冶金自動化發(fā)展的策略與思考

1、冶金自動化發(fā)展的策略與思考作者簡介：郭雨春，首鋼自動化信息技術(shù)有限公司研究所總工程師，計算機(jī)與自動化控制高級工程師，長期從事冶金企業(yè)的自動化、信息化工作，主持并參加了多項大型冶金自動化、信息化項目，并獲得北京市及冶金系統(tǒng)的科技進(jìn)步獎，多篇專業(yè)學(xué)術(shù)文章在國內(nèi)大型專業(yè)刊物上發(fā)表，并擔(dān)任中國計算機(jī)用戶協(xié)會常委理事等職務(wù)。其他作者：陳志，首鋼自動化信息技術(shù)有限公司副總經(jīng)理兼副總工程師，計算機(jī)應(yīng)用高級工程師。     摘  要：本文結(jié)合我國冶金自動化及作者所在單位首鋼的自動化現(xiàn)狀，對我國冶金自動化的發(fā)展做了客觀的評價與探討，特別對構(gòu)成自動化核心的數(shù)學(xué)模型

2、的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢進(jìn)行了更進(jìn)一步的研究。    關(guān)鍵詞：冶金；自動化；數(shù)學(xué)模型    Abstract：In this paper,we appraise and discusse impersonally the development of the domestic metallurgical automation combined with the status quo of metallurgical automation in our country and our companyShou Gang.Especially we

3、 conduct further research on the development and trend of mathematical model which is the core of automation.    Key words：metallurgy；automation；mathematical model     中國冶金自動化產(chǎn)業(yè)伴隨著現(xiàn)代化鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。就首鋼而言，從1919年成立至今已經(jīng)九十年了，前四十年受歷史時代的影響，首鋼冶金自動化工作幾乎沒有發(fā)展，從1959年算起，水銀整流器、直流調(diào)速

4、裝置等開始應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)，這也標(biāo)志著首鋼自動化應(yīng)用開始走入人們的視野。    1  首鋼自動化應(yīng)用的歷史與現(xiàn)狀    首鋼自動化發(fā)展的春天，是從我國改革開發(fā)算起，燦爛的改革開發(fā)之花，結(jié)出了豐碩的經(jīng)濟(jì)之果。    1982年首鋼率先在全國將自動化技術(shù)應(yīng)用于高爐、燒結(jié)及煉鋼等主要生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。在高爐自動化技術(shù)改造中，結(jié)合新工藝的采用，實現(xiàn)了高爐上料、噴煤、熱風(fēng)爐和高爐主體的全過程計算機(jī)控制，實現(xiàn)了高爐爐內(nèi)均勻布料，自動化調(diào)整風(fēng)溫、自動噴煤等先進(jìn)的技術(shù)目標(biāo)?？梢噪S時檢測高爐冶煉過程和各種工藝參數(shù)，各項

5、工藝技術(shù)指標(biāo)創(chuàng)造了歷史的最好水平！達(dá)到了世界先進(jìn)水平。在高爐自動化改造的同時利用大修時機(jī)，將集散型控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn)，實現(xiàn)了對3500多個輸入輸出點的控制。在線800多套設(shè)備也全部實現(xiàn)了自動控制，特別值得一提的是將環(huán)保系統(tǒng)也實現(xiàn)了計算機(jī)控制。使得多年沒有解決的設(shè)備排塵問題得到了基本解決。排塵量大大低于當(dāng)時的國家標(biāo)準(zhǔn)。燒結(jié)礦一級品率大大提高，取得的經(jīng)濟(jì)效益得到了大家的一致公認(rèn)。在煉鋼方面，采用微型機(jī)對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測，為加強(qiáng)管理和穩(wěn)定操作，提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。    多年的努力，一批具有行業(yè)特色的自動化產(chǎn)品與技術(shù)相繼問世，并投入生產(chǎn)，如中子水分子儀，閃爍料

6、位計，氧化鋯殘氧分析儀等，在鋼鐵生產(chǎn)中都發(fā)揮了重要作用。    進(jìn)入21世紀(jì)以來，首鋼自動化應(yīng)用與開發(fā)工作再上新臺階，并產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，所有設(shè)計都實現(xiàn)了三級CAD設(shè)計，徹底甩掉了圖紙，以具有21世紀(jì)先進(jìn)水平的首鋼京唐鋼鐵公司的投產(chǎn)，標(biāo)志著又迎來了一個首鋼自動化應(yīng)用與開發(fā)的春天。目前在首鋼冶金自動化已經(jīng)成為冶金工藝的一個重要組成部分。換句話說，沒有自動化就無法煉鋼、軋鋼，這已經(jīng)成為首鋼冶金工藝一條新的準(zhǔn)則與條件。冶金自動化也正是靠著本身的實力與優(yōu)勢，不斷提升在生產(chǎn)中的地位與作用。    2  新型工業(yè)化道路為首鋼自動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)

