孫彥廣（1964 －）
工學(xué)博士，教授級高級工程師，博士生導師。冶金自動(dòng)化研究設計院副院長(cháng)，國家冶金自動(dòng)化工程技術(shù)中心主任。主要從事冶金過(guò)程建模和優(yōu)化控制、鋼鐵企業(yè)信息化方面研發(fā)工作。

摘要：本文介紹了國內十一五期間冶金自動(dòng)化技術(shù)主要進(jìn)展，總結了目前存在的問(wèn)題，分析了冶金自動(dòng)化技術(shù)可能的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：冶金自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展趨勢

Abstract: In this paper, the main development of national metallurgical automation technologies is introduced and the gap upto the world advanced level is indicated. The future development trend of metallurgical automation technologies are presented.

key words: Metallurgical Automation Technology；Development Trends

1 我國冶金自動(dòng)化發(fā)展狀況

    1.1 基礎自動(dòng)化和過(guò)程控制系統

    在基礎控制方面，以PLC、DCS、工業(yè)控制計算機為代表的計算機控制取代了常規模擬控制，在冶金企業(yè)全面普及。近年發(fā)展起來(lái)的現場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等技術(shù)逐步在冶金自動(dòng)化系統中應用，分布控制系統結構替代集中控制成為主流。

    在控制算法上，重要回路控制普遍采用PID算法，智能控制、先進(jìn)控制在電爐電極升降控制、連鑄結晶器液位控制、加熱爐燃燒控制、軋機軋制力控制等方面有了初步應用，取得了一定成果。

    在檢測方面，與回路控制、安全生產(chǎn)、能源計量等相關(guān)的流量、壓力、溫度、重量等信號的檢測儀表的配備比較齊全；高爐的軟熔帶形狀與位置、高爐爐缸渣鐵液位、煉鋼過(guò)程的熔池鋼水含碳量和溫度、連續鑄鋼過(guò)程的結晶器鋼坯拉漏預報、鋼材質(zhì)量和機械性能預報等軟測量技術(shù)取得了初步成果。

    在電氣傳動(dòng)方面，用于節能的交流變頻技術(shù)普遍采用；國產(chǎn)大功率交、直流傳動(dòng)裝置在軋線(xiàn)上得到成功應用。

    在過(guò)程控制方面，計算機過(guò)程控制系統普及率有較大幅度提高，根據最近中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )的調查結果，按冶金工序劃分，57.54%的高爐、56.39%的轉爐、58.56%的電爐、 60.08%的連鑄、 74.5%的軋機采用計算機過(guò)程控制系統。把工藝知識、數學(xué)模型、專(zhuān)家經(jīng)驗和智能技術(shù)結合起來(lái)，在煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過(guò)程模型和過(guò)程優(yōu)化方面取得了一定的成果，如高爐煉鐵過(guò)程優(yōu)化與智能控制系統、有副槍轉爐動(dòng)態(tài)數學(xué)模型、電爐供電曲線(xiàn)優(yōu)化、智能鋼包精煉爐控制系統、連鑄二冷水優(yōu)化設定、軋機智能過(guò)程參數設定等等。

    1.2 信息化

    根據中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )的調查結果，10%左右的煉鐵工序、25%左右的煉鋼工序、50%左右的軋鋼工序采用了生產(chǎn)管理計算機系統。冶金企業(yè)逐步認識到MES（制造執行系統）的重要性，在綜合應用運籌學(xué)、專(zhuān)家系統和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調生產(chǎn)線(xiàn)各工序作業(yè)，進(jìn)行全線(xiàn)物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線(xiàn)控制、設備預測維護等方面取得了初步成果。 

    隨著(zhù)企業(yè)管理水平的不斷提高，“信息化帶動(dòng)工業(yè)化”在冶金企業(yè)成為共識，企業(yè)信息化方興未艾，受到企業(yè)領(lǐng)導高度重視，各企業(yè)紛紛開(kāi)始信息化規劃和建設，很多企業(yè)已經(jīng)構造了企業(yè)信息網(wǎng)，為企業(yè)信息化奠定了良好的基礎。根據中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )報告，“我國鋼年產(chǎn)量500萬(wàn)噸以上的8家企業(yè)100%上了信息化的項目，鋼年產(chǎn)量50萬(wàn)噸以上的58家企業(yè)中有45家上了企業(yè)信息化的項目，占77.6%”。

