華為云數(shù)字配煤助理 煤焦鋼行業(yè)智能升級(jí)好幫手

我國能源礦產(chǎn)資源豐富，是全球最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國，龐大的供需造就了產(chǎn)值超十萬億的“煤焦鋼”產(chǎn)業(yè)鏈，引領(lǐng)我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展。近年來，受國際局勢(shì)、宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展需求等多個(gè)因素影響，煤焦鋼產(chǎn)業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也面臨著更多挑戰(zhàn)。

得益于人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的加速融合，煤焦鋼產(chǎn)業(yè)在降本增效、精細(xì)化發(fā)展、節(jié)能減排以及資源的合理分配上得到了提升與改善。其中，處于產(chǎn)業(yè)鏈中游位置的焦化行業(yè)，受限于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式、原料成本波動(dòng)等影響，正在積極依托數(shù)字技術(shù)賦能企業(yè)降本增效。

華為云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案總經(jīng)理 史揚(yáng)

圍繞焦化行業(yè)存在的痛點(diǎn)和解決方法，華為云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案總經(jīng)理史揚(yáng)，8月25日在2022第十一屆中國煤焦鋼產(chǎn)業(yè)大會(huì)上發(fā)表了《AI輔助配煤優(yōu)化，焦鋼企業(yè)降本增效新動(dòng)力》主題演講。他提出，人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，將為社會(huì)帶來巨大的生產(chǎn)變革和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。未來，工業(yè)領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用會(huì)逐年攀升，將在2025年達(dá)到63%。焦化企業(yè)借助人工智能技術(shù)，進(jìn)行智慧配煤煉焦，能夠有效提升配煤的生產(chǎn)精度、效率和穩(wěn)定性等，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，加速焦化產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

工業(yè)生產(chǎn)，需要決策優(yōu)化系統(tǒng)

長(zhǎng)期以來，工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)較為復(fù)雜，需要由一個(gè)或多個(gè)工業(yè)裝備組成生產(chǎn)工序。如今，復(fù)雜的工業(yè)過程，可以借助數(shù)字化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，管理也有相應(yīng)的信息系統(tǒng)(ERP、MES)支持，但復(fù)雜生產(chǎn)過程中的企業(yè)目標(biāo)、資源計(jì)劃、調(diào)度、運(yùn)行指標(biāo)、生產(chǎn)指令與控制指令的決策，仍需有經(jīng)驗(yàn)的“老師傅”在各信息系統(tǒng)平臺(tái)上操作。而這需要更先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，輔助工作人員的決策優(yōu)化，將經(jīng)驗(yàn)形成沉淀。

史揚(yáng)表示，工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)是一個(gè)多目標(biāo)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，人在其中扮演著至關(guān)重要的角色。以焦化行業(yè)為例，傳統(tǒng)煉焦的配煤環(huán)節(jié)（指將不同煤種進(jìn)行搭配組合，形成煉焦煤，用于煉成焦炭）仍然依賴配煤師通過單純的腦力來計(jì)算出配煤比例——配煤師是焦化企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵決策者。但這也意味著生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量存在“不可控、不穩(wěn)定”。

一方面，單純依賴人工配煤很難為企業(yè)做到成本合理的配煤方案。當(dāng)下，因行業(yè)周期波動(dòng)，原料煤的價(jià)格大幅上漲，優(yōu)質(zhì)煤種比較稀缺，價(jià)格昂貴，企業(yè)降本增效的訴求緊迫而艱巨。所以，如何降低高成本煤種的比例，在保證質(zhì)量的前提下優(yōu)化配比，是企業(yè)降本增效的關(guān)鍵。但是由于配比需要考慮質(zhì)量、價(jià)格、庫存、生產(chǎn)計(jì)劃等條件，配煤師依靠人工經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算無法找到最優(yōu)的配煤方案。

另一方面，隨著鋼鐵企業(yè)高爐的大型化，對(duì)焦炭質(zhì)量的要求逐漸變高，需要焦化企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的焦炭產(chǎn)品。由于焦炭質(zhì)量的影響因素比較復(fù)雜，傳統(tǒng)人工通過Ad、Std、Vdaf、G、Y五大參數(shù)很難準(zhǔn)確表征原料煤的性質(zhì)，更難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焦炭質(zhì)量。同時(shí)，人工經(jīng)驗(yàn)也無法對(duì)原料煤更多的檢驗(yàn)指標(biāo)（煤巖分析、灰成分礦物質(zhì)、吉式流動(dòng)度、單種煤煉焦等數(shù)據(jù)）進(jìn)行準(zhǔn)確分析，因此也難以保證焦炭質(zhì)量穩(wěn)定。

史揚(yáng)補(bǔ)充到，焦化企業(yè)將過去幾年甚至十幾年的經(jīng)驗(yàn)公式、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)存放在Excel表格中，以此為基準(zhǔn)去賦能業(yè)務(wù)。但現(xiàn)在隨著焦化行業(yè)形勢(shì)的變化，受原料煤價(jià)格及供應(yīng)波動(dòng)影響較大，調(diào)整相關(guān)參數(shù)更為頻繁，傳統(tǒng)表格方式已經(jīng)難以適用。還有一個(gè)需要注意的問題是，企業(yè)對(duì)于優(yōu)秀配煤師傅的經(jīng)驗(yàn)沉淀也很難做到有效傳承，專業(yè)配煤師培養(yǎng)周期長(zhǎng)。