7、展指明了方向    “走新型工業(yè)化道路”實現(xiàn)兩化的融合，首先我們要在工業(yè)化方面取得重大突破。而衡量一個國家是否實現(xiàn)工業(yè)化，主要看其工業(yè)自動化水平。在當(dāng)代，自動化是工業(yè)化的重要標(biāo)志。我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展主體工藝設(shè)備不比國外的差，但鋼鐵工業(yè)的整體水平和國外相比，差距仍然較大，差在哪里，一是管理水平，二就是工藝軟件上，而這兩者我們可以分別看成是在信息化與自動化方面的差距。    信息化與自動化不是兩個獨立的概念，某種意義上講，信息化是自動化發(fā)展的一個新階段。如果我們把傳統(tǒng)自動化稱為基礎(chǔ)自動化或過程自動化的話，那么信息化就是將管理的內(nèi)

8、容與自動化有機(jī)地結(jié)合成一個整體，我們也可以稱為“集成式自動化”，所以我們常把企業(yè)信息化建設(shè)分成四級或者五級。如圖1所示。                                        

9、                          圖1  企業(yè)信息化架構(gòu)     所以，我們也可以說，由于我們在“集成自動化”方面存在著差距，所以影響了我國鋼鐵工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。成為制約我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的瓶頸。    進(jìn)入新世紀(jì)以來，首鋼總公司結(jié)合整體發(fā)展戰(zhàn)略，具體描

10、繪出了首鋼走新型工業(yè)化道路的三步走戰(zhàn)略。    第一階段是在目前首鋼產(chǎn)線基礎(chǔ)之上通過雙高產(chǎn)品，拳頭產(chǎn)品的戰(zhàn)略在現(xiàn)有的產(chǎn)線和基本工裝條件下通過技術(shù)進(jìn)步提升經(jīng)濟(jì)效益，積累技術(shù)儲備，培養(yǎng)人才團(tuán)隊，構(gòu)建企業(yè)管理信息化平臺，使得信息化作為兩個轉(zhuǎn)變的載體理念和作用基本形成。第二階段是在第一階段的基礎(chǔ)上，通過首鋼在鋼鐵高端產(chǎn)品的新產(chǎn)線的建設(shè)過程中進(jìn)一步消化吸收國內(nèi)國際先進(jìn)技術(shù)、管理經(jīng)驗，通過開放合作的技術(shù)路線，進(jìn)一步系統(tǒng)固化、優(yōu)化首鋼在鋼鐵工業(yè)高端產(chǎn)品方面的技術(shù)、管理基礎(chǔ)，企業(yè)管理信息化達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，充分發(fā)揮信息化作為兩個轉(zhuǎn)變的載體的作用，首鋼技術(shù)管理團(tuán)隊對于首鋼四級自動化

11、結(jié)構(gòu)達(dá)到全面的把握；第三階段是在前兩個階段之上，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，自主集成，通過曹妃甸鋼鐵基地的建設(shè)，以信息化作為全面創(chuàng)新的載體，全面達(dá)到當(dāng)代鋼鐵工業(yè)的制高點，構(gòu)建中國鋼鐵工業(yè)21世紀(jì)的概念工廠，以信息化引領(lǐng)競爭優(yōu)勢的構(gòu)建。目前首鋼是在第三階段上進(jìn)行著拼搏，東方的地平線上已經(jīng)露出勝利的曙光。    同時我們高興的看到，國內(nèi)許多冶金企業(yè)的自動化水平也都發(fā)展到了較高水平，一些具有代表性的技術(shù)與項目，如全自動煉鋼、CSP軋鋼自動化等都開始在國內(nèi)推廣，并收到良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是我們也應(yīng)該清醒的看到，在一些高端自動化技術(shù)與產(chǎn)品方面，我們還處于劣勢，為什么？因為許多核心

