技术成果列表 技术成果详情

★冶金工业过程智能优化系统

本项目采用非线性优化算法和机器学习算法,计算流体动力学算法,炉缸侧壁残厚及冷却壁换热效率预测以及基于大数据和机器学习的生产过程质量管理系统的四个创新点,大幅降低炼铁成本,提升高炉操作稳定性,提升钢铁产品的质量。为钢铁企业带来巨大的经济和社会效益。

#信息技术#装备制造
中试

技术详情

项目简介

钢铁是国民经济的支柱,中国是世界最大的钢铁生产国,年产近10亿吨钢材,而其中70%以上是由铁水冶炼所得。铁水冶炼的能耗及成本分别占据钢铁冶金总能耗及成本的70%以上。中国有年产百万吨钢以上的企业超过100家。 钢铁生产涉及到多个单独的工艺流程,是个典型的流程工业。其中上游流程的质量,效率,能耗对下游流程的质量及整个产品的制造成本具有决定性影响。目前钢铁企业的生产过程,基本上是以经验为主。近几年来,随着大数据与人工智能技术的进步,流程优化设计方法开始在业界获得应用。

钢铁流程工业过程优化面临几个难点:原燃料属性,成分多变,并呈现不确定性。加工工序包含众多物理过程和化学反应,难已用准确的数学模型来表述.大数据和人工智能的应用为解决上述困难提供了一种有效的手段。因为大数据方法以历史操作数据为基础,而不是以过程数学描述为基础,这就减少了数学模型的准确度对预测结果的影响。

本项目采用国际领先的机器学习算法,能够对焦炭,烧结矿质量进行预测。与高炉数字仿真技术相结合,使密闭高炉内部过程可视化。从而大幅提高高炉操作的稳定性。本项技术的应用可为钢铁企业带来巨大的经济效益。项目研发的无接触金属表面质量检测仪器,可广泛应用于钢铁冶金和其他高端制造业,作为产品质量检测的一个重要手段。

我们研发的核心技术,通过对高炉炼铁的全工序(包括烧结,炼焦,炼铁,球团)进行优化。在满足高炉工序各项质量约束条件下使铁水成本最低。使用案例表明,最大综合降本效益可达100元/吨铁水。

技术得到宝钢炼铁近5年的实际生产数据验证,已融入宝钢炼铁智能专家系统,正在为宝钢高效,低成本,低能耗炼铁发挥重要作用。本项技术在宝钢的应用已超过1年,产生了数亿元的经济效益.项目成果达到商业化应用水平。目前已经在阿里云平台发布。 在项目落地后的三年内,将本技术在中国钢铁企业全面推广应用。2022年后达到年营业额1500万元,实现年利润500万元。技术覆盖面达到1亿吨钢铁产能,为应用企业创造节能降本效益20亿元/年.之后再经过三年努力,到2025年,建成国际知名的冶金工业过程智能化解决方案提供商,并将业务范围扩展到高端制造业,成为在科创版上市的高新科技研发企业。

技术创新

1.采用非线性优化算法和机器学习算法,对烧结配料,炼焦配煤及高炉配矿过程进行全工序优化,并对相应的烧结矿和焦炭质量进行预测,从而在满足各项工序及质量约束条件下使铁水成本最低。综合降本效益达到20元到100元/吨铁水,从而可产生巨大的经济和社会效益。

2.采用计算流体动力学算法,结合高炉热电偶测温数据,对密闭高炉内部的复杂流动,传热和化学反应过程进行数字仿真,从而使高炉冶炼这一黑箱过程可视化,提升了高炉操作的稳定性,达到相对低成本下钢铁冶炼过程高产稳产的目标。

3.炉缸侧壁残厚及冷却壁换热效率预测:根据热电偶测温数据,采用传热计算和过程优化方法,确定炉缸侧壁剩余厚度,从而避免炉缸烧穿等恶性事故发生,确保高炉安全生产。

4.基于大数据和机器学习的生产过程质量管理系统。该系统能够使完全不具有数据库知识的用户方便的建立各种数据库。这些数据库则为过程质量预测模型提供了训练数据,使预测模型具有自学习功能。

技术详情

实施状况

本技术得到宝钢宝山基地大量的生产和试验数据的验证,并在宝山基地使用1年多。宝山基地铁水成本由1年前的吨铁约2200元降低到1年后的约1950元。这里有各种其他的降本因素在起作用,但本系统的运用,无疑起到了举足轻重的作用。 本系统目前在另一家钢铁企业:江苏镔鑫钢铁集团试用。其效果将在半年试用期结束后详细评估。

知识产权

本项技术为工业过程优化公司(英国伦敦)独立研发,并注册4项知识产权,包括工业过程数值模拟软件包,计算结果可视化软件包,工业过程优化算法软件包,大型科学计算软件包.因此本项目具有完全自主的知识产权。

