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北科工研“人工智能+业务”系列报道六丨AI+智能检测:破解钢铁高端检测瓶颈,赋能制造业数智转型

随着高端制造业升级,钢铁材料的精度、一致性要求日趋严苛,传统人工目视与单一传感检测的短板愈发突出。该模式效率滞后于产线节奏,缺陷漏判误判率高,在尺寸精度控制、动态偏差纠正上存在明显不足,成为钢铁企业进军高端市场的“质量堵点”,制约产品升级与市场突破。

01 整体思路:从“事后质检”向“实时管控、预判预防”转型

钢铁行业数智化转型中,生产端检测智能化是产品高端化的核心支撑。AI技术深度赋能,打破传统检测局限,融合视觉感知与多源传感数据、结合实时分析复盘能力,构建全流程高精度检测体系,推动质量管控从“事后质检”向“实时管控、预判预防”转型,是提升合格率、突破高端市场壁垒的关键。

针对钢铁板材生产中缺陷识别难、尺寸不精准、动态偏差难管控、数据难复用等核心痛点,“AI+智能检测”打通“传感-算法-产线-管理”全链条数据壁垒,构建“实时采集-AI分析-精准判定-闭环调控”一体化体系,实现提质增效:AI算法精准识别缺陷与尺寸偏差,降低人工依赖;多模态传感融合实现毫秒级检测,适配高速产线;检测数据与工艺参数联动,挖掘根源并反向优化;沉淀样本与模型,形成可迭代的质量知识体系。

立足这一核心体系,五大关键技术落地应用,推动钢铁检测全方位升级,破解传统瓶颈,为产品高端化筑牢根基。

02 五大技术:破解传统瓶颈

技术1:基于深度学习的视觉感知与缺陷识别技术——从人工粗放检测到AI精准研判,筑牢表面质量第一道防线

传统金属表面缺陷检测依赖人工与简单阈值分析,受缺陷类型多、环境干扰大等影响,漏误判率高、难以量化分级,且无法适配高速产线。该技术通过跨域缺陷生成技术构建百万级全品类缺陷样本库,优化深度学习模型,引入注意力机制与多尺度特征融合技术,实现缺陷精准定位、分类与分级。

应用效果:适配冷热轧工况,可识别60+类常见缺陷,识别准确率≥90%、过检率≤5%,彻底解决人工检测的主观性与低效性,为高端板材表面质量管控提供核心支撑,目前这套技术已经在国内外250多条产线使用。

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技术2:基于机器视觉的高精度在线测量技术——从传统接触测量到非接触精准速测,守住尺寸精度生命线

尺寸精度是钢铁产品高端化的核心指标,传统接触式或单一视觉测量存在速度慢、易磨损、精度不足、数据孤立等弊端。该技术融合三角原理结构光与高分辨率工业相机,通过AI算法完成图像校正、亚像素级边缘提取等操作,实现全品类钢铁产品高精度在线测量,实时捕捉尺寸细微变化。

应用效果:板带方向宽度精度±1mm、板厚精度±0.05mm以内;长材方向关键尺寸精度±0.1mm,检测效率较传统提升5倍以上,破解尺寸管控难题。

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技术3:基于时序分析的动态行为监测与趋势预警技术——从被动应对到主动预警,保障产线稳定高效运行

钢铁生产中,跑偏、镰刀弯等偏差及工序失误易引发停机损耗,传统监测被动滞后。该技术通过传感器实时采集时序数据,基于RNN与LSTM构建动态分析模型,提取钢板运行特征,实现多场景动态监测、预警与精准调控,覆盖跑偏、镰刀弯控制等核心工序。

应用效果:数据处理延时<50ms,形态与工序控制准确率≥95%,大幅减少物料损耗与停机时间,保障高端产品规模化生产。该项技术已经在首钢、宝钢、鞍钢、涟钢等国内多条产线应用,并获得“十四五”间期钢铁工业数字化转型师大示范场景!

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技术4:基于工业大数据的智能判定与闭环优化技术——从人工分散判定到AI智能研判,推动质量持续升级

传统检测数据碎片化、人工判定标准不一,且检测与工艺脱节,难以推动质量提升。该技术依托大数据平台整合多维数据,通过AI构建质量判定模型,精准判定产品等级并定位工艺痛点,形成优化方案反馈至生产环节,实现“检测-判定-分析-优化-再检测”闭环管理。

应用效果:判定效率提升50%以上,减少80%人工负荷,有效降低缺陷率,适配高端产线升级需求。

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技术5:基于机器视觉的智能工厂集成检测技术——从单点检测到全场景集成,赋能产线全流程管控

聚焦智能工厂建设需求,以机器视觉检测为核心,深度集成于钢铁生产全流程关键节点,打破单点检测局限,实现多场景一体化检测覆盖,适配智能工厂协同管控需求,打通检测环节与产线联动的最后一公里,为产线精准调控提供数据支撑,保障生产协同高效。

应用效果:实现钢铁生产中字符识别、切头尾掉落检测、上下料检测、液位检测、对中定位检测等多场景覆盖,各类项目基础检测准确率≥99.5%,优化后部分场景可达100%,推动智能工厂建设提质增效。

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03 “AI+智慧检测”实践与推广

目前,“AI+智能检测”已在宝武、首钢、涟钢等龙头企业落地,沉淀超千万条检测记录,集成10余款AI检测工具,构建多品类检测模型库。该平台适配生产全流程,实现AI与检测深度融合,提升产品质量稳定性,助力钢铁行业从“规模扩张”迈向“质量提升、产品高端”的高质量发展新阶段。