12、技術(shù)我們還沒有掌握，為此，開發(fā)高端自動化技術(shù)與產(chǎn)品是我們遇到的一個不容回避的問題，也是一個需要解決的問題。為此首鋼在二級過程控制數(shù)學(xué)模型上另辟蹊徑，劍走偏鋒，通過過程控制模型的研發(fā)與應(yīng)用，搶占自動化高端產(chǎn)品與技術(shù)的制高點。    （1）數(shù)學(xué)模型是冶金自動化中的核心技術(shù)。牽牛要牽牛鼻子，如果我們掌握了數(shù)學(xué)模型的這項技術(shù)，就掌握了自動化的主動權(quán)、話語權(quán)。    （2）核心技術(shù)是買不來的。我們要生產(chǎn)國家急需的鋼鐵產(chǎn)品，就要有相應(yīng)的高端自動化技術(shù)來做支撐，國外廠商出于自身利益，他不會轉(zhuǎn)讓這類高端自動化技術(shù)與產(chǎn)品，他們所能轉(zhuǎn)讓的技術(shù)都是有條件限

13、制的技術(shù)或已經(jīng)過時的產(chǎn)品與技術(shù)。   （3）警惕新的文化與技術(shù)的“侵略”。就拿數(shù)學(xué)模型這類技術(shù)而言，有些新的品種鋼的冶煉技術(shù)，他們利用了我們的環(huán)境與條件，以及我們的原料以及人力資源，攻關(guān)開發(fā)成功后，他們會無償?shù)哪米?，再賣給新的用戶，而我們還要付給他們錢，這不是“以強(qiáng)欺弱”的“侵略”又是什么？    （4）引進(jìn)技術(shù)的“水土不服”，過去我們引進(jìn)了一些數(shù)學(xué)模型，但這些引進(jìn)模型的應(yīng)用都是有一定的邊界條件限制的，他們把許多條件都理想化，用國外的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，而我國國內(nèi)許多條件都很難滿足這些需求。所以出現(xiàn)了“水土不服”的問題，使用效果大打折扣，甚至夭折。 &

14、#160; （5）開展高端冶金自動化領(lǐng)域數(shù)學(xué)模型的自主創(chuàng)新條件基本成熟。我們有著廣闊的市場需求，我國的冶金自動化水平已經(jīng)發(fā)展到了一定的水平，一支技術(shù)創(chuàng)新的團(tuán)隊已經(jīng)基本形成，而且，許多冶金企業(yè)都有著豐富的實踐經(jīng)驗，這些都為開展二級數(shù)學(xué)模型的自主創(chuàng)新創(chuàng)造了極為有利的條件。    3  數(shù)學(xué)模型是冶金自動化技術(shù)的核心    過程控制數(shù)學(xué)模型是冶金工業(yè)自動化與信息化的核心技術(shù)，從目前我國冶金工業(yè)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用與研發(fā)方面，無論是從方法論還是從實際應(yīng)用的角度來看，都有了很大的跨越和進(jìn)步。同時數(shù)學(xué)模型應(yīng)用與研發(fā)的水平，也是檢驗我國冶金企業(yè)

15、創(chuàng)新動力的一個重要標(biāo)志。數(shù)學(xué)模型是控制對象的表征，是對象可執(zhí)行的表述，正是由于它與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、工藝能力的有效結(jié)合，發(fā)揮了重要的指揮與優(yōu)化作用，所以我們才把數(shù)學(xué)模型稱之為自動化與信息化的核心技術(shù)。    3.1  數(shù)學(xué)模型的概念    由于數(shù)學(xué)模型涉及范圍較廣，大家會從各個角度對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，盡管版本不同，長短不一，但其內(nèi)容基本都是在一個范圍內(nèi)，如果把數(shù)學(xué)模型理解為“對過程要素的數(shù)學(xué)描述”，既簡潔也能說明問題。當(dāng)然要把這種數(shù)學(xué)描述用計算機(jī)語言準(zhǔn)確地表述起來才可以發(fā)揮作用。    建

16、立高可用性，高精度的數(shù)學(xué)模型是我國鋼鐵工業(yè)開發(fā)和生產(chǎn)出滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的鋼材品種。提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提升核心競爭力的技術(shù)基礎(chǔ)。    3.2  模型分類    數(shù)學(xué)模型分類的方式很多，如果依照建模方法來劃分，可分為：     （1）機(jī)理模型：這類數(shù)學(xué)模型的建立，首先要對控制對象的物理化學(xué)過程進(jìn)行深入細(xì)致的研究和理論探討，找到影響過程各因素之間的關(guān)系，應(yīng)用數(shù)學(xué)表達(dá)式，圖形或算法表示出來。得到數(shù)學(xué)模型后，再用實際數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，完善，增加修訂內(nèi)容或確定權(quán)重系數(shù)，