    寶鋼股份、武鋼、寶鋼集團不銹鋼分公司等企業(yè)建成了主要產(chǎn)線(xiàn)的MES和產(chǎn)銷(xiāo)一體化系統。寶鋼集團不銹鋼分公司在鋼鐵企業(yè)率先建成了企業(yè)生產(chǎn)指揮駕駛艙。鋼鐵企業(yè)信息化已經(jīng)從信息的整合深入到知識的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數據倉庫和知識獲取方面走在了國內同行的前列，開(kāi)發(fā)了綜合數據挖掘系統、基于數據挖掘的質(zhì)量分析技術(shù)、基于數據倉庫的客戶(hù)服務(wù)知識庫，創(chuàng )建了智能質(zhì)量設計知識庫，取得了顯著(zhù)的成果。

2 “十五”期間我國冶金自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展

    2.1 檢測

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在金屬原位分析、鋼水連續測溫、軋制力智能監測、冶金反應過(guò)程中氣體成分的動(dòng)態(tài)分析、熱風(fēng)爐煙氣中的氧含量(殘氧量) 連續監測等方面取得了突破。

    冶金反應過(guò)程爐氣成分分析系統。以具有快速響應的小分子飛行時(shí)間質(zhì)譜為檢測器，結合高溫、高粉塵和高流速條件下的工業(yè)氣體取樣技術(shù)，集成成套的單體自動(dòng)化設備，用于自動(dòng)、在線(xiàn)、實(shí)時(shí)分析鋼鐵冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的爐氣的成分。

    熱風(fēng)爐煙氣氧量在線(xiàn)分析系統。由氧檢測探頭和電子學(xué)變送器及實(shí)際測量數學(xué)方程等幾部分組成，應用于煉鐵工藝中的熱風(fēng)爐燃燒，可在線(xiàn)、即時(shí)、快速、準確監測熱風(fēng)爐煙氣中的氧含量(殘氧量)，結合執行機構調控空／燃比可達到提高風(fēng)溫、節能降耗、減少環(huán)境污染的目的。

    黑體空腔式鋼水連續測溫技術(shù)與系統。在國內外首次提出黑體空腔式鋼水連續測溫方式，融合了接觸式測溫準確可靠和非接觸式測溫成本低的優(yōu)點(diǎn)。用相當于現行的消耗型熱電偶間斷測溫成本實(shí)現了鋼水連續測溫。
附著(zhù)式軋制力智能監測系統研制與應用。由附著(zhù)式傳感器、工控機柜、智能儀表、數碼顯示器、報警裝置、UPS電源、系統電源和監測軟件等構成。重點(diǎn)解決如何利用智能監測儀表、工控機和監測軟件對產(chǎn)生的干擾信號進(jìn)行識別與處理，消除對測量精度和穩定性產(chǎn)生的嚴重影響。

    2.2 電氣傳動(dòng)

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在大功率交交變頻調速系統、智能化高壓變頻裝置的研究方面取得了新進(jìn)展。

    大功率交交變頻調速系統及推廣應用。研制了我國第一套熱連軋機主傳動(dòng)交流調速裝備，攻克了高精度、高動(dòng)態(tài)響應、多套交交變頻對電網(wǎng)的無(wú)功沖擊及諧波污染的治理和軋機主傳動(dòng)機電振動(dòng)的抑制等技術(shù)難關(guān)，在攀鋼1450熱連軋廠(chǎng)投入使用。其靜態(tài)精度與動(dòng)態(tài)響應等各項技術(shù)性能指標達到國際先進(jìn)水平。扭轉了大功率變頻調速裝備依賴(lài)進(jìn)口的局面，實(shí)現了國產(chǎn)大功率交流調速裝備的產(chǎn)業(yè)化。