1.computer software source code scinecepack

2.computer software CFDpack source code

3.computer software cource code GUIpack

4.computer software for industrial process optimization packages

行业主要竞争对手和竞争优势

目标市场和市场份额

近3年的目标市场是钢铁冶金智慧制造,对中小企业,我们将以云计算和PaaS的运营模式为钢铁企业提供技术服务。对大型企业,将以技术转让的形式,为企业构建过程优化平台,并在以后收取技术升级和技术服务费用。中国钢铁企业按年产7亿吨钢计算,钢铁年产值25000亿左右。如产值的1%用于智能化升级,我们的目标市场大约每年250亿。我们的目标是占领其中的1/250,也就是1亿元。这是我们的终极目标。近3年内,我们的目标是占据1/2500的市场份,也就是说,经过3年努力,公司产值达到1000万元左右。3年后,我们的技术除扩大在钢铁冶金行业的市场份额外,将向其他行业渗透,到2025年,公司产值达到1亿元。

未来三年的市场销售预测

在起步阶段(2019年),主要是产品试用期,预计收入100万元,2020年起是市场初步接受期,预计年收入为600万元,2021年为1000万元左右,2022年将进入发展期,年收入预计2000万元左右。2023年为稳定发展期,预计年销售和服务总收入达到或超过4000万元.2019年是亏损期,2020,2021是微薄利润期,2022年开始,公司将具有较好的盈利能力。

风险评估及应对措施

(1)市场风险及应对

用户数量的不确定性,导致收入的不稳定。应对措施:提高服务质量,提高产品质量,加大营销力度,尽量争取更多用户。根据销售额决定公司规模,确保公司有盈利能力。

(2)管理风险

用户数量是会动态变化的。盲目扩大公司规模有可能导致亏损。应对措施:一是限制固定资产投资规模,二是根据市场决定公司人员规模。

(3)政策风险

国家对高新技术采取支持政策,在可预见的将来,在税收上将会采取扶植政策。但也不能保证政策不会改变。在决定产业规模时,应充分考虑政策改变的可能性,确保公司有盈利能力。

技术服务模式

两种主要模式:第一种对中小企业,主要采取云服务模式。将我们的产品在云服务器上发布,用户通过互联网调用。第二种模式为技术转让+技术服务,主要适用于有能力维持自己的服务器的企业。我们将一次性转让技术,然后每年收取一定比例的技术咨询、产品升级费用。在项目初期将租用阿里云服务器,目前公司开发的产品已经在阿里云平台上安装,项目中期本公司将购买自己的云服务器。

营销策略

1、近期策略

通过产品发布会,互联网发布,微信群发布,电话,上门造访,技术交流,行业学术讨论会,产品试用等方式让钢铁企业了解本产品的功能与特性,逐渐接受本产品。

2、远期策略

(1)目标市场: 钢铁冶金行业,其他制造业,智慧城市。

(2)定价策略:分为三种类型:

①对中小企业,采用PaaS模式:在云平台设置使用账户,按账户个数收取使用费

②按使用企业的钢铁产能收取费用,采用吨钢产能收取0.1到0.2元的策略

③对大型企业,采取技术转让,然后收取技术升级和技术咨询费用

(3)销售模式

①云平台上提供服务,按账户个数收取使用费

②云平台上提供服务,按钢铁产能收取使用费

③帮助大型用户建设云服务系统,一次性收费,以后收取软件升级和技术咨询费用

(4)推广策略

产品发布会,技术对接会,行业学术讨论会,互联网,微信,电话,技术交流,产品免费试用等形式。

(5)市场开发策略

1)对已开发市场: 设置在线服务机制,电话咨询,网络咨询,业务人员到厂家服务,技术升级。以耐心,优质的服务和产品的强大降本增效优势,让客户长期使用本公司产品。

2)潜在市场: 通过互联网,微信,电话,技术交流,产品免费试用,举办产品展销会等措施,提升产品的知名度。根据市场需求开发新产品,宣传现有用户的成功案例,已便起到示范作用。举办业务培训班和学术交流会议。

(6)售后服务

以在线服务,电话和网络,视频咨询为主要手段。本产品的PaaS平台设置有用户反馈渠道。用户可及时将其对产品的改进建议,所发现的问题,在使用上所遇到的困难等信息,及时通过该渠道反应。

(7)行业平台

本项目属于钢铁冶金领域,信息化领域。其行业平台包括中国炼铁学会,中国炼钢学会,中国金属学会,世界金属学会,中央和各省市经信委等。可通过在相关平台的网站或学士刊物上发布技术和研究简报,参加行业主办的研讨会等形式扩大我们技术和产品的影响。

(8)优惠政策

目前国家对高科技产业在税收等正策上有优惠,这有利于本项目的启动和推进。

未来规划和目标

1、近期规划(2019年)

组建南京智优科技有限公司,将公司产品在云平台推出,争取吸引2到3个用户。向社会融资以扩大生产规模。

2、中期规划(2020年-2021年)

根据用户使用情况改进产品功能,并根据需求开拓新功能。到2020年底,将用户数扩大到10家左右,到2021年底,将用户数扩大到20家左右。同时通过社会融资等手段扩大公司规模,到2021年底公司全职人员达到20人左右,2021年营业收入达到1000万。

3、远期规划(2022-2023)

通过第2轮,第3轮融资扩大生产规模,公司全职人员达到40人左右。开发嵌入式智能控制产品,开发智慧城市,企业云服务一体化解决方案,区块链等大型智能化产品及服务。到2023年,用户数达到100家,年收入4000万元。

投资计划

融资计划

经济效益预测

微信客服
迈科技微信号

打开微信
“扫一扫”