17、或決定采用分段處理的方式等。    （2）統(tǒng)計控制模型：這類數(shù)學(xué)模型建模時與工藝?yán)碚撽P(guān)系較少，而是通過現(xiàn)場采集到的大量與過程控制因素有關(guān)的數(shù)據(jù)，以自動控制原理和現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用回歸方式建立起數(shù)學(xué)表達(dá)式或圖形，這是一種隨機(jī)性模型，當(dāng)工藝條件（被描述對象）發(fā)生重大變化時，則需要進(jìn)行重大的修正或完善。    （3）人工智能模型：它是一種將上述兩種模型進(jìn)行結(jié)合和優(yōu)化而生成新的模型，它是隨著自動控制理論與現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新的建模方式。這是一種基于規(guī)則的模型，其主要的依據(jù)是工藝的控制經(jīng)驗和相關(guān)的專家知識及理論。 &

18、#160;  當(dāng)然，也有按照模型功能劃分類別的，如設(shè)定模型、控制模型、自適應(yīng)模型等。    3.3  建模過程    不同行業(yè)不同區(qū)域的建模過程都有所不同。我們根據(jù)首鋼的具體實踐情況，大致分成以下幾個階段：     （1）建模準(zhǔn)備：明確建模的目的，對要控制的對象過程經(jīng)過分析，搜索必要的信息，特征提取，通過要素分析，對建模方式進(jìn)行選擇，形成實質(zhì)性的建模框架。    （2）數(shù)學(xué)描述：根據(jù)對象的特征和建模目的，經(jīng)過相關(guān)物理化學(xué)定律的應(yīng)用以及約束條件的確認(rèn)，抓住問

19、題的本質(zhì)，做出必要的合理的簡化和假設(shè)，用數(shù)學(xué)語言，數(shù)學(xué)方法表達(dá)出所控對象的內(nèi)在規(guī)律，建立包括常量和變量在內(nèi)的數(shù)學(xué)模型。    （3）模型調(diào)試：通過對數(shù)學(xué)模型的求解，達(dá)到模型的可執(zhí)行并通過測試。    （4）模型優(yōu)化：通過對結(jié)果進(jìn)行必要的分析，對模型進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和完善。    （5）模型檢驗：用實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，來檢驗?zāi)Ｐ偷恼_性，這樣反復(fù)進(jìn)行多次循環(huán)，直至最終達(dá)到滿意的效果。    （6）模型應(yīng)用：將檢驗合格的數(shù)學(xué)模型與現(xiàn)場的控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)組成一

20、個系統(tǒng)，在現(xiàn)場最終完成線程調(diào)試并開始試運行。    3.4  國內(nèi)數(shù)學(xué)模型開發(fā)與應(yīng)用    從我國鋼鐵企業(yè)當(dāng)前的實際情況來看，主要工藝過程都使用了數(shù)學(xué)模型，如鐵前系統(tǒng)就有焦化數(shù)學(xué)模型、燒結(jié)數(shù)學(xué)模型和高爐數(shù)學(xué)模型；煉鋼系統(tǒng)中如轉(zhuǎn)爐煉鋼數(shù)學(xué)模型、RH真空精煉數(shù)學(xué)模型，LF爐精煉數(shù)學(xué)模型以及連鑄數(shù)學(xué)模型等；軋鋼工序是應(yīng)用過程控制數(shù)學(xué)模型技術(shù)最廣泛最成熟的領(lǐng)域，如冷熱連軋生產(chǎn)線、中厚板生產(chǎn)線，涂鍍生產(chǎn)線、熱處理系統(tǒng)等，在線生產(chǎn)控制都使用了數(shù)學(xué)模型。    但在這成績面前，我們還要看到，內(nèi)部仍然存在著更深

21、層次的問題。    （1）在過程控制數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用中，重復(fù)引進(jìn)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且對核心技術(shù)的封鎖也是十分嚴(yán)重的。由于種種原因，我們不能有效地對引進(jìn)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行維護(hù)和二次開發(fā)，以致出現(xiàn)“水土不服”和不能充分發(fā)揮作用等問題。    （2）在我們內(nèi)部的企業(yè)之間互相保密，有些企業(yè)認(rèn)為我們自己花的錢引進(jìn)的技術(shù)，就要作為自己本企業(yè)的秘密，而加以保護(hù)，以致影響到對引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、再創(chuàng)新工作的進(jìn)一步開展。這種保密的結(jié)果，是替外商保了密，苦了我們自己，幫助外商占領(lǐng)國內(nèi)市場，我們倒起了一定的作用。    審視整個鋼