    智能化高壓變頻裝置的研究及推廣應用。在冶金行業(yè)中，大型風(fēng)機和泵類(lèi)驅動(dòng)普遍應用高壓電機，高壓變頻是大中型風(fēng)機、泵類(lèi)高壓電機調速的關(guān)鍵技術(shù)。AriVert_智能化高壓變頻裝置通過(guò)了國家電控配電設備質(zhì)量監督檢驗中心按照國際標準IEC61800-4進(jìn)行的型式試驗，其主要技術(shù)指標達到國際先進(jìn)水平。在攀鋼、凌鋼等鋼鐵企業(yè)推廣高壓變頻調速裝置10余套。 

    2.3 鐵鋼軋區自動(dòng)控制與優(yōu)化
        
    2.3.1  鐵區自動(dòng)控制與優(yōu)化

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在煉焦配煤優(yōu)化系統、焦爐加熱計算機控制及管理系統、燒結過(guò)程智能控制管理系統、燒結終點(diǎn)判斷與智能控制系統、煉鐵優(yōu)化專(zhuān)家系統、高爐人工智能系統等方面取得了豐碩成果。

    煉焦配煤優(yōu)化系統。通過(guò)最優(yōu)決策和專(zhuān)家知識庫，在保證焦炭質(zhì)量、現有煤種和庫存限量等條件下，優(yōu)化選擇適合于煉鐵生產(chǎn)需求的最佳配煤模型。

    燒結過(guò)程智能控制管理系統。將燒結配料、混合、加水、布料、點(diǎn)火、燒成等生產(chǎn)工序的過(guò)程控制進(jìn)行模型化處理，合理解決配料、加水、布料、燒成等模型之間的關(guān)系和內部關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現燒結全過(guò)程大閉環(huán)優(yōu)化智能控制。

    煉鐵優(yōu)化專(zhuān)家系統。以高爐“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長(cháng)壽”的煉鐵目標和“安全、穩定、順行、均衡”的操作方針作為建立成套“多目標系統優(yōu)化”數學(xué)模型的工藝理論依據，創(chuàng )建了描述冶煉過(guò)程非線(xiàn)性變動(dòng)規律的“變頻數理統計”算法，建立了“樣本空間模型”、“系統分析表”和“系統優(yōu)化圖”等數學(xué)模型，數量化地描述了重要生產(chǎn)規律。采用計算機軟件工程學(xué)原理設計軟件系統，實(shí)現了高爐冶煉過(guò)程優(yōu)化操作。
        
    2.3.2  鋼區自動(dòng)控制與優(yōu)化

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在轉爐計算機控制煉鋼技術(shù)、鋼包精煉爐控制系統、精煉爐控制系統綜合自動(dòng)化、全連鑄計算機生產(chǎn)組織動(dòng)態(tài)控制模型等方面取得了新進(jìn)展。

    轉爐控制系統。綜合冶金反應機理、現場(chǎng)操作經(jīng)驗和數值計算方法，建立煉鋼過(guò)程數學(xué)模型，達到冶煉過(guò)程的計算、預測和優(yōu)化。實(shí)行對冶煉全過(guò)程的參數計算和優(yōu)化、質(zhì)量跟蹤、生產(chǎn)順序控制和管理，實(shí)現了轉爐煉鋼全過(guò)程自動(dòng)控制。

    精煉爐控制系統。采用智能技術(shù)開(kāi)發(fā)了系列精煉過(guò)程模型，包括熱平衡計算和鋼水溫度預報、功率設定點(diǎn)優(yōu)化、電極升降智能控制、成分微調和齒輪鋼淬透性預報模型、鋼中總氧含量預報模型、吹氬攪拌模型、喂線(xiàn)模型等。 

    全連鑄計算機生產(chǎn)組織動(dòng)態(tài)控制模型。在引進(jìn)的三級管理計算機工序GANTT圖模型基礎上開(kāi)發(fā)適合工藝需要、簡(jiǎn)單明晰的“生產(chǎn)時(shí)刻表”動(dòng)態(tài)調整控制模型，并經(jīng)過(guò)工藝管理人員不斷優(yōu)化工序過(guò)程參數，實(shí)現了計算機管理的生產(chǎn)組織模式。

