تحول صنعت فولاد با هوش مصنوعی

جهان صنعت– صنعت فلزات یکی از قدیمی‌ترین فعالیت‌های تولیدی بشر است و سابقه آن به حدود ۱۸۰۰سال پیش از میلاد بازمی‌گردد؛ زمانی که نخستین آهن ذوب ‌شده در هند تولید شد. بیش از ۳‌هزار سال بعد، کارخانه‌های فولاد به نماد انقلاب صنعتی تبدیل شدند. اکنون این صنعت در آستانه یک تحول تازه قرار گرفته که ناشی از ورود هوش‌مصنوعی است. با فشارهای زنجیره تامین، کمبود نیروی متخصص و نیاز عظیم به کاهش انتشار کربن در صنعتی که ذاتا متکی بر سوخت‌های فسیلی است، تولیدکنندگان آهن و فولاد استقبال گسترده‌ای از هوش مصنوعی کرده‌اند.

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

کراهوینکلر می‌گوید: هدف آن است که دقیقا 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  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 مدل‌های هوش‌مصنوعی می‌توانند این تحلیل‌ها را در لحظه انجام دهند. در نمونه‌هایی مانند تولید گلوله‌های سنگ‌آهن (پلت)، سیستم‌های بینایی ماشین می‌توانند شکل و اندازه پلت‌های تولیدی را ارزیابی کرده و موارد ایراددار را مشخص کنند تا اپراتورها فرآیند را اصلاح کنند. همچنین سیستم‌های 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 شبیه‌سازی‌های پیشرفته هوش‌مصنوعی دگرگون خواهد شد. اجرای شبیه‌سازی‌های سنتی در کارخانه‌های 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 شبیه‌سازی‌های 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 کارخانه‌های فولاد با اتکا به هوش مصنوعی توانایی تنظیم خودکار عملیات تولید را پیدا کنند و به نقطه‌ای برسند که ورودی‌ها و خروجی‌ها با کارایی حداکثری و کمترین مصرف و ضایعات متعادل شوند.

منبع: معدن‌نیوز