22、鐵工業(yè)自動化信息化的發(fā)展趨勢，過程控制數(shù)學(xué)模型是鋼鐵工業(yè)自動化信息化最直接最有效的領(lǐng)域，也是最核心的技術(shù)，沒有或者不掌握這種技術(shù)，鋼鐵工業(yè)的自動化信息化就難免流于形式，難以收到理想的效果。    4  首鋼數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀    首鋼自從上個世紀(jì)七十年代以來，就開始了控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的研發(fā)與應(yīng)用工作，研究成果于上個世紀(jì)八十年代獲得國家科技進(jìn)步獎。本世紀(jì)初，特別是2005年以來，首鋼集中了全公司的自動化信息化力量，組建了首鋼自動化信息技術(shù)有限公司，控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的研發(fā)與應(yīng)用工作又揭開了嶄新的一頁。 

23、60; 4.1  高爐專家系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    高爐煉鐵控制是一項復(fù)雜的過程控制系統(tǒng)，爐況順行是高爐控制的主要目的。目前高爐專家系統(tǒng)多是從保順行入手開發(fā)研究與應(yīng)用。而首鋼就是在總結(jié)了國內(nèi)外高爐專家系統(tǒng)研究與應(yīng)用的成功經(jīng)驗與失敗的教訓(xùn)基礎(chǔ)之上，換一個思路，在一般爐況順行的基礎(chǔ)上，從異常爐況判斷入手，提出了“提高高爐異常爐況判斷準(zhǔn)確性就是保高爐順行”的新思想，通過主動出擊，積極防御，針對各種異常爐況的判斷與分析，對原有異常爐況處理的經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)、優(yōu)化，找出其內(nèi)在規(guī)律性，并用新技術(shù)手段加以科學(xué)再現(xiàn)，保證高爐生產(chǎn)不受波動或少受波動，從而達(dá)到保證高爐順行的目的。

24、    通過人工智能領(lǐng)域的專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法、遺傳算法等新興學(xué)科技術(shù)，將高爐專家知識和經(jīng)驗進(jìn)行量化，用智能推理技術(shù)將量化結(jié)果進(jìn)行綜合分析來預(yù)報和處理爐況，尤其對異常爐況的征兆進(jìn)行詳細(xì)的分析和預(yù)報，并提出相應(yīng)的處理措施。通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)來預(yù)報鐵水溫度。通過有限差分和遺傳算法來構(gòu)建爐缸侵蝕模型，通過運動軌道方程，應(yīng)用土坡塌陷及堆積原理來構(gòu)建爐料分布模型，并采用三段法來分析爐內(nèi)徑向負(fù)荷分布，最終通過模型的協(xié)同來綜合治理高爐，以達(dá)到高爐順行的目的。          

25、;             圖2  高爐專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖     經(jīng)過兩年的探索、開發(fā)與實踐，首鋼高爐專家系統(tǒng)終于研制成功并應(yīng)用于高爐生產(chǎn)領(lǐng)域，在原料多變的狀態(tài)下，通過對異常爐況判斷和原料質(zhì)量模塊的開發(fā)應(yīng)用，預(yù)報命中率又得到了進(jìn)一步提升。爐況判斷準(zhǔn)確全面實時，模型整體的技術(shù)性能達(dá)到了國際先進(jìn)水平。    4.2  首鋼燒結(jié)智能化控制系統(tǒng)    燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)工

26、藝過程中的一個重要環(huán)節(jié)，就是將精礦粉與其它粉狀原料、回收的冶金工業(yè)粉塵，按一定比例混合，并燒制成塊狀的原料，供高爐生產(chǎn)使用。    首鋼燒結(jié)智能化控制系統(tǒng)是首鋼自動化信息技術(shù)公司自行設(shè)計，開發(fā)完成的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的控制模型軟件，該系統(tǒng)從配料開始到燒結(jié)全過程，針對各個關(guān)鍵控制點建立模型，并有機(jī)的組成一個整體，進(jìn)行智能控制，整個模型智能化控制系統(tǒng)包括了優(yōu)化配料模型、動態(tài)配料模型、成分預(yù)報模型、點火模型、燃料模型、BTP（燒結(jié)終點）控制模型、BTP偏差控制模型等數(shù)10個子模型，實現(xiàn)了首鋼燒結(jié)生產(chǎn)智能化控制，達(dá)到了節(jié)能降耗，綠色生產(chǎn)、提高產(chǎn)品與質(zhì)量等新的目標(biāo)，各項技