在此背景下，行業(yè)普遍認(rèn)為，焦化行業(yè)乃至整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，需要一套全流程一體化的決策系統(tǒng)。根據(jù)史揚(yáng)分享，這樣的系統(tǒng)會(huì)從企業(yè)的IT系統(tǒng)獲取生產(chǎn)經(jīng)營指標(biāo)，質(zhì)量成本、交期，根據(jù)工況變化，動(dòng)態(tài)的去推薦最優(yōu)的工藝參數(shù)，配煤師或者一線的操作工，可以按照AI推薦的參數(shù)下發(fā)至生產(chǎn)系統(tǒng)，達(dá)到精益生產(chǎn)。而工業(yè)AI將是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管控一體化和決策優(yōu)化的關(guān)鍵。

華為云智慧配煤解決方案應(yīng)運(yùn)而生——以知識(shí)計(jì)算、盤古Graph學(xué)習(xí)架構(gòu)、天籌AI求解器為技術(shù)底座的智慧配煤解決方案目前已升級(jí)至2.0版本，具備優(yōu)秀的AI應(yīng)用能力，成為配煤師的智能“數(shù)字助理”，將輔助配煤師傅做出最優(yōu)決策，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)提質(zhì)、降本和增效的目標(biāo)。

“數(shù)字化配煤”，引領(lǐng)焦化企業(yè)智能升級(jí)

結(jié)合史揚(yáng)的解讀來看，華為云智慧配煤方案具備三大優(yōu)勢(shì):

1）盤古Graph學(xué)習(xí)架構(gòu)，全自動(dòng)端到端提升大模型的精度、泛化性、遷移性和可解釋性，解決傳統(tǒng)AI難以規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化的難題。

盤古Graph開創(chuàng)性將大模型分為功能區(qū)和協(xié)同區(qū)。功能區(qū)通過數(shù)據(jù)差異和模型差異訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)大量基模型的全自動(dòng)并行學(xué)習(xí)優(yōu)化；協(xié)同區(qū)基于圖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)基模型的高效協(xié)同，使得大模型的精度和泛化可以達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)還保證了大模型的快速遷移能力和可解釋性。

2）知識(shí)計(jì)算可以將專家知識(shí)和AI模型進(jìn)行有機(jī)融合，提升模型應(yīng)對(duì)異常工況的泛化能力。專家概念性知識(shí)和程序性知識(shí)是基于歷史經(jīng)驗(yàn)歸納得到，具備較好的趨勢(shì)性，而AI模型具備較高的精度，將兩者進(jìn)行有效融合可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，解決了工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，生產(chǎn)過程動(dòng)態(tài)變化導(dǎo)致的模型準(zhǔn)確率問題，也增加了知識(shí)計(jì)算模型的可解釋性，讓知識(shí)計(jì)算能更好地輔助工業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)，知識(shí)計(jì)算可以將以前存在腦海里的抽象的經(jīng)驗(yàn)，通過數(shù)字化的方式傳承下來。將經(jīng)驗(yàn)沉淀，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速賦能。

3）天籌AI求解器，能夠提升企業(yè)配煤師傅的決策優(yōu)化能力，幫助配煤師快速找到最優(yōu)配比。天籌AI求解器作為華為自研產(chǎn)品，將求解器技術(shù)、AI技術(shù)和運(yùn)籌優(yōu)化技術(shù)深度融合，有效提升智慧配煤的優(yōu)化求解能力。天籌求解器可以處理多種復(fù)雜約束條件限制，在海量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上獲取全局最優(yōu)方案，輸出一個(gè)配比僅需約30秒鐘。

史揚(yáng)也分享了在鞍鋼應(yīng)用的亮眼數(shù)據(jù)：焦炭質(zhì)量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)98%；平均配合煤每噸成本降低約 5 元以上：配煤師傅配比效率從耗時(shí)1-2天縮短到1-2分鐘。由于客戶數(shù)據(jù)和管理水平先進(jìn)，智慧配煤整體應(yīng)用效果好，預(yù)計(jì)每月可降低配煤成本100萬元~400萬元。

精益為魂，變革為帆。華為云智慧配煤解決方案2.0，讓配煤更高效、結(jié)果更可靠，將加速助力焦化企業(yè)的智能升級(jí)。一直以來，華為云基于自己在技術(shù)、工具和經(jīng)驗(yàn)等方面的優(yōu)勢(shì)，從智能生產(chǎn)、數(shù)字辦公、科學(xué)管理等環(huán)節(jié)，幫助更多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)，加速制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的進(jìn)程。

事實(shí)上，放眼整個(gè)制造業(yè)，以AI技術(shù)為例，華為云已經(jīng)在10+行業(yè)600多個(gè)AI項(xiàng)目中進(jìn)行了深入的實(shí)踐，擁有一站式數(shù)據(jù)工廠平臺(tái)、工業(yè)機(jī)理與AI融合的AI建模開發(fā)平臺(tái)、工業(yè)級(jí)AI部署與運(yùn)行管理平臺(tái)、滿足行業(yè)定制化需求的工業(yè)視覺套件等能力。史揚(yáng)強(qiáng)調(diào)，面向未來，華為云將繼續(xù)攜手伙伴，結(jié)合先進(jìn)算法、充足算力和行業(yè)專家經(jīng)驗(yàn)等，以技術(shù)智變，加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)“質(zhì)變”實(shí)現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型飛躍。