。主持国家重点研发计划、自然科学基金以及大型企业科研项目40余项。
报告内容
我国金属材料工业生产装备已达世界先进水平，但高端板带产品质量及其稳定性等仍无法满足国家重大工程和战略性新兴产业发展的需求，综合制造成本较高。报告指出了数据利用水平低、工艺参数优化不够、大规模定制依靠经验等因素是存在差距的主要原因，对工业大数据环境下如何有效利用数据，提升产品质量稳定性、提高生产效率、降低生产成本进行了探讨。
报告人：谢植
题目：连铸和轧制过程钢材表面温度的准确测量
报告人简介
谢植，男，教授，博士生导师，现任东北大学自动化仪表研究所所长。主要研究方向：红外辐射测温理论与技术及生产过程参数检测、系统建模与优化控制。先后获得第二届中国青年科技奖、首届中国仪器仪表学会科学技术奖、国家技术发明二等奖等多项奖励。
报告内容
高温表面温度测量精度要求越趋严格，如1000℃左右控温窗口范围在10~20℃。而高温表面温度测量一直存在测量不准确（误差在6~30℃）、量值不能溯源和无法传递三大问题，这已成为制约工业技术水平提高的重要因素。本报告介绍一种创新的黑体转换式表面温度精确测量仪，包括测量原理、量值溯源与传递，及其相关实验的研究进展。
报告人：王君
题目：基于大数据分析的高精细中厚板轧制控制技术集成
报告人简介
王君，男，教授，博士，1965年10月生。研究方向为自动控制理论及应用和材料成形过程综合自动化，先后主持或参加完成了863、973、国家发改委重大装备研制项目等多项国家级科技攻关项目，完成中厚板轧机核心轧制技术和关键设备自动化控制系统的自主开发。
报告内容
报告以河钢集团唐山中厚板公司轧线升级改造及可控点平面形状控制技术项目为背景，介绍基于中厚板生产过程中的大数据平台构建方法，充分挖掘大数据潜在价值，找到与中厚板控制系统结合的切入点，开发了高精度厚度控制技术和智能化平面形状控制技术，构建新一代中厚板过程控制与模型系统，成材率提高超过1.0%，并对中厚板未来智能化研究工作进行了展望。
报告人：张麟
题目：打造河钢石钢互联网+特钢智能制造工厂
报告人简介
张麟，男，1981年出生，现任河钢石钢信息物流中心三级专家，MES系统架构师，长期从事钢铁企业信息化工作。
报告内容
河钢石钢互联网+特钢智能制造工厂建设，基于智能制造、互联网+、大数据的理念，规划五级智能制造架构。包括以智能检测、智能执行机构等为标志的一级基础自动化体系；以无人化机械料场、可视化炼铁、智能炼钢、智能轧钢为标志的二级过程控制体系；以特钢一体化MES系统、智能物流、远程设备智能诊断等系统组成的521模式为标志的三级管控体系；以ERP为主体的四级运营体系；以协同平台、供应链管理、决策支持为标志的五级智能决策体系。
报告人：阳剑
题目：基于多场耦合模型的连铸内部质量协调优化控制研究
报告人简介
阳剑，男，1985年8月生，博士，东北大学信息科学与工程学院讲师。研究方向为连铸过程建模与优化控制。主持国家自然科学基金1项，承担或参与横向课题8项，以第一作者在冶金、传热等顶级期刊发表学术论文5篇。
报告内容
连铸坯内部质量控制是钢铁生产的重要难题，凝固过程的精确控制是解决质量问题的关键。其要点有三：一是以基于多物理场耦合的数学模型为核心，研究保证其准确性、实时性，建立工艺-质量定量关系；二是以工艺-质量模型为基础建立目标函数，进行多质量目标协调优化，得到二冷、电磁搅拌等工艺优化设定值；三是针对拉速变化等非稳态过程，以在线模型为核心实现二冷、电磁搅拌动态控制。已形成软件包，应用于8家钢厂17台铸机。
报告人：彭文
题目：板带热连轧过程关键数学模型研究与开发
报告人简介
彭文，男，博士，东北大学讲师，从事板带轧制工艺、系统建模及智能优化算法等方面的研究，参与了多项板带轧制过程控制系统研发项目和多项国家课题。在IJAMT、JISRI等刊物发表论文20余篇，授权发明专利10余项。