27、術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也在上一個新臺階。    其中BRP（溫度上升點）斜率判斷法，利用燃燒速度一致性指數(shù)改善布料，消除終點偏差等技術(shù)內(nèi)容，都是首次提出并應(yīng)用于生產(chǎn)實際。使用效果良好，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。    4.3  首鋼高品質(zhì)鋼一體化冶煉智能化集成系統(tǒng)    首鋼高品質(zhì)鋼一體化冶煉智能化集成系統(tǒng)是首鋼自動化信息技術(shù)公司經(jīng)過多年研究，全部自行設(shè)計，自主開發(fā)完成的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉自動化模型軟件。    這套系統(tǒng)是以動靜態(tài)冶煉模型為核心，以冶煉全過程（包括精煉）

28、科學(xué)管理為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為支撐的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐冶煉全過程的自動控制技術(shù)。系統(tǒng)開發(fā)了自動化煉鋼靜態(tài)模型和動態(tài)模型，部分功能可以根據(jù)現(xiàn)場實際進(jìn)行定制設(shè)計開發(fā)。    這套模型結(jié)合機(jī)理模型和統(tǒng)計模型的特點，是通過主進(jìn)程模型協(xié)調(diào)各分?jǐn)?shù)學(xué)模型計算進(jìn)程的開始和結(jié)束，將煙氣分析與副槍技術(shù)有效地結(jié)合在一起，并將轉(zhuǎn)爐煉鋼與RH爐精煉、LF爐的自動控制與判斷做為一個系統(tǒng)中的三個要素有機(jī)地進(jìn)行統(tǒng)一分析，判斷及處理，實現(xiàn)了協(xié)同職能化煉鋼。特別是對鋼水、爐渣和合金為研究體系，利用機(jī)理模型分析影響鋼水溫度的主要因素，在此基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)挖掘，基于熱平衡理論建立溫度預(yù)報模型，利用質(zhì)量守恒定律

29、和線性規(guī)劃方法，建立成分預(yù)報模型和控制模型，充分利用轉(zhuǎn)爐、LF爐冶煉工藝操作的經(jīng)驗，優(yōu)化工藝參數(shù)，提高鋼水溫度和成分預(yù)報的準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)同時還具有強(qiáng)大的自學(xué)習(xí)功能，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用效果。系統(tǒng)穩(wěn)定運行率超過99?8%，鋼水終點溫度和成分預(yù)報命中率雙雙達(dá)到90%以上。以年產(chǎn)量500萬噸鋼設(shè)計，使用該系統(tǒng)創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益要比未使用前高達(dá)1400萬元，整體達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。    5  過程控制數(shù)學(xué)模型的未來發(fā)展    過程控制數(shù)學(xué)模型在國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展，目前還剛剛起步，方興未艾，隨著需求的發(fā)展，未來的數(shù)學(xué)模型

30、還有著極大的發(fā)展空間。從現(xiàn)在起，形成社會的關(guān)注，這對數(shù)學(xué)模型的未來發(fā)展，是會起到一定的積極作用的。    5.1  繼續(xù)做好過程控制數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用工作    我國冶金行業(yè)數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用還不算十分廣泛，在軋鋼方面應(yīng)用的較好，但其他工藝環(huán)節(jié)相對薄弱，所以，要充分利用現(xiàn)有的自動化資源，做好數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用工作。    （1）打破數(shù)學(xué)模型的神秘感。相信自己的力量，鼓足自己的信心，不等不靠，模型應(yīng)用從低級向高級逐步發(fā)展，不斷積累技術(shù)，不斷培養(yǎng)人才，踏下心來，抓上幾個項目，就一定能搞出名堂來，收到明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。   （2）選準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用的切入點，萬事開頭難，也最招人矚目，所以，根據(jù)本單位的實際情況，選準(zhǔn)自己模型應(yīng)用的切入點，至關(guān)重要。    （3）不要怕失敗。企業(yè)搞研發(fā)，由于資金投入的主體是企業(yè)自己，所以對投資回報比較關(guān)注，這也就客觀造成了科研開發(fā)工作只許成功，不許失敗的尷尬境界。所以，在數(shù)學(xué)模型應(yīng)用過程中，要允許失敗，不要怕失敗，解除束縛科技人員發(fā)展的條件限制，才能激發(fā)科技人員更大的工作熱情。    （4）積極開展對外合作。通