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1、辽宁科技大学人工智能技术在冶金中的应用论文 University of Science and Technology Liaoning人工智能技术在冶金中的应用姓名：孙为龙班级：冶金工程2010A5学号：120093106008摘要：人工智能涉及范围很广，冶金机械设备但在高炉中主要是应用智能信息处理系统，特别是集中对专家系统进行开发和应用，把有经验的熟练操作人员的操作诀窍用计算机执行，使没有经验的操作工借此也能良好操作高炉。关键字：人工智能；应用；高炉；冶金 一人工智能描述3二.人工智能的研究发展阶段 3三高炉人工智能的应用4四结语 5五.参考文献5一人工智能描述人工智能(Artificial
2、Intelligence)，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。“人工智能”一词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的。从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视
3、觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。例如繁重的科学和工程计算本来是要人脑来承担的，现在计算机不但能完成这种计算,而且能够比人脑做得更快、更准确，因之当代人已不再把这种计算看作是“需要人类智能才能完成的复杂任务”,可见复杂工作的定义是随着时代的发展和技术的进步而变化的,人工智能这门科学的具体目标也自然随着时代的变化而发展。它一方面不断获得新的进展，一方面又转向更有意义、更加困难的目标。目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能的发展
4、历史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的。除了计算机科学以外,人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方。二.人工智能的研究发展阶段第一阶段：50年代人工智能的兴起和冷落：人工智能概念首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。这一阶段的特点是：重视问题求
5、解的方法，忽视知识重要性。第二阶段：60年代末到70年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-II语音理解系统等专家系统的研究和开发，将人工智能引向了实用化。并且，1969年成立了国际人工智能联合会议（InternationalJointConferencesonArtificialIntelligence即IJCAI）。第三阶段：80年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展。日本1982年开始了”第五代计算机研制计划”，即”知识信息处理计算机系统KIPS”，其目的是使
6、逻辑推理达到数值运算那么快。虽然此计划最终失败，但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。第四阶段：80年代末，神经网络飞速发展。1987年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一新学科的诞生。此后，各国在神经网络方面的投资逐渐增加，神经网络迅速发展起来。第五阶段：90年代，人工智能出现新的研究高潮.由于网络技术特别是国际互连网的技术发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。不仅研究基于同一目标的分布式问题求解，而且研究多个智能主体的多目标问题求解，将人工智能更面向实用。另外，由于Hopfield多层神经网络模型的提出，使人工神经网络研究与应用出现了欣欣向荣
7、的景象。人工智能已深入到社会生活的各个领域。三高炉人工智能的应用大致分为下列几个阶段： (1)1980年以前。由于理论建立的数学模型仅在高炉操作稳定时有效，冶金机械设备而在炉况异常时不适用，采用理论推断与实践经验评价相结合的模型获得较好的结果。这类模型有日本各个钢铁公司的炉况综合判断系统，如日本川崎钢铁公司的GO-STOP、新日铁的AGOS和BRIGHT、日本钢管福山厂的量AG和PILOT等。但这类系统只用了实践经验的知识而没有推理等，原则上还不能称为专家系统，仅是开始使用人工智能的雏形。 (2)19801993年。1980年，丹麦F.LSmith公司在水泥窑使用模糊控制并获得成功和推广，证明
