2026年，恰逢高效轧制与智能制造国家工程研究中心（简称“中心”）三十华诞。三十年来，中心从自动化到智能化，走出了一条艰辛却亮眼的金属轧制技术国产化替代之路；从国内市场到“一带一路”，中心的工程实践从“中国应用”迈向“全球验证”。三十而砥，风华正茂，这三十年的匠心沉淀为冶金轧制领域铺开了一幅崭新的画卷，不仅铸就了中心坚实的技术根基与品牌口碑，更奠定了持续创新的底气。值中心成立三十周年之际，《世界金属导报》特此推出系列文章，旨在将中心三十年来精益求精的奋斗历程、敢为人先的破壁之举、与时俱进的转型节点、细节雕琢的丰硕成果呈与读者。
针对冶金行业传统质量管控面临数据孤岛、管控手段滞后、产品一致性难以保障等现实难题，中心历经十余年技术攻关，自主研发冶金全流程过程质量智能管控系统。该系统深度融合人工智能算法与冶金工艺机理，搭建“事前策划、事中监控、事后追溯、分析预测和闭环改进”一体化管控体系，通过数据底座、在线监控、溯源诊断、协同管理、体系管控五大核心技术，实现冶金生产全链条数字化质量管控。该系统已在40余家行业龙头企业落地，服务于西气东输、港珠澳大桥、复兴号、航天铝材等重大工程用材生产，显著提升产品合格率与质量分析效率，获得多项省部级及行业荣誉，为冶金行业数字化质量升级提供可复制的实践范式。
01概述
质量是钢铁与有色金属产品的核心生命线，也是中心三十载技术积淀与产业服务的重要实践载体。当前冶金行业加速向高端化、绿色化、智能化转型，产品品类不断拓展，订单模式与工艺路线日趋复杂，质量管控面临数据孤岛、管控手段滞后、产品一致性难以保障等现实难题。传统人工抽检、经验研判的管控模式，已难以适配多品种、小批量、快节奏生产模式下的全流程稳定控制需求。
紧扣质量强国、制造业数字化转型的国家战略，中心质量管控团队深耕产线十余载，自主研发冶金全流程过程质量智能管控系统。系统以PDCA闭环管理为主线，打通炼钢、连铸、轧制、精整、热处理、检验全业务环节，对接L1设备层、L2工艺控制层、L3/L4生产执行层以及仪表、检化验系统，构建事前标准固化、事中在线监控、事后全链追溯、持续分析改进的完整质量管控体系（见图1）。作为中心成立三十周年十大标志性成果之一，该系统完成了从技术空白、粗放数字化到人工智能深度赋能的跨越式迭代，推动质量管理由单工序事后处置，转向跨工序全过程协同管控，为冶金行业输出一套可复制、可推广的质量数字化新范式。
图1冶金全流程过程质量智能管控系统架构图
02主要技术成果
中心自主研发的冶金全流程过程质量智能管控系统深度融合人工智能算法与冶金工艺机理，攻克多源异构数据融合、跨工序工艺联动调控、全链条质量溯源等关键核心技术，秉持“平台化、数据驱动、全链路协同”设计理念，搭建“事前策划、事中监控、事后追溯、分析预测和闭环改进”一体化质量管控体系（见图2）。
2.1数据底座技术：全域汇聚，数链贯通
以iBKLinker工业互联网平台为载体，搭建企业级数据中枢，兼容S7 OPC、EGD、Modbus、TCP、UDP、XCOM等多种通信协议，完成产线L1、L2、MES、ERP、检化验、大型仪表等全要素数据采集，汇聚温度、化学成分、工艺参数、缺陷、性能等各类质量信息。依托数据清洗、数据治理、特征提取、时空对齐等数据预处理技术，以炉号、铸坯号、钢材编号建立完整物料谱系，实现从铁水、钢水、铸坯到成品的全链路贯通追溯，构建数字钢坯、数字钢卷、数字钢板、数字钢管、数字棒材、数字线材、数字轨梁等数字化产品，并依托高质量可复用的数据服务，为上层各类质量业务应用筑牢数据根基。
2.2在线监控技术：实时管控，防患未然
系统集成AI视觉识别、多模态融合评价、深度神经网络等模型，实现表面质量、成分指标、性能检测、工艺参数的在线智能判钢。系统覆盖铸坯质量风险评级、热轧/冷轧/热处理工艺合规判别、表面缺陷自动分级等业务，实现7×24小时全流程实时岗位监测、异常识别与风险拦截；同时，系统与PES/MES系统业务联动，完成异常信息实时推送和处置，形成“规范+判定+处置”一体化智能管控模式。
2.3溯源诊断技术：追溯诊断，协同优化
基于物料唯一标识与全流程物料谱系，系统打通“分析、追溯、协同”三大业务环节，实现数据驱动下的工艺迭代优化。同时，系统支持多维度数据一键跨工序反向追溯，快速定位质量问题根源。另外，借助机器学习与多模态分析手段，针对性能波动、裂纹、偏析、点状起皮、表面夹杂等典型缺陷开展智能诊断与根因解析，输出量化分析结论并指导工艺调整，持续促进产品质量与生产工艺迭代提升。
