在“双碳”目标与制造业数字化转型的双重驱动下,中国钢铁行业正加速向智能化迈进。然而,在冷轧带钢生产的关键工序——头尾剪切环节,一个“看不见、算不出、切不准”的行业顽疾却长期被忽视。全国200余条冷轧产线,仅此一项每年浪费钢材超过10亿元。近日,一支来自日照职业技术学院日钢精英班的大学生创新创业团队——“智轧匠剪”,历经18个月攻关,成功研发出冷轧带钢头尾优化剪切预控系统。从产线跟岗实习中发现问题,到在首钢、九羊钢铁等5家企业完成产线验证,这群平均年龄不到22岁的年轻人,用一双“AI眼睛”让冷轧产线学会了“因材施剪”。 copyright www.chinaedunet.com

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团队成员走访山东钢铁集团

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产线之问:年损10亿的毫米级痛点 www.chinaedunet.com

在冷轧带钢生产中,头尾剪切是影响成材率的关键工序。然而传统产线长期依赖老师傅“凭感觉”判断——带钢头部是否有舌头、鱼尾、裂纹?切多少才不算浪费?同样的缺陷,三个师傅给三个答案。“多切一寸是钱,少切一寸是命”。而进口系统同样水土不服:“花500万买的德国设备,遇到中国高硅钢就‘瞎眼’,修一次等两周。”团队调研了14位一线技师,100%反映“洋设备看不懂、修不了、调不动”。

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科技破题:从“老师傅手感”到“一钢一策” www.chinaedunet.com

2024年,日钢精英班学生在产线跟岗实习中目睹成吨带钢因剪切不当被白白切掉,决心用AI替代那双正在消失的“老师傅的手”。团队自主研发了“智轧匠剪”冷轧带钢头尾优化剪切预控系统,构建“AI视觉识别→优化剪切决策→高精度定位与闭环控制”全链条技术体系。 www.chinaedunet.com网络,www.chinaedunet.com

感知端,在飞剪入口部署高速工业相机,多光谱融合成像实时识别舌头、鱼尾、裂纹、黑斑及低温段等5类缺陷,识别准确率高、漏检率低。

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决策端,建立覆盖钢种、宽度、厚度、缺陷类型四维参数的动态剪切策略库,实现“一钢一策、因材施剪”,匹配准确率93.5%。

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执行端,通过编码器测速、电子凸轮跟踪、PID定位与视觉闭环反馈四层控制,定位精度提升,全流程闭环时间156ms——“剪完一次,偏差自动补偿到下一次,越剪越准。” 中国教育网

技术好不好,产线见分晓 www.chinaedunet.com

2025年至2026年,系统在北京首钢、山东九羊钢铁等5家企业完成产线试用验证。单条产线年节约钢材1500吨、增效超300万元。按全国200余条产线计算,全行业年损失超10亿元,推广后有望从根本上扭转这一局面。首钢产线负责人评价:“以前缺陷‘看不见’,现在一双‘AI眼睛’盯着,该切多少一目了然。”

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团队在产线实地测试 内容来自www.chinaedunet.com

知识产权与产业化 www.chinaedunet.com网络,www.chinaedunet.com

团队已申请发明专利6项、软著2项,布局多光谱融合识别、数字孪生预演、联邦学习迁移三大核心技术,形成全链条知识产权护城河。国家一级科技查新确认:在多光谱融合带钢头尾缺陷实时识别、四维参数动态剪切策略库构建、视觉反馈闭环偏差自动补偿等方面具有显著创新性,未见相同技术路线报道。经第三方权威检测,所检7项指标全部合格,技术成熟度达TRL6-7级,具备产业化推广条件。

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一群平均年龄不到22岁的日钢精英班学生,依托日照职业技术学院“钢铁智能冶金技术”国家高水平专业群和产教融合平台,在北京科技大学杨荃教授等专家指导下,从产线跟岗到首钢昼夜调试,用行动证明:最懂钢铁的,是愿意俯身钻进产线的人。 www.chinaedunet.com网络,www.chinaedunet.com

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团队成员走访钢铁企业 copyright www.chinaedunet.com

从实验室到首钢产线,“智轧匠剪”团队的探索证明:当青年创新与国家制造业数字化转型同频共振,再顽固的行业痛点也挡不住技术突围的步伐。他们正为每一卷冷轧带钢注入“智慧基因”,也为中国钢铁从“制造大国”迈向“智造强国”贡献了一份来自高职院校大学生的“硬核方案”。 中国教育网