2026年，恰逢高效轧制与智能制造国家工程研究中心（简称“中心”）三十华诞。三十年来，中心从自动化到智能化，走出了一条艰辛却亮眼的金属轧制技术国产化替代之路；从国内市场到“一带一路”，中心的工程实践从“中国应用”迈向“全球验证”。三十而砥，风华正茂，这三十年的匠心沉淀为冶金轧制领域铺开了一幅崭新的画卷，不仅铸就了中心坚实的技术根基与品牌口碑，更奠定了持续创新的底气。值此中心成立三十周年之际，《世界金属导报》特此推出系列文章，旨在将中心三十年来精益求精的奋斗历程、敢为人先的破壁之举、与时俱进的转型节点、细节雕琢的丰硕成果呈与读者。

1996年，中国钢铁工业迎来产量快速增长、现代化建设加速推进的重要时期。先进装备和工艺技术不断涌现，但在成套热连轧自动化系统及其核心数学模型、板形控制综合技术、质量在线检测装备等领域，国内企业仍长期依赖国外供应商，部分核心技术受到封锁。如何突破关键技术制约，让自主成果真正走上生产线，成为摆在中国冶金科技工作者面前的重要课题。

1996年，中心依托北京科技大学成立；2021年，面向智造强国、质量强国建设的新要求，完成优化整合，正式更名为高效轧制与智能制造国家工程研究中心。三十年间，通过机制体制创新，一批成果相继走出实验室、进入工业现场：自主研发的多项冶金核心技术实现全面国产化替代；板带热连轧自动化系统在国内60余条热轧产线运行；高端钢铁和有色产品全流程研发能力服务50余家企业；板形控制技术覆盖100多条不同类型产线；2D/3D金属表面检测装备累计应用300多套。与此同时，冶金全流程质量管控、数字化研发、设备智能运维、数字孪生等技术持续取得突破，多项自主技术和成套解决方案进入韩国、印尼等海外市场。从引进先进技术、学习工程经验，到自主研发、产业化应用，再到输出成套解决方案，中心三十年的探索，映照出中国钢铁和有色金属工业技术能力的持续提升。

一、破壁融合：闯出协同创新新路

一项技术在实验室取得突破，只是迈向工业应用的起点。钢铁生产工况复杂、流程连续，科研成果能否经受现场检验、真正解决生产问题，是中心成立之初就必须面对的课题。

依托北科大在冶金、材料、机械、自动化、仪器等领域积累的学科优势，中心逐步形成以产业需求为牵引、以多学科协同为支撑、以工业验证为核心的产学研用协同创新模式。在首钢，中心联合创建“汽车用钢联合研发中心”，推动多区域、多单位、多专业、多人员协同创新，助力首钢汽车板材供货在较短时间内实现从0到国内第一方阵的跨越；在马钢，围绕“打造科研基地+”的目标，攻克管线钢生产过程质量控制、CSP产线二级模型国产化、热轧智能工厂建设等多项行业关键共性技术难题。

钢铁生产中的一道难题，往往同时涉及材料、装备、控制和信息等多个领域。过去，学科边界与专业分工容易把完整的工业问题分割开来，而依托中心平台，不同专业力量得以围绕同一生产目标开展研究，并在“研发-应用-迭代”链条中不断完善成果。板带控轧控冷技术就是一例。针对冷却效率、温度均匀性、控温精度以及不同钢种的组织转变规律，团队持续开展流场、装备、模型和自动控制研究，形成板带密集快速冷却成套技术与装备，在宝武、鞍钢、首钢、河钢、南钢、柳钢等企业进行推广应用。

协同创新的内涵，也随着钢铁工业数字化转型不断拓展。以冶金全流程质量管控技术为例，中心联合企业融合多源异构数据、冶金机理和质量分析方法，以物料身份为主线贯通不同工序的数据，逐步建立从原料到成品的全流程质量管控体系。目前，相关技术已在宝武、鞍钢、中信特钢等40余家企业应用到80余个数字化项目，覆盖板、卷、棒、线、管、轮轴等产品，并拓展至铝、铜等有色加工领域。校企合作由此不再局限于解决某一个具体问题，而是进一步着眼于共同构筑持续解决问题的能力。