报告内容
热轧生产过程具有多变量、强耦合、非线性的特点，在实际生产中存在大量的非稳态生产过程，面临着产品外形尺寸与内部性能控制稳定性差等一系列问题，对控制模型精度有着极高的要求。从板带热轧过程质量稳定性控制需求出发，针对轧制过程中的非稳态生产过程，通过状态仿真、数据分析、多目标求解等对轧制过程关键数学模型进行了研究与开发，通过控制策略优化有效提高了热轧产品的质量。
报告人：吕德文
题目：邯钢CSP轧机二级系统技术升级与应用
报告人简介
吕德文，邯钢公司连铸连轧厂轧钢三级技术专家，正高级工程师。在CSP轧钢工艺、质量管理和品种研发方面积累了丰富的实践经验，在专业技术领域先后取得省级以上科技成果十余项，并荣获全国青年岗位能手、全国钢铁工业劳动模范等多项荣誉称号。
报告内容
简要介绍了河钢邯钢CSP生产线轧机二级系统升级改造项目背景、总体实施思路情况；系统论述了轧机二级系统软、硬件设备升级方案制定、控制系统间通讯联接和数据传输方案设计、轧机二级系统“影子模式”并线运行方案、最新轧机二级工艺模型应用、实用功能程序研发功能程序模块开发以及项目实施后的效果对比情况等方面内容，为国内同类型CSP生产线轧机二级系统升级改造提供了一个可借鉴和参考的范例。
报告人：李振垒
题目：热轧带钢超快速冷却系统智能化控制策略研究
报告人简介
李振垒，男，中共党员，博士，东北大学RAL 师资博士后；主要从事热轧带钢超快速冷却系统及数学模型的研究与开发，参与多项横向课题及“十二五”国家科技支撑计划，长期深入生产一线，从事控制系统开发与调试工作。
报告内容
超快速冷却技术因具有冷却强度高、冷却均匀性强等特征，使其已经成为弥补热轧带钢轧后冷却能力不足和开发低成本减量化高性能产品的最有效手段。针对超快速冷却系统在国内短冷却生产线应用过程中关键问题，本文阐述了将中间高温计引入控制系统的多阶智能化控制策略；针对产线生产工艺控制较差的特征，采用生产大数据技术，提高了工艺温度控制精度及系统运行稳定性，有效消除产线上游工序控制差等问题对下游工艺温度控制精度的影响。
报告人：陈树宗
题目：板带冷连轧过程关键数学模型研究与开发
报告人简介
陈树宗，男，东北大学材料加工工程专业博士。主要从事轧制过程数学建模、智能控制等方面的研究工作，作为主要执行人参与开发了具有自主知识产权的冷连轧自动化控制系统，实现了酸轧联合机组三电系统的自主化集成。
报告内容
冷连轧机组精准执行的核心在于高精度的控制模型。本报告以东北大学自主研发的酸洗－冷连轧机组控制系统为背景，主要从轧制过程关键数学模型、轧制规程多目标优化、模型智能调优三个方面介绍所在团队所取得的一些关键性技术，并介绍控制系统的工业推广、现场应用和取得的社会经济效益。最后，结合钢铁工业绿色智能制造的需求，介绍过程控制模型的未来发展方向。
报告人：庞哈利
题目：基于VRML的钢丝绳虚拟制造系统
报告人简介
庞哈利，男，博士，教授，现任东北大学信息学院智能系统研究所教授，辽宁省、江苏省和沈阳市科技专家库专家。主要研究领域：企业资源计划和决策支持系统（ERP/DSS）、生产计划与调度、制造过程建模仿真与优化等。
报告内容
基于虚拟现实语言VRML结合C#.NET进行钢丝绳的虚拟制造系统的研究与开发。对钢丝绳生产过程工艺设备进行拟实建模，设置关键的生产制造参数，采用虚拟制造技术对钢丝绳生产过程进行数字化仿真，生成最终产品的可视化三维模型，实现在实际生产前进行生产设备参数的优化配置，对实际生产中可能出现的产品质量问题进行预判，为进一步优化产品结构参数设计和生产工艺设计提供依据。
报告人：贾永坡
题目：基于深度学习的板坯低倍质量评级系统
报告人简介
贾永坡，男，博士，中共党员，现任河钢集团邯钢公司技术专家，主要从事数据科学和人工智能方面研究，以及推进公司智能化和大数据应用工作。