    2.3.3  軋區自動(dòng)控制與優(yōu)化

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在無(wú)縫鋼管熱軋生產(chǎn)線(xiàn)上加熱爐計算機優(yōu)化控制、加熱爐燃燒模糊控制系統、現代化步進(jìn)式加熱爐的模糊控制、燃燒過(guò)程優(yōu)化技術(shù)與計算機控制、中厚板軋鋼廠(chǎng)四輥精軋機液壓AGC 、3500mm中厚板軋機核心軋制技術(shù)和關(guān)鍵設備、帶鋼熱連軋計算機控制系統、張減機三電改造及壁厚控制、冷連軋機軋制過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真及控制優(yōu)化取得了豐碩成果。

    燃燒過(guò)程優(yōu)化技術(shù)與計算機控制。以工業(yè)爐、加熱爐、鍋爐等熱工與熱力設備的燃燒過(guò)程為研究對象，應用數學(xué)模型、計算機模擬與優(yōu)化技術(shù)對上述設備的燃燒過(guò)程進(jìn)行數學(xué)模型的建立、數值計算、計算機模擬與過(guò)程優(yōu)化，從理論到生產(chǎn)過(guò)程中給出熱工與熱力設備最佳燃燒過(guò)程的技術(shù)參數，應用專(zhuān)家系統與數據庫知識把燃燒過(guò)程優(yōu)化參數輸入計算機控制模塊中，對燃燒過(guò)程實(shí)現動(dòng)態(tài)計算機優(yōu)化控制，達到熱力與熱工設備生產(chǎn)過(guò)程的節能降耗與無(wú)污染運行的目的。

    中厚板軋機核心軋制技術(shù)。建立了高精度控軋控冷數學(xué)模型，開(kāi)發(fā)了相應的控制軟件，實(shí)現了TMCP工藝；開(kāi)發(fā)出熱軋鋼材組織性能預報技術(shù)，并首次應用于中厚板的在線(xiàn)力學(xué)性能預報；自主開(kāi)發(fā)了具有厚度自動(dòng)控制、板形自動(dòng)控制、平面形狀控制、全自動(dòng)軋鋼等先進(jìn)功能的中厚板軋機計算機控制系統；開(kāi)發(fā)的高精度、智能化系列數學(xué)模型用于中厚板軋機的厚度控制、板形控制、平面形狀控制，效果良好。

    帶鋼熱連軋計算機控制系統。針對熱連軋這類(lèi)快速過(guò)程要求高速控制及高速通訊的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了包括L3生產(chǎn)控制級，L2過(guò)程自動(dòng)化級及從連鑄機出口到成品卷取機全線(xiàn)L1基礎自動(dòng)化級的全部應用軟件，實(shí)現了不同板坯厚度交叉軋制的動(dòng)態(tài)調度，厚度設定數學(xué)模型，電動(dòng)－液壓混合厚度控制(AGC)，板形設定數學(xué)模型，前饋板形控制，平輥竄輥控制及竄輥策略，卷取溫度控制(CTC)，并成功地將智能控制應用于A(yíng)GC，CTC及人－機界面HMI系統。

    2.4 信息化

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在板帶鋼集成制造執行系統、現代化不銹鋼企業(yè)綜合自動(dòng)化系統、鐵水運輸計算機仿真系統研究、設備診斷技術(shù)在武鋼“萬(wàn)點(diǎn)受控”工程應用等方面取得了豐碩成果。

    2001-2005年鋼鐵行業(yè)一批重點(diǎn)企業(yè)信息化建設項目新建上線(xiàn)。寶鋼股份、武鋼、衡陽(yáng)鋼管、通化鋼鐵、天津鋼管、江陰興澄特鋼、湘鋼、馬鋼、承鋼、新興鑄管、漣鋼、石鋼、邢鋼、杭鋼、首鋼、濟鋼、寶鋼集團不銹鋼分公司（原上海一鋼）、寶鋼集團特殊鋼分公司（原上海五鋼）、寶鋼集團梅鋼公司、昆鋼、攀鋼、重鋼、東北特鋼、廣鋼等共計24個(gè)鋼鐵企業(yè)項目和一個(gè)鋼鐵物流貿易企業(yè)中鋼集團項目在信息化方面取得階段性成果。上述24個(gè)鋼鐵企業(yè)占全國鋼產(chǎn)量的34.2%。

