本报记者樊三彩
为积极响应河北省唐山市委、市政府关于优化产业布局、促进转型升级、改善生态环境质量的号召，实现绿色发展、高质量发展的目标，河北天柱钢铁集团有限公司于2022年整体搬迁至唐山海港经济开发区。作为国内“最年轻”的一家完成向海搬迁的钢厂，天柱钢铁的数字化水平也行业领先。
4月24日，在2023冶金工业规划研究院钢铁行业CIO（首席信息官）高峰论坛（天柱钢铁站）期间，《中国冶金报》记者走进天柱钢铁技术中心，近距离感受了这家数控化率达到80%的沿海钢厂的魅力。
天柱钢铁技术中心包括智能检测室、物理室、原料室等，在这里，偌大炫酷的管控屏、灵巧取样制样的智能机器人、灵敏的监测报警系统等映入眼帘，现代化钢厂的气息扑面而来。《中国冶金报》记者了解到，天柱钢铁原料室配备的智能废钢自动验质系统实现了废钢验质的无人化和智能化，在业内处于领先水平。
端边云协同架构
统一废钢验级标准
当前，钢铁企业废钢回收面临诸多业务挑战，包括废钢定级作业环境较为恶劣，质检员劳动强度大、作业风险高；废钢来源复杂、种类繁多、料型不一，人工目检难以量化和标准化；废钢定级时间短，验级人员无法在有限时间内精准计算出料型占比；等等。
天柱钢铁信息自动化部部长林西强介绍，天柱钢铁废钢自动验质系统完美解决了这些问题。整体架构实现了端、边、云协同：在端层面，废钢车辆刷卡或扫码、过磅称重后进入废钢卸料厂，完成数据采集；在边层面，通过车斗检测、废钢识别整车定级、杂质识别、超标识别、危险品识别等废钢定级算法，生成定级图片、定级结果、验质报告等废钢定级应用结果；在云层面，则可以对废钢定级算法进行训练、优化，从而更好地进行边缘计算。
天柱钢铁技术中心主任巨伟锋介绍，这其中，首要且关键的一步是在端层面进行废钢智能判级的图像采集。天柱钢铁在废钢车辆卸车点正面安装了2台球机，一台用于废钢定级成像，另一台用于人工监控；侧面安装了一台球机，用于补充抓拍。“在废钢卸车过程中，选择适当的时机抓取车斗内废钢图片，能够保证准废钢料型成像准确、清晰，如实地反映出废钢供应商的料型种类、等级情况。”巨伟锋介绍，利用AI摄像机能够形成多角度、变焦距的废钢图像，成像更清晰。
“废钢自动定级的核心就是算法，其次是制度与标准的建立，根据标准反推算法。”林西强表示，废钢智能定级算法的关键步骤为逐层分析→AI识别→准确判级。整个过程可以分为6步。第一步是车辆定位，主要进行车斗识别和车斗范围划定；第二步是用磁吊吸取废钢；第三步是定位磁吊覆盖范围，视频自动变焦、抓取图像，对废钢进行分层分析；第四步是料型识别、比例分析；第五步是对实时料型比例、定级结果分层分析输出；第六步是整车废钢定级评估结果。“在整个过程中，整车要经过18次~40次逐层识别、料型分析和定级。”林西强介绍，天柱钢铁采用基于深度学习的计算机视觉技术对废钢种类进行建模，训练废钢识别和料型判定模型；通过严格把控模型训练数据的质量，固化人工验级经验，统一了废钢验级的标准，这种标准能够进一步优化判级的算法。
整车定级准确率≥90%
生产经营价值凸显
当前，山西建龙、晋钢、新天钢等企业也已启用废钢智能定级系统，相较而言，天柱钢铁废钢自动验质系统存在一定技术优势。“该系统提供标准接口，支持与现有系统对接开发。同时，该系统采用华为盘古大模型、公有云的强算力，支持算法模型一键部署边缘侧，支持5G等各种网络连接方式，能够实现整车定级准确率、整车扣杂准确率、异物识别准确率均≥90%，算法性能指标＜5秒（即单张废钢定级图片5秒内可完成模型推理输出定级结果；废钢定级任务结束后，整车定级结果5秒内输出）。”巨伟锋介绍。他告诉《中国冶金报》记者，这一废钢定级系统为企业生产经营带来了多重价值。
一是自动识别，降低劳动强度。该系统通过机器视觉多角度、逐层采集废钢信息，免去了废钢验级人员攀车近距离观察的工作流程，为现场人员的工作安全性提供了保障。
二是统一标准，客观评价。该系统通过AI算法进行智能定级、智能扣杂、统一标准，降低了人员主观因素对定级的影响。
三是定级结果可追溯。该系统实现按客户要求，存储定级过程数据，做到过程可追溯，减少废钢供应商对定级的异议。同时，该系统更易于实现模型的更新和数据迭代，实现算法专家的积累和行业专家的知识沉淀。
四是避免了安全隐患。危险品识别、实时报警等功能的实现，降低了定级过程中可能存在的工伤风险，保证投料安全。
五是降本增效。该系统提高了钢厂智能化、信息化程度，减少了废钢回收过程中不必要的时间消耗（包括提升废钢卸车效率、缩短供应商司机等待时间等），提高生产效率。
《中国冶金报》（2023年05月09日03版三版）
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