报告内容
采用低倍检验方法可以快速直接对板坯内部偏析和疏松等影响质量的关键问题进行判断，进而可以对板坯质量进行评级。介绍了基于深度学习的板坯低倍质量评级系统的研发过程以及主要系统构架和功能。该系统采用图像处理技术对板坯低倍检验后的表面图片进行处理，然后采用深度学习方法和监督式学习，使用人工标定的数据来训练质量判定模型。该系统的判定准确率大于93%，综合F1-score高达95%，系统稳定可靠，并且具备质量判定、信息管理以及自学习功能。
报告人：夏青
题目：河钢唐钢订单设计ODS系统
报告人简介
夏青，河钢唐钢信息自动化部ODS 项目经理，在河钢唐钢一直从事产品质量设计系统数据管理、系统维护、设计等工作。参与自唐钢整体信息化一期到六期，所有质量设计系统项目实施。
报告内容
河钢唐钢设计实施的ODS（产品质量设计）系统，针对产品标准管理、质量设计管理，搭建唐钢产品规范数据库、冶金规范数据库。实现对客户销售订单进行质量设计展开，输出自铁水预处理、转炉、精炼、连铸、热轧、冷轧、退火、镀锌等产品制造流程中各个工序的产品参数、计划参数、工艺控制参数，实现集中、统一、一贯制的质量设计。
报告人：赵维娜
题目：河钢唐钢计划排程APS系统
报告人简介
赵维娜，河钢唐钢信息自动化部APS项目经理，主要从事信息化自动化系统建设和集成，一直从事APS系统相关建设和运维工作，目前正在实施高强汽车板、一冷轧APS系统全覆盖项目及整体订单跟踪系统建设。
报告内容
APS系统作为产销一体化的核心组成部分，将负责从接收客户订单或意向询单开始，直至现场最终生产完毕、物流发货为止的整个计划协同，其业务流程跨越从ERP到MES的信息化系统。通过集成高级排程系统及其他信息化系统，持续提升公司的生产成本控制和资金快速流转能力，形成了生产定制化、要素柔性化、交付精确化的生产一体化协同能力，满足了订单多品种、小批量的个性化需求，为实现公司智能制造战略构建了坚实的基础。
报告人：王颖
题目：河钢唐钢质量管理QMS系统
报告人简介
王颖，河钢唐钢信息自动化部信息中心 QMS系统项目经理，在唐钢从事多年的MES系统的开发与运维工作，是唐钢QMS项目主要参与实施者，曾经参与或自主开发的项目多次获得河钢集团奖项。
报告内容
河钢集团唐钢公司为求得良好的生存和发展空间，必须要在产品质量、客户关系、质量管理形态上做出突破，引入全自动、全流程的质量管理系统(Quality Management System，简称QMS)，以应对多样化、快捷化的市场需求。QMS系统是唐钢信息化革新工程的重要组成部分，该系统为一贯制质量管理体系建立一个全线生产工序的、全自动化的生产和质量数据监控、质量判定和质量管理信息化平台。
报告人：罗小川
题目：时间扰动下的炼钢调度与连铸拉速协同优化设定方法
报告人简介
罗小川，博士，东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室教授，博士生导师，美国IEEE member，INFORM member，英国IET member。主要研究领域：动态环境下优化算法设计与分析，复杂生产过程计划与调度，钢铁生产过程动态优化等。
报告内容
针对连铸出现的“断浇”现象，需要对生产调度和连铸拉速进行协同优化。提出了炼钢调度与连铸拉速协同优化设定方法，以冗余等待时间最小，“断浇”时间最小以及拉速调整尽量平缓为目标，建立数学模型。将模型分为炼钢-连铸调度调整模型和连铸拉速优化模型，分别采用字典序方法和控制变量参数化方法进行求解。仿真实验结果表明，本方法与人工操作方式相比更具准确性和优越性。
报告人：汪恭书
题目：订单分配与批量计划集成决策问题的建模与优化
报告人简介