生产现场，也是人才成长的重要课堂。一批批青年教师、工程师和研究生通过中心平台走进企业：白天跟踪生产，晚上分析数据；模型预测不准，就排查算法、数据与设备状态的变化；一卷钢出现异常，就沿着工艺流程逐项追踪影响因素。许多决定技术能否落地的细节，教材里没有现成答案，必须在一次次现场实践中摸索。三十年来，中心持续为钢铁行业输送既懂理论又懂现场、既能开展研究又能实施工程的复合型技术人才。

推动科教融合与产教融合的机制体制创新

二、自主攻坚：筑牢核心技术底座

科研成果要走上生产线，更要在关键环节形成自主掌控能力。围绕基础理论、核心模型和成套系统，中心把长期攻关的重点落在制约轧制生产的关键技术上。板带热连轧自动化控制系统，是中心较早集中力量攻关的方向之一。经过多年积累，中心逐步形成覆盖L0-L3的板带热连轧自动化控制技术体系，实现基础自动化、过程控制与生产管理的系统集成。相关技术已在鞍钢、邯钢、沙钢等国内60余条热轧生产线应用，覆盖半连轧、3/4连轧、全连轧、炉卷等不同工艺机型，产品涵盖碳钢、硅钢、不锈钢、钛板和铝合金板带，并推广至中国台湾地区以及印尼等海外市场。相关成果获得国家科技进步奖1项、省部级科技奖励3项。

轧线控制实现自主化之后，如何满足高端产品更严格的板形要求，成为又一道必须攻克的难题。随着我国钢铁工业由规模扩张向高质量发展转变，汽车板、电工钢、高强钢、不锈钢等高端产品比例不断提高。中心围绕辊系-轧件变形理论、变接触轧制技术和全流程板形控制持续研究，形成多尺度辊系-轧件一体化模型、多功能辊形，以及面向硅钢、高强钢等高端品种的板形控制专有技术。相关成果已在国内100多条热轧生产线应用，覆盖常规热连轧、炉卷轧机、CSP、ESP、CASTRIP等多种工艺类型，包括2680mm超宽不锈钢热轧生产线，并输出至韩国、印尼等海外市场。

攻克世界最宽2680mm不锈钢带钢热连轧全套高精度控制系统

产品不断减薄、轧制速度持续提高，对稳定生产提出更高要求。中心把在线检测、非对称轧制变形理论和数据模型结合起来，形成热轧板带非对称测控技术，实现中间坯平面形状、翘曲和带钢跑偏的在线感知，推动相关控制由人工干预逐步转向自动纠偏。相关技术已在宝武、首钢、鞍钢、河钢等30多家钢企规模化应用。

自主攻坚并未止步于热轧。在冷轧领域，面对酸轧、连续退火、热镀锌等工序强耦合、长滞后的特点，中心融合机理模型与工业大数据，形成冷轧全流程数智化AI控制体系，研发板厚板形动态控制、炉温自适应匹配、锌层厚度闭环、跑偏打滑预警、成材率优化等系列模型。相关技术已在宝武、鞍钢、本钢、敬业等40余条酸轧、连退和镀锌产线应用，覆盖高强钢、电工钢和高端汽车板等高附加值产品。技术攻关还向上游精炼过程延伸。针对高温、多相、多化学反应环境下关键状态难以直接观测和测量的问题，中心融合多物理场快速仿真、即时学习和深度强化学习，研发RH深脱碳智能模型、炉外精炼动态数字孪生模型以及LF、RH智能体，并在新余、迁钢、攀钢、永锋等企业落地应用。

从热轧自动化到板形控制，从冷轧过程优化到炉外精炼智能化，三十年持续攻关，中心逐步形成由核心模型、控制技术到系统应用相互支撑的自主技术体系。

三、国产替代：重塑产业竞争格局

研发出一套自主系统，并不等于完成了国产化替代。三十年来，中心从示范项目做起，在长期运行和跨产线推广中反复检验、完善技术，推动自主成果由“做得出来”走向“用得起来、推广得开”。