2.4协同管理技术：线上运转，体系增效
聚焦质量部、技术中心等管理部门的业务线上化核心需求，打造质量运营、质量绩效、质量异议、晨会看板等核心功能模块，建立覆盖“人、机、料、法、环”全生产要素的质量协同管理机制。系统可动态跟踪合格率、废改降率、缺陷发生率、脱单率等数百余项核心质量指标的变化趋势，构建“问题发现-任务推送-整改跟踪-成效验证”的闭环管理体系，保障质量管控业务高效落地，助力企业质量管理体系持续优化。
2.5体系管控技术：标准固化，闭环改进
面向质量体系全生命周期管理，集成体系审核、关键指标跟踪、QC小组、六西格玛改进管理模块，打通体系管理、过程质量、变更管理、协同寻优、改进闭环与数据分析等业务环节，将纸质体系规范转化为可量化、可监测的业务规则，推动质量管理从文件化管理向数字化可验证管控转变，保障质量体系稳定运行。通过SPC统计过程分析、缺陷诊断与趋势分析识别质量波动，实现问题整改、效果核验、标准更新全流程闭环，驱动质量体系持续自我完善。
图2 系统功能图
03应用成果及案例
目前，这套全流程质量管控系统已在宝武、鞍钢、湖南钢铁、中信、沙钢、建龙、中铝等40余家行业龙头企业落地实施（见图3），业务覆盖卷、板、型、棒、线、管、轮、轴、锻件等全品类钢铁产线，并延伸至铜板带、铝板带等有色加工领域，累计建成82个数字化项目，实现多金属产业全覆盖、国内外市场同步布局的双重突破。相关成果荣获冶金科学技术奖一等奖等省部级奖项2项，获评钢铁行业数字化转型典型场景等国家级及行业级优秀案例13项；支撑鞍钢、南钢、涟钢等多家企业斩获智能制造、质量标杆类荣誉12项，技术能力与实践成效获得行业高度认可。
图3 应用业绩
作为冶金企业的“智慧质控管家”，系统凭借全链路数据追溯、7×24小时智能值守、AI缺陷自动研判、多变量分析诊断、区间预测等核心能力，守护重大工程与高端装备关键材料质量，高效化解各类生产质量难题。经产线实际验证，产品质量合格率提升20%，质量问题人工排查效率提升50%，有效降低吨材综合生产成本。
系统现已服务于国家能源、跨海工程、轨道交通、水电、航天等国之重器核心金属材料制造。在西气东输X80M管线钢生产中，可一键调取冶炼、轧制、热处理全工序参数，快速锁定异常诱因，动态预警批次性能波动，保障高端管线钢质量稳定，夯实能源输送工程的材料基础；系统应用于港珠澳大桥项目，实现四万余吨超宽桥梁钢从原料进厂到成品出库的全链条在线管控，溯源定位工艺问题，实现零不合格品交付，满足大桥120年设计服役要求；针对复兴号高铁车轮搭建定制化质控模型，对轮坯轧制、热处理、精密加工关键工序实时监控，出现隐患即刻告警并输出工艺优化方案，助力国产高铁车轮安全运行里程突破60万公里，加速核心部件国产化进程；面向长征火箭贮箱、蒙皮高端铝材，实现大规格铝板、超薄蒙皮板材全流程数字化管控，依托历史数据开展风险预判干预，实现毫秒级质量溯源，满足航天严苛用材标准，保障多轮航天发射任务顺利实施。
04展望
冶金行业正持续推进高端化、绿色化、智能化转型，质量管控也将由数据可视化、规则化判定，迈向机理数据融合、风险主动预判、跨工序协同优化的新阶段。下一步，中心将持续打磨全流程质量数据治理与物料谱系能力，深化AI大模型、智能体等技术在缺陷诊断、性能预测、工艺优化场景的落地应用，进一步提升系统对不同产线、钢种、生产组织模式的适配能力。
从单点数据到完整业务链路，从孤立判定到全流程闭环改进，冶金全流程过程质量智能管控系统不仅为冶金质量管理提供可复制的数字化工具，也沉淀了中心三十年来立足产线、坚持技术创新、服务产业发展的实践经验。随着应用场景持续拓展，中心将继续助力质量强国、制造强国建设，让更多高性能钢材、铝材支撑国之重器建设，在产业升级的道路上续写新的篇章。
（陈超超）
轧制中心30周年十大标志性成果
轧制中心30周年十大标志性成果——高品质板带箔板形综合控制技术
轧制中心30周年十大标志性成果——带钢热连轧成套自动化控制技术
三十载破局突围 从高效轧制迈向智能制造——高效轧制与智能制造国家工程研究中心成立三十周年巡礼
《世界金属导报》
2026年第39期 B04