汪恭书，东北大学工业与系统工程研究所副教授，研究方向是最优化理论与方法、流程工业生产与物流调度、决策支持系统开发，在优化领域顶级期刊Operations Research, Naval Research Logistics等发表多篇学术论文，主持国家自然科学基金面上项目、青年项目等课题。
报告内容
为均衡多机组生产负荷、提高生产效率，同时考虑大型设备批生产模式要求，研究了订单分配与批量计划集成决策问题。考虑订单与炼钢车间兼容性、钢级间优充替换关系、浇铸宽度要求、转炉容量限制、多个车间负荷均衡等要素，建立了问题的新型整数规划模型。提出利用Dantzig-Wolfe分解技术将原模型分解为主问题和子问题，采用列生成算法对主问题和子问题进行迭代求解得到原问题的下界，继而执行分支搜索过程获得整数最优解。
报告人：李小娟
题目：应用物资配送系统提升钢铁企业第三利润源
报告人简介
李小娟，女，硕士，计算机专业正高级工程师，1973年出生,河北省承德人。在河钢承钢从事信息化工作20余年，获得ORACLE OCP认证和国家软考高级项目经理证书，作为技术负责主持多个重点信息化项目。
报告内容
报告介绍了第三利润源的来源及对企业的现实意义，并以河钢承钢建设物资配送系统的实例分析了传统领料制的弊端和配送制物流管理的意义，具体从系统规划，业务流程重组（BPR）和信息系统建设三个方面描述了系统建设历程及应用后达到以配送制为切入点，实现顺畅、高效的物流管控，降低物流管理成本、方便生产，优化服务的实际效果。该报告所基于的项目获得了第十七届国家级二等企业管理现代化创新成果。
报告人：袁晓辉
题目：力学网改造项目的开发与实施
报告人简介
袁晓辉，1994年参加工作，河钢舞钢自动化部作业师，从事软件开发和系统维护工作，参加过ERP、新线MES等系统的开发，以及老线MES系统的升级改造工作。目前正在参与公司智能制造支撑体系一期项目建设。
报告内容
舞钢力学网主要承担着钢板性能的采集和管理，但随着业务需求的不断变化，暴露出原设计不合理等问题，并且运行状态不稳定，已严重影响生产，亟需进行改造。通过力学网的改造，实现了力学性能、物理、化学、金相、成品分析等从接受委托、实验数据生成，到上传性能报告，以及完善的综合查询、统计分析、跟踪预警等功能，实现了对钢板性能全管控，与公司质量系统紧密相连，是舞钢公司信息化建设中不可或缺的重要一环。
报告人：汪洋
题目：基于Android的生产日报APP的设计与实现
报告人简介
汪洋，1992年7月生，河北张家口人，2015年获得太原理工大学电子信息工程学士学位，2015年8月至今在河钢宣钢计控中心工作，参与基于Android 的生产日报APP开发。
报告内容
主要介绍基于Android 的生产日报APP设计与实现工作，包含Android应用程序开发的完整过程，客户端与服务器间通过WebService进行通信，服务器端基于C#语言，利用WebService实现接口的访问，Android客户端通过Ksoap2调用WebService，并以网格化管理为例，最终实现了Android客户端与服务器灵活的信息交互。以Android作为运行平台，将数据传输到Android客户端，进行解析，处理分析，提交上传等工作。最终实现了生产日报的预览功能。
分会场总结
与会专家聚焦钢铁工业智能制造与技术创新等重点领域，从自身特点和实际情况出发，注重与现有业务的协调和可持续发展，在钢铁工业智能制造顶层设计与相关工作实践、关键工艺参数检测、质量指标精准控制、生产调度协同优化等方面进行了交流。
在分会场报告的最后环节，各领域专家进行了深入讨论，以产供销全方位信息化和智能化为手段，实现多工序、系统级、全流程的产品质量和生产流程优化，提高产品质量和生产效率，为我国钢铁产业实现绿色智能发展做出贡献。
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