تحول صنعت فولاد با هوش مصنوعی

به گزارش پایگاه خبری معدن نامه، بیش از سه هزار سال بعد، کارخانه‌ های فولاد به نماد انقلاب صنعتی تبدیل شدند. اکنون این صنعت در آستانه یک تحول تازه قرار گرفته که ناشی از ورود هوش مصنوعی است.

با فشارهای زنجیره تأمین، کمبود نیروی متخصص و نیاز عظیم به کاهش انتشار کربن در صنعتی که ذاتاً متکی بر سوخت‌ های فسیلی است، تولیدکنندگان آهن و فولاد استقبال گسترده‌ای از هوش مصنوعی کرده‌اند.

دکتر پترا کراهوینکلر، کارشناس ارشد هوش مصنوعی در شرکت Primetals Technologies که از تأمین‌ کنندگان مهم تجهیزات صنعت فولاد است، می‌گوید فناوری هوش مصنوعی می‌تواند در حوزه‌ هایی مانند بهینه‌ سازی فرآیند، کاهش هزینه، کاهش انتشار و کنترل کیفیت بیشترین اثر را داشته باشد. به گفته او، با تکامل هوش مصنوعی این تغییر می‌تواند جنبه بنیادی‌ تری نیز پیدا کند. تولید آهن که پایه ساخت فولاد است شامل فرآیندهای پیچیده و بسیار پرانرژی مانند زینترینگ و ذوب در کوره بلند است. بهینه‌ سازی مصرف انرژی و مواد اولیه برای حفظ کیفیت و کاهش هزینه از اهمیت بالایی برخوردار است.

کراهوینکلر می‌گوید هدف آن است که دقیقاً میزان لازم حرارت و مواد اولیه به کار گرفته شود تا تولید با کمترین هزینه، کمترین ضایعات و کمترین میزان انتشار انجام گیرد. استفاده بهتر از انرژی و مواد اولیه علاوه بر کاهش مصرف سوخت، باعث می‌شود انتشار گازهای گلخانه‌ای، ذرات معلق و آلاینده‌هایی مانند دی‌اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن نیز کاهش پیدا کند. تحلیل حجم عظیمی از داده‌های کارخانه برای یافتن کارآمدترین ترکیب عملیاتی ضروری است و هوش مصنوعی توانایی ویژه‌ای در همین بخش دارد.

به گفته او، سیستم‌های هوش مصنوعی می‌توانند حجم بسیار بیشتری از داده‌های پیچیده را نسبت به یک انسان تحلیل کنند و بهترین مسیرهای تولید و مدیریت انرژی را در کل کارخانه شبیه‌سازی و پیشنهاد دهند.

در حوزه کنترل کیفیت نیز هوش مصنوعی می‌تواند عیب‌ها را بسیار زودتر از بازرسی دستی شناسایی کند. در بیشتر مراحل تولید فلز نمونه‌گیری و آزمایش‌ها زمان‌بر است، در حالی که مدل‌ های هوش مصنوعی می‌توانند این تحلیل‌ها را در لحظه انجام دهند. در نمونه‌هایی مانند تولید گلوله‌ های سنگ آهن (پلت)، سیستم‌ های بینایی ماشین می‌توانند شکل و اندازه پلت‌های تولیدی را ارزیابی کرده و موارد ایراددار را مشخص کنند تا اپراتورها فرآیند را اصلاح کنند. همچنین سیستم‌ های بینایی هوشمند برای رصد سطح کلاف‌های فولادی در حال حرکت در کارخانه به‌کار می‌روند و از بروز نقص‌های کیفی و توقف تولید جلوگیری می‌کنند.

کراهوینکلر معتقد است آینده این صنعت با استفاده از مدل‌سازی و شبیه‌ سازی‌ های پیشرفته هوش مصنوعی دگرگون خواهد شد. اجرای شبیه‌ سازی‌ های سنتی در کارخانه‌ های فولاد به دلیل پیچیدگی و منحصر‌به‌فرد بودن هر واحد تولیدی، هفته‌ها زمان می‌برد. به همین دلیل شرکت Primetals با دانشگاه یوهانس کپلر اتریش همکاری می‌کند تا نسل جدید شبیه‌ سازی‌های تقویت‌ شده با هوش مصنوعی را توسعه دهد؛ شبیه‌سازی‌هایی که رفتار واقعی واحدهای تولیدی را بازسازی کرده و به سیستم اجازه می‌دهند پس از تعیین کیفیت و ویژگی‌های مورد انتظار محصول، خود پارامترهای تولید را برای رسیدن به آن کیفیت تنظیم کند.

هدف نهایی این پژوهش آن است که کارخانه‌ های فولاد با اتکا به هوش مصنوعی توانایی تنظیم خودکار عملیات تولید را پیدا کنند و به نقطه‌ای برسند که ورودی‌ ها و خروجی‌ ها با کارایی حداکثری و کمترین مصرف و ضایعات متعادل شوند.