工藝，是一家企業(yè)如何利用生產(chǎn)工具對各種原材料、半成品進(jìn)行加工或處理，使之成為產(chǎn)品的方法，包括鑄造、鍛壓、機(jī)械加工、熱處理、焊接、裝配、油漆等工藝類別。

一方面，各個行業(yè)都有自己的通用數(shù)字工具和自動化設(shè)備，如CAPP（計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計系統(tǒng)）。另一方面，企業(yè)自主研發(fā)創(chuàng)新、經(jīng)驗總結(jié)的加工方法，可以成為企業(yè)自己的獨(dú)門秘籍，比如毛坯制作、機(jī)械加工、熱處理等各個環(huán)節(jié)先后順序的優(yōu)化，都可以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量，是一家工業(yè)企業(yè)最核心的競爭力。

每家制造業(yè)企業(yè)都規(guī)定了產(chǎn)品的工藝路線、機(jī)器設(shè)備和加工模具的種類、品名及編號、檢驗方法等，是組織生產(chǎn)和工人進(jìn)行生產(chǎn)操作的重要依據(jù)。

過去20年中國制造業(yè)的工藝優(yōu)化，主要聚焦于兩個方面：引進(jìn)國外的輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)和培養(yǎng)有經(jīng)驗的專家。今天，則轉(zhuǎn)向了數(shù)據(jù)智能。

以攀鋼集團(tuán)為例。脫硫是鋼鐵生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，硫工藝的好壞是判別中國鋼鐵與德國鋼鐵的重要標(biāo)準(zhǔn)。由于硫化物會降低鋼的韌性，所以工人師傅傾向于多加脫硫反應(yīng)劑。但反應(yīng)后產(chǎn)生的脫硫渣會帶走大量金屬料，每個爐次以220噸計，脫硫渣量均值為5噸，其中鐵損占比約為40%--55%。假設(shè)脫硫劑的加入量降低10%，理論上可降低0.8--1kg/噸的鋼料消耗。

解決方案

第一步，構(gòu)建仿真模型：基于歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)，構(gòu)建脫硫預(yù)測模型。通過結(jié)合脫硫劑加入量、噴吹速率等十多個關(guān)鍵參數(shù)，模擬脫硫全過程，并配合參數(shù)優(yōu)化模型，檢驗不同組參數(shù)的合理性及有效性。

第二步，參數(shù)尋優(yōu)模型：結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)與老師傅的經(jīng)驗，識別脫硫過程中的對脫硫結(jié)果影響最大的參數(shù)，包括鈍化鎂加入量、鈍化石灰加入配比、平均流量、噴吹時長等，通過尋優(yōu)模型識別參數(shù)間的最優(yōu)關(guān)系。再回歸到仿真模型中進(jìn)行反復(fù)驗證，最終得到最優(yōu)參數(shù)：在滿足脫硫效果的前提下，找到最小脫硫劑加入量的那組“配方”。

第三步，脫硫操作人員根據(jù)推送的推薦參數(shù)，動態(tài)調(diào)節(jié)脫硫劑的加入量，減少脫硫劑的消耗。

成效

對年產(chǎn)值400萬噸鋼的攀鋼西昌鋼釩基地來說，每年減少1700萬元損失。生產(chǎn)工藝優(yōu)化的解決方案，已經(jīng)在鋼鐵、水泥、固廢、化工、光伏等多個行業(yè)場景中得到實踐。

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