热连轧自动化的推广，正是这一过程的缩影。从早期单项模型和控制功能，到整条产线自动化系统，自主技术一次次接受工业现场检验。掌握源代码、过程模型和系统架构，不仅使企业在产品开发、产线改造和功能扩展时拥有更强主动权，也使国产化替代的竞争重点由价格逐步转向技术能力。

从控制软件到关键测控装备，国产化替代不断向生产一线的更多环节延伸，金属表面质量检测是其中的代表。中心持续开展2D/3D视觉检测和人工智能识别研究，自主研发全系列金属表面检测系统。相关装备已在宝武、湘钢、涟钢、鞍钢、首钢、兴澄特钢、南钢等企业实现工程应用，并在部分高端热轧板生产场景实现进口装备替代。

变化同样发生在库区作业和工业软件领域。通过库区感知、机器视觉定位、生产物流优化调度和行车智能控制，钢卷库、板坯库等过去需要大量司机和地面指挥的区域逐步实现自动化、无人化，相关技术已在湘钢、中信特钢、攀钢等20余家企业示范应用。随着数字化转型深入，质量管控、设备运维、数字化研发和数字孪生成为国产化替代新的应用领域。设备智能运维技术覆盖炼钢、热轧、冷轧、镀锌等核心环节；数字孪生技术已在20余家企业生产线推广。

技术成果的转化应用，还延伸到高端材料领域。围绕新能源汽车轻量化和安全性能需求，中心开展先进高强汽车钢开发，覆盖1500-2200MPa强度级别以及热轧、酸洗、退火、涂镀等产品状态，成果已在首钢、宝武、鞍钢、河钢、山钢等企业应用，推动国内先进汽车用钢产品体系不断完善。在高性能粉末冶金钛基材料领域，中心建立“材料设计-粉体制备-近终成形-性能控制”自主技术体系，开发半固态球化钛粉制备技术及装备，并成立北京中科宏钛新材料科技有限公司，推动成果进入航空航天、生物医疗、电子通信等应用领域。

由一套系统的示范运行，到不同产线规模化应用；由自动化软件、检测装备、工业软件，再到高端材料，持续的工程化实践，使中心逐步形成更为完整的自主技术供给能力。

四、丝路拓展：推动中国方案出海

技术能在国内不同产线上稳定运行，还要经受海外工业现场的检验。工艺条件、设备配置和生产要求的差异，对自主技术的适应能力与工程实施能力提出了新的要求。板带热连轧自动化和板形控制，是中心较早走向海外的技术。相关成果在国内实现规模化应用后，逐步推广至中国台湾地区以及韩国、印尼、中东等市场。

技术输出中国台湾地区烨联钢铁集团炉卷轧机改造

随着“一带一路”建设深入推进，中心海外项目的内容也在拓展：由早期自动化系统、板形控制等单项技术输出，发展为智能集控、全流程质量管控、设备运维、表面检测、数字孪生等多种技术的组合应用。印尼是具有代表性的市场。在印尼广青镍业有限公司、印尼青山等项目中，相关技术从传统轧制自动化和板形控制，进一步延伸至智能集控、质量管控和数字孪生；交付的内容也从一套软件、一套设备，逐步拓展为服务一条生产线乃至一座工厂的综合解决方案。

成套数智化板形控制技术应用于浦项印尼PT.KP公司的1850mm热连轧产线

走向海外，凭借的不只是软件和装备，还有中心三十年积累的工程经验。从钢材产品、冶金装备走出去，到工业软件、算法和智能制造解决方案走出去，中国钢铁产业参与国际竞争的方式正在发生变化。对中心而言，海外市场不仅带来新的应用空间，也为技术提供了新的验证场景。从服务国内企业到沿“一带一路”拓展海外项目，中心的工程实践由“中国应用”走向“全球验证”，中国冶金技术也在更广阔的工业现场积累经验、完善自身。