    寶鋼、武鋼、首鋼、馬鋼、湘鋼、濟鋼、攀鋼、通鋼、石鋼、漣鋼等先期實(shí)施信息化單位，按照分步實(shí)施原則，先后啟動(dòng)了集團信息化二期、三期工程，向管理業(yè)務(wù)和工藝流程縱橫兩個(gè)方向拓展，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了人力資源管理系統、設備管理系統、項目管理系統、能源管理系統、計量質(zhì)量系統、電子商務(wù)及不同產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)制造執行系統等，各企業(yè)實(shí)施的范圍和進(jìn)度各有不同。

    目前，鋼鐵企業(yè)信息化已經(jīng)從信息的整合深入到知識的挖掘。寶鋼在建立生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數據倉庫和知識獲取方面走在了國內同行的前列。他們開(kāi)發(fā)了綜合數據挖掘系統、基于數據挖掘的質(zhì)量分析技術(shù)、基于數據倉庫的客戶(hù)服務(wù)知識庫，創(chuàng )建了智能質(zhì)量設計知識庫，取得了顯著(zhù)的成果。通鋼、濟鋼、湘鋼、新興鑄管、武鋼等企業(yè)也在KMS方面開(kāi)始了有益的探索。他們把信息資源的深度開(kāi)發(fā)提高到企業(yè)競爭力的地位，有力的提高了我國企業(yè)信息化的水平。

3 差距和問(wèn)題

    “十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在信息化、自動(dòng)化方面取得了巨大進(jìn)步。但總體水平與國外先進(jìn)水平相比還有很大差距。

    3.1 基礎自動(dòng)化和過(guò)程控制

    在基礎控制方面，控制設備主要依靠國外引進(jìn)，特別是高性能控制器，國外大公司處于相對壟斷的地位。而我國在高性能控制器設計開(kāi)發(fā)能力與實(shí)力雄厚的國外大公司還有一定的差距，需要加大力度，開(kāi)發(fā)自主知識產(chǎn)權的高性能控制裝備，并采用智能控制等先進(jìn)控制方法，形成性能優(yōu)異的高性能冶金自動(dòng)化系統。

    檢測方面：國內冶金特殊檢測儀表的原理樣機方面取得了很多成果，但在充分考慮冶金現場(chǎng)環(huán)境特殊要求下，提高檢測儀表的可靠性、易維護性等方面需要進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)，同時(shí)軟測量、性能預報等技術(shù)需要進(jìn)一步研究。

    電氣傳動(dòng)方面：傳統的晶閘管元件正逐步讓位于新型可關(guān)斷電力半導體器件，大功率交直交傳動(dòng)裝置是大型冷軋、電機節能等領(lǐng)域替代交交變頻的新一代大功率傳動(dòng)技術(shù)。國外ABB公司和美國GE公司已研制成功采用4500V/4000A IGCT元件的大功率三電平PWM變頻器用于軋機主傳動(dòng)。國內需要在這方面有一定技術(shù)儲備，但需要加大力度，研制出國產(chǎn)化冷軋傳動(dòng)交直交變頻樣機，樹(shù)立國產(chǎn)化大功率交直交變頻的樣板。

    過(guò)程建模和優(yōu)化方面：過(guò)程計算機更多地起到了數據匯總、過(guò)程監視和打印綜合報表的作用，由于冶金過(guò)程的復雜性，數學(xué)模型的適應性很差，過(guò)程優(yōu)化方面的功能大打折扣，即使高價(jià)從國外引進(jìn)的過(guò)程控制系統充分發(fā)揮作用的也不多。如何把工藝知識、數學(xué)模型、專(zhuān)家經(jīng)驗和智能技術(shù)結合起來(lái)，實(shí)現煉鐵、煉鋼、連鑄、軋鋼等典型工位的過(guò)程模型和過(guò)程優(yōu)化方面，并保證其長(cháng)期穩定運行并推廣普及還需進(jìn)一步做工作。

    3.2 信息化

    綜合應用運籌學(xué)、專(zhuān)家系統和流程仿真等技術(shù)，協(xié)調生產(chǎn)線(xiàn)各工序作業(yè)，進(jìn)行全線(xiàn)物流跟蹤、質(zhì)量跟蹤控制、成本在線(xiàn)控制、設備預測維護等方面取得了初步成果，但如何真正在冶金企業(yè)發(fā)揮作用還需做大量細致務(wù)實(shí)的工作。

