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人工智能(ArtificialIntelligence，AI)在自動(dòng)化方面的應(yīng)用，即智能自動(dòng)化，是一類無需人的干預(yù)就能驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器或系統(tǒng)自主實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程和技術(shù)，是人工智能的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，也是冶金自動(dòng)化的重要發(fā)展方向。

智能自動(dòng)化能夠進(jìn)一步改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，也是發(fā)展冶金自動(dòng)化的必由之路。本文介紹智能自動(dòng)化的主要領(lǐng)域和冶金智能化的進(jìn)展，并提出冶金智能化發(fā)展的某些戰(zhàn)略思考。

1智能自動(dòng)化的主要領(lǐng)域

與冶金智能化比較密切相關(guān)的人工智能領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面。

(1)專家系統(tǒng)(ExpertSystems)。專家系統(tǒng)是一類智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，基于規(guī)則的專家系統(tǒng)是專家系統(tǒng)的典型代表，也是冶金專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)。

(2)計(jì)算智能(ComputationalIntelligence，CI)。計(jì)算智能是各種基于仿生算法的人工智能技術(shù)，它基于生物進(jìn)化的進(jìn)化計(jì)算機(jī)制和生理學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，依賴數(shù)據(jù)而不是知識(shí)進(jìn)行思維行為研究。

(3)分布式人工智能(DistributedAI，DAI)。分布式人工智能是分布式計(jì)算與人工智能結(jié)合的結(jié)果。DAI在于構(gòu)造描述自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)以及人－自然－社會(huì)關(guān)系系統(tǒng)的精確概念模型，研究由多個(gè)問題求解實(shí)體組成的系統(tǒng)中各實(shí)體間的交互作用以及知識(shí)和動(dòng)作的分布與協(xié)作，以提高系統(tǒng)的整體性能。

(4)機(jī)器學(xué)習(xí)(MachineLearning)。機(jī)器學(xué)習(xí)是研究用機(jī)器模擬人類的學(xué)習(xí)活動(dòng)、獲取知識(shí)和技能，用于改善系統(tǒng)性能的學(xué)科理論和方法。

(5)機(jī)器人學(xué)(Robotics)。機(jī)器人學(xué)是一門研究機(jī)器人原理、技術(shù)及其應(yīng)用的學(xué)科，也是一門高度交叉的學(xué)科，在各行各業(yè)獲得非常廣泛的應(yīng)用。

(6)模式識(shí)別和機(jī)器視覺(PatternRcognitionandMachineVision)。模式識(shí)別是一門研究用計(jì)算機(jī)識(shí)別各種物理對(duì)象或過程的學(xué)科，它使計(jì)算機(jī)具有代替人類或幫助人類感知外部信息模式的能力，是對(duì)人類感知外界功能的模擬；機(jī)器視覺又稱為計(jì)算機(jī)視覺，是計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的二維圖像來分析和理解自然的三維物景的過程和技術(shù)。

(7)智能控制(IntelligentControl)。智能控制是應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬人類智能，實(shí)現(xiàn)人類腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)自動(dòng)化的一個(gè)重要領(lǐng)域，它代表了自動(dòng)控制的最新發(fā)展階段。冶金軋制和冶煉過程智能控制是智能控制的一個(gè)突出領(lǐng)域。

(8)智能決策與調(diào)度(IntelligentDecisionandScheduling)。智能決策系統(tǒng)是一種應(yīng)用人工智能和智能系統(tǒng)技術(shù)協(xié)助管理和指揮人員進(jìn)行決策的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。冶金工業(yè)的資源和生產(chǎn)智能調(diào)度是其中一個(gè)值得開發(fā)的重要課題。

(9)智能信息管理(IntelligentInformationManagement)。智能信息管理是人工智能、管理科學(xué)、系統(tǒng)工程、計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)、軟件工程與信息工程等多學(xué)科、多技術(shù)相互結(jié)合和相互滲透而產(chǎn)生的一門新技術(shù)、新學(xué)科，是現(xiàn)代管理科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向。

2冶金智能化的進(jìn)展

智能化技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于冶金自動(dòng)化過程，例如，各種冶金專家系統(tǒng)、鋼鐵冶煉和軋制過程智能控制、礦井智能安全監(jiān)控與災(zāi)害處置、基于模式識(shí)別和機(jī)器視覺的冶金生產(chǎn)系統(tǒng)、冶金智能機(jī)器人等等。

2.1冶金專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)已在冶金工業(yè)生產(chǎn)中獲得十分普遍的應(yīng)用。美國、德國、日本、印度和中國等國都開發(fā)和應(yīng)用了許多先進(jìn)的高爐系統(tǒng)，已把專家系統(tǒng)技術(shù)用于高爐建模、監(jiān)控與診斷等。

利用知識(shí)與數(shù)學(xué)建模相結(jié)合方法建立的煉鋼成分設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，能夠協(xié)助工程師快速確定滿足客戶特殊要求的煉鋼目標(biāo)成分并優(yōu)化熱軋工藝，從而提高新產(chǎn)品的開發(fā)效率。

專家系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于冶金生產(chǎn)的其他領(lǐng)域，如轉(zhuǎn)爐氧槍吹煉、爐外精煉、鐵水脫硫、燒結(jié)礦配料優(yōu)化、鏈條爐控制策略、冶金工廠設(shè)計(jì)、焊接工藝設(shè)計(jì)、冶金機(jī)械故障診斷、鋁電解槽參數(shù)優(yōu)化與控制等。

2.2冶煉和軋制過程智能控制

模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化計(jì)算及其集成智能化模型，已在冶金工業(yè)生產(chǎn)中獲得，包括對(duì)冶金生產(chǎn)過程的建模和控制等。這些“軟計(jì)算”已經(jīng)用于軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量建模、加熱爐溫度控制、電弧爐鋼溫控制、高爐爐頂壓力控制、半固態(tài)鎂合金板帶雙輥連鑄控制、鋁軋機(jī)雙機(jī)架自適應(yīng)張力控制、碳鋼冷軋機(jī)煤氣加壓站控制、套窯溫度均衡控制、鋁電解廠排煙控制、轉(zhuǎn)爐煤氣溫度控制、燒結(jié)過程控制等，取得了良好的現(xiàn)場應(yīng)用效果。

2.3礦井智能安全監(jiān)控與災(zāi)害處置系統(tǒng)

國內(nèi)雖然對(duì)礦山智能安全系統(tǒng)的研究沒有形成規(guī)模和廣泛推廣應(yīng)用，但已經(jīng)開始了礦山安全方面的研究，提出的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的礦井安全預(yù)測方法能夠降低人工救援風(fēng)險(xiǎn)，提高救援系統(tǒng)應(yīng)對(duì)災(zāi)害的能力。礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)涉及很多因素的復(fù)雜系統(tǒng)，不同因素之間存在相互關(guān)聯(lián)，因此，煤礦安全預(yù)測是一個(gè)典型的非線性問題。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)典型的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，能夠利用歷史的訓(xùn)練樣例對(duì)未來趨勢進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，非常適于解決礦井安全預(yù)測問題。