8、在大规模工业生产中人工智能是适用的。日本首先大力开发人工智能在高炉中的应用。这时期的特点主要是建立单项（如异常炉况诊断、炉热诊断等）或少数功能（炉热预报和炉况预报还包括短期、中期、长期诊断以及突发性异常预报，休风指导与设备故障指导等功能）以及仅作为操作指导的专家系统，并大多为与常规数学模型结合的混合系统。这类系统经多年开发，发展成积累知识更多（如新日铁君津厂的AUS系统，其数据14000，规则约1500条；而大分厂的SAFAIA系统，其数据28000，规则约5000条）、准确性更高（如新日铁大分厂的SAFAIA系统，炉况预报命中率为98%；君津厂的ALIS系统，炉况预报命中率为99.5%)并与
9、更多新技术结合（如SAFAIA系统使用神经元网络来识别、记录曲线模式，作为专家系统的辅助功能；德国蒂森钢铁公司THYBAC系统中的高炉诊断与预测专家系统，通过自学习神经元网络来显示Kohonen特征图形；瑞典钢铁公司更采用神经元网络系统来预报铁水硅含量）的系统，为以后阶段创造了条件。这类系统有日本各大公司的人工智能系统、韩国浦项钢铁公司的风压变化预报专家系统（硬件使用AGO型AI处理器，开发工具为EKAXII，它进行风压预报并诊断高炉下部不活跃区和不稳定的煤气流，以指导高炉操作）、英国英钢联的高炉专家系统（使用ART开发工具并为Rercar高炉开发，已于1989年投运，它可预报崩料、悬料等异常
10、炉况）、德国蒂森钢铁公司THYBAC系统中的高炉诊断与预测专家系统、意大利ILVA公司的高炉专家系统（在其塔兰托厂使用）、冶金机械设备比利时国家研究中心CRM的高炉专家系统ACCESS(预报炉况、诊断结瘤以及渣皮脱落）和马里蒂姆钢铁公司的MODTT专家系统、瑞典钢铁公司的铁水硅含量预报神经元网络系统和勤奥厂的MASMESTER炉热预报专家系统、澳大利亚BHP公司的高炉工长指导系统、美国美钢联MonValley厂的高炉专家系统等。我国20世纪80年代中期，太钢的模糊辨识铁水硅含量预报系统（1984年底投运，1985年6月由冶金部科技司组织鉴定并通过，使用BCM-f量型微型计算机，硅预报命中率约为
11、70%，年经济效益约为275万元），冶金机械设备宣钢的炉况判断专家系统，首钢的高炉冶炼专家系统，宝钢的炉况判断专家系统，石钢的炉况及炉热判断专家系统，马钢的炉况及炉热判断专家系统，鞍钢10号高炉的炉况及炉热判断专家系统、11高炉的人工智能系统，杭钢、济钢、莱芜等380m3级小高炉的炼铁优化专家系统，台湾中钢公司的高炉专家系统(使用PC286计算机及Goldwork开发工具，预报炉况和炉热以及诊断冷却器漏水故障等）都属于这类系统。除炉况及炉热诊断以外，还有针对高炉其他过程的专家系统，如日本新日铁的高炉炉顶余压发电操作支援系统，由于TRT(topgasrecoveryturbineunit，高炉煤
12、气余压透平发电装置）的阀门开关等设备很多，冶金机械设备出故障后不易找出原因，往往要停车几个小时，但使用本系统后只需几分钟就可找出故障点而加以排除；又如川崎制铁的水渣作业专家系统、热风炉燃烧控制混合型专家系统、炉料装人及分布专家系统等；在许多工序（如热风炉等）还使用模糊控制。可以说，自从日本钢管公司的BAISYS系统于1986年2月在其福山厂的高炉运行以来，世界各公司纷纷在其高炉开发和使用人工智能，而且规模越来越大，冶金机械设备使用了中型计算机和网络，不仅用于高炉炉况诊断还用于辅助工艺线，如水渣控制和TRT等。 (3)19931998年。这时期的特点是把多个数学模型和冶炼操作和评价的多种甚至全部
13、实际操作经验与专家知识综合起来，建立综合的、多目标的或全面的专家系统，但仍然是操作指导性质。这类系统有芬兰罗德洛基专家系统、冶金机械设备日本川崎专家系统、奥钢联高炉自动化系统等。 4)1998年以后。这时期的特点主要是闭环控制。这类系统有奥钢联近年来开发的VAIron高炉自动化系统。四结语 自动化炼钢技术可以提高大型设备生产效率，加强质量管理和生产管理，减轻工人劳动强度，改善转炉炼钢操作，优化工艺流程，降低生产成本，提高终点命中率，减少补吹次数，提高出钢质量。五参考文献：巴特勒查尔斯&考迪尔莫林原始智能系统剑桥：1990年麻省理工出版社帕特森丹W人工智能和专家系统简介1990年霍尔的学生奥什蒂姆智能知识库系统1987年，剑桥思科穆勒约瑟个人计算机的人工智能（8），1993年三月到四月中国冶金行业网人工智能在高炉应用中的阶段 2013年7月第 一 页 共 六 页