    企業(yè)信息化工作是企業(yè)管理的一場(chǎng)革命，不可能畢其功于一役，需要對其本質(zhì)意義的深刻理解和方方面面條件的支撐，從觀(guān)念轉變、管理機制變革到信息的上通下達，還有相當長(cháng)的路要走，才能真正發(fā)揮效益。主要問(wèn)題有：

    一些企業(yè)信息化的目標、任務(wù)和關(guān)鍵點(diǎn)不明確；企業(yè)中缺乏既懂管理又懂信息化的復合人才；缺乏合理的信息化規劃或投資方案；有的企業(yè)信息化目標定得過(guò)高，忽視了管理現狀和基礎自動(dòng)化現狀，效果與目標差距較大。

    一些企業(yè)沒(méi)有把信息化作為管理創(chuàng )新的工具和載體，不重視流程的梳理和優(yōu)化；系統建設者與使用者溝通結合不夠，手工系統與計算機系統長(cháng)期并行，信息化的效果沒(méi)有充分發(fā)揮。

    部分企業(yè)信息及自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)和持續改進(jìn)的能力較薄弱；信息資源利用差；信息安全缺乏保障;多數中小企業(yè)技術(shù)裝備和自動(dòng)化水平落后，信息技術(shù)應用水平差距大。

4 冶金自動(dòng)化發(fā)展趨勢

    冶金自動(dòng)化技術(shù)在信息化、自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)和冶金行業(yè)可持續發(fā)展需求的拉動(dòng)雙重機制作用下，必將取得更大進(jìn)展，主要發(fā)展趨勢體現在以下方面：

    4.1 基礎自動(dòng)化和過(guò)程控制系統

    冶金流程在線(xiàn)連續檢測和監控系統。采用新型傳感器技術(shù)、光機電一體化技術(shù)、軟測量技術(shù)、數據融合和數據處理技術(shù)、冶金環(huán)境下可靠性技術(shù)，以關(guān)鍵工藝參數閉環(huán)控制、物流跟蹤、能源平衡控制、環(huán)境排放實(shí)時(shí)控制和產(chǎn)品質(zhì)量全面過(guò)程控制為目標，實(shí)現冶金流程在線(xiàn)檢測和監控系統，包括鐵水、鋼水及熔渣成分和溫度檢測和預報，鋼水純凈度檢測和預報，鋼坯和鋼材溫度、尺寸、組織、缺陷等參數檢測和判斷，全線(xiàn)廢氣和煙塵的監測等。

    冶金過(guò)程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制?；跈C理模型、統計分析、預測控制、專(zhuān)家系統、模糊邏輯、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )、支撐矢量機（SVM）等技術(shù)，以過(guò)程穩定、提高技術(shù)經(jīng)濟指標為目標，在上述關(guān)鍵工藝參數在線(xiàn)連續檢測基礎上，建立綜合模型，采用自適應智能控制機制，實(shí)現冶金過(guò)程關(guān)鍵變量的高性能閉環(huán)控制。包括高爐順行閉環(huán)專(zhuān)家系統、鋼水成分和溫度閉環(huán)控制、鑄坯和鋼材尺寸和組織性能閉環(huán)控制等。

    大功率高性能電氣傳動(dòng)。采用新型電力電子元件，大功率高性能的交直交變頻傳動(dòng)、高中壓變頻傳動(dòng)和超大功率交交變頻傳動(dòng)。

    4.2 信息化

    冶金流程的全息集成。實(shí)現鐵-鋼-軋橫向數據集成和相互傳遞，實(shí)現管理-計劃-生產(chǎn)-控制縱向信息集成，同時(shí)，整合生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據和關(guān)系數據庫為數據倉庫，采用數據挖掘技術(shù)提供生產(chǎn)管理控制的決策支持。

    計算機全流程模擬，實(shí)現以科學(xué)為基礎的設計和制造。采用計算機仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和計算力學(xué)技術(shù)，基于各種冶金模型，進(jìn)行流程離線(xiàn)仿真和在線(xiàn)集成模擬，生成一個(gè)分布式、網(wǎng)絡(luò )化、集成的“虛擬工廠(chǎng)”軟件系統環(huán)境，通過(guò)人機交互和協(xié)同計算，模擬鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)全過(guò)程。支持生產(chǎn)組織優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、新生產(chǎn)流程設計和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)優(yōu)化。