五、数智启新：开启智能制造新篇

2021年，“智能制造”正式写入中心名称，体现了研究视野从高效轧制向更广阔的制造过程延伸。针对钢铁、有色生产流程长、设备多、工序耦合强等特点，中心开展高保真建模、多源异构数据融合、实时状态映射和跨层级协同管控研究，逐步形成设备级、车间级、公司级数字孪生解决方案。目前，相关技术已在宝武、鞍钢、建龙、印尼青山等20余家企业、百余条产线推广应用，使生产设备、物料流动和工艺状态能够在数字空间持续映射。

支撑南钢领航级智能工厂板材事业部全流程智能制造平台建设

围绕操作集控和业务协同，中心形成轧制智能工厂解决方案，将生产、质量、设备、能源等任务纳入统一的数据和模型体系开展协同管控。相关方案已在宝武、中信特钢、湖南钢铁、沙钢等20余家企业的板带、无缝管、高线、车轮和棒材生产线上应用。

无缝钢管生产，提供了观察智能制造落地的一扇窗口，钢管逐支跟踪成为智能工厂的重要数字底座。中心相关技术已在钢管、板带、高线、棒材等不同生产形态中逐步构建“物料有身份、设备有状态、过程可追溯”的数字基础，推动钢铁生产由局部自动化向全流程透明化、协同化发展。

人工智能的应用，让工业控制和产品研发有了新的技术手段。以加热炉智慧专家控制为例，中心融合模型预测控制、高精度热工模型、专家知识和智能算法，研发智能燃烧控制模块，使系统能够根据炉况变化动态调整燃烧策略。相关技术已在首钢、南钢、涟钢、本钢、马钢、沙钢等十余家企业应用，智能化控制率达到92%以上，实现节能3%-6%。在新品研发端，中心围绕“AI+制造”建设数字化研发解决方案，融合冶金专业知识、历史生产数据、工艺机理模型和数字孪生技术，将专家经验逐步沉淀为企业可复用的研发能力。相关技术已在南钢、抚顺特钢、芜湖新兴铸管、敬业钢铁、湖南钢铁等应用，实现研发活动100%线上化，研发效率提升30%。

赋能“一带一路”最大冶金工业园印尼青山IMIP数智化建设

大模型和工业智能体正为钢铁智能制造开辟新的探索空间。要让人工智能真正进入生产决策和执行链条，就必须与冶金机理、控制系统和生产业务深度融合。三十年前，中心着力研究怎样把一块钢轧得更好；今天，研究对象已从一块钢、一条线延伸到整座工厂如何运行得更加智慧高效。从高效轧制走向智能制造，变化的是技术边界，延续的是面向生产现场解决问题的追求。

六、结束语

回望1996年至2026年，中国冶金工业的发展环境已发生深刻变化。中心的研究领域不断拓展，但一个朴素的坚持始终未变：科研成果要到工业现场接受检验。模型预测准不准，要看实际生产；系统运行稳不稳，要经受连续生产考验；技术有没有价值，最终要由应用效果回答。三十年来，中心以产学研深度融合推动成果转化，以核心技术自主化积累关键能力，以国产化替代促进规模应用，并通过“一带一路”项目拓展海外实践。如今，智能制造又把研究和应用的范围延伸到整座工厂乃至更广阔的钢铁制造体系。

三十年前，中国钢铁工业在追赶中寻求突破；三十年后，一批自主技术已走上生产主线、进入国际市场。面向新的三十年，钢铁制造的竞争将进一步深入材料、装备、软件、算法和知识体系。站在成立三十周年的新起点，中心将继续立足冶金工业主战场，以 “钢铁精神”铸魂，抢抓新一轮科技革命与产业变革深度融合的机遇，以产业需求牵引科技创新，以工程推广加速成果转化，让更多科研成果走进生产线，让更多关键技术掌握在自己手中，让更多中国技术走向世界。

（邵健 肖雄）

《世界金属导报》

2026年第37期 B04、B05