    提升鋼鐵生產(chǎn)制造智能。在生產(chǎn)組織管理方面，基于事例推理、專(zhuān)家知識的生產(chǎn)計劃與運籌學(xué)中網(wǎng)絡(luò )規則技術(shù)，提供快速調整作業(yè)計劃的手段和能力，以提高生產(chǎn)組織的柔性和敏捷化程度；根據各工序參數，自動(dòng)計算各工序的生產(chǎn)順序計劃及各工序的生產(chǎn)時(shí)間和等待時(shí)間，實(shí)現計劃的全線(xiàn)跟蹤和控制，并能根據現場(chǎng)要求和專(zhuān)家知識，進(jìn)行靈活的調整；異常情況下的重組調度技術(shù)以及在多種工藝路線(xiàn)情況下，人機協(xié)同動(dòng)態(tài)生產(chǎn)調度。在質(zhì)量管理方面，基于數據挖掘、統計計算與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )分析技術(shù)，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行預報、跟蹤和分析；根據生產(chǎn)過(guò)程數據和實(shí)際數據，判定在生產(chǎn)中發(fā)生的品質(zhì)異常。在設備管理方面，采用生產(chǎn)設備的故障診斷與預報技術(shù)，建立設備故障、壽命預報模型，實(shí)現預測維護。在成本控制方面，采用數據挖掘與預報技術(shù)，建立動(dòng)態(tài)成本模型預測生產(chǎn)成本；利用動(dòng)態(tài)跟蹤控制技術(shù)，優(yōu)化原材料的配比、能源介質(zhì)的供應、產(chǎn)線(xiàn)定修制度、生產(chǎn)的調度管理，動(dòng)態(tài)核算成本，以降低生產(chǎn)成本。

    能源管理和優(yōu)化系統。針對新一代可循環(huán)鋼鐵制造流程， 采用能源介質(zhì)和主要能效設備在線(xiàn)監測、能源負荷預測和能源供需平衡分析、能源結構和調度優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，形成能源在線(xiàn)監測裝置、能效分析工具和企業(yè)級能源優(yōu)化系統。

    企業(yè)信息集成到行業(yè)信息集成。信息化的目的之一是實(shí)現信息共享，在有效競爭前提下趨利避害，在企業(yè)信息化編碼體系標準化、企業(yè)異構數據/信息集成基礎上，進(jìn)一步實(shí)現協(xié)作制造企業(yè)信息集成，全行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )建設及宏觀(guān)調控信息系統，直至全球行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò )建設及宏觀(guān)調控信息系統。

    管控一體化，實(shí)現實(shí)時(shí)性能管理（Real Performance Management）。協(xié)調供產(chǎn)銷(xiāo)流程，實(shí)現從訂貨合同到生產(chǎn)計劃、制造作業(yè)指令、到產(chǎn)品入庫出廠(chǎng)發(fā)運的信息化。生產(chǎn)與銷(xiāo)售連成一個(gè)整體，計劃調度和生產(chǎn)控制有機銜接；質(zhì)量設計進(jìn)入制造，質(zhì)量控制跟蹤全程，完善PDCA質(zhì)量循環(huán)體系；成本管理在線(xiàn)覆蓋生產(chǎn)流程，資金控制實(shí)時(shí)貫穿企業(yè)全部業(yè)務(wù)活動(dòng)，通過(guò)預算、預警、預測等手段，達到事前和事中的控制。

    知識管理和商業(yè)智能。利用企業(yè)信息化積累的海量數據和信息，按照各種不同類(lèi)型的決策主題分別構造數據倉庫，通過(guò)在線(xiàn)分析和數據挖掘，實(shí)現有關(guān)市場(chǎng)、成本、質(zhì)量等方面數據—信息—知識的遞階演化，并將企業(yè)常年管理經(jīng)驗和集體智慧形式化、知識化，為企業(yè)持續發(fā)展和生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理各方面創(chuàng )新奠定堅實(shí)的核心知識和規律性的認識基礎。