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。
表面质量是金属材料品质的直观体现，在线检测与精准判定是高品质生产的重要保障。针对钢铁企业高品质生产与精细化质量管控需求，中心持续攻关，形成集复杂工况成像、AI智能识别、多功能集成、质量自动判级、多产线集控于一体的成套解决方案。2D/3D金属表面检测装备已在国内外累计应用超300套，实现从人工抽检到在线全检、从单项检测到多维融合、从缺陷报警到自动判级的技术跨越，相关成果获多项省部级及行业荣誉，为企业降损提效、高端产品交付提供坚实支撑。
1概述
随着汽车板、电工钢、高强钢等高端产品需求持续增长，钢铁生产向高速化、连续化、精细化升级，传统质检模式面临两大核心挑战：一是工况环境复杂，生产现场高温辐射、水汽粉尘、表面高反光、产品截面复杂等多重因素，严重干扰缺陷成像与识别精度，微小缺陷、隐蔽缺陷漏检风险高；二是质量管控割裂，缺陷分类分级标准不统一，多产线、多工序数据相互独立，检测结果难以直接支撑质量判定与工艺优化，人工依赖度高、一致性差。
围绕行业共性痛点，中心智能检测团队持续深耕，形成覆盖连铸坯、热连轧、冷轧、中厚板、无缝钢管、棒线材、H型钢等冶金全流程的质检系列产品，推动质量管控向多维检测、自动判级、跨工序追溯全面升级。
2技术研发成果
2.1基于AI的金属表面检测技术
IETSI-X系列金属表面检测技术以场景化定制策略为核心，涵盖3D深度量化、多功能集成等技术路径，配套定制化工况防护设计，构建全工序、全品类的缺陷感知体系。AI缺陷识别技术以多网络融合检测架构为核心，集成异常区域分支辅助检测、缺陷语义跨域融合、分类优先级联网络、半监督泛化学习等核心模块，配套多品规动态柔性检测机制，打造高精度、低误报的智能识别能力。
如图1所示，基于AI的金属表面检测系统纵向贯通L1/L2/L3系统，实现设备控制与质量检测联动；横向覆盖多产线、多工序，打破数据壁垒。从底层的“模型检测”，到中层的“规则管理”，再到顶层的“质量预测”，形成了完整的AI数据驱动的质量管控闭环。
图1 多工序表面质量检测与协同决策架构图
2.1.1 2D+3D 多信息融合检测技术
2D+3D多信息融合检测技术通过高频3D相机360度环绕扫描及多色光源交叉成像技术，结合动态点云拼接与实时补偿技术，可同步获取表面缺陷、尺寸及轮廓，量化凹坑、凸起等缺陷深度信息，并且可识别形状异常。通过多相机联合标定技术建立2D图像像素与3D点云坐标之间的精确映射关系，构建多维信息矩阵，使每一个缺陷区域都同时拥有了形态、纹理、灰度的2D特征和深度、体积、截面轮廓的3D特征。
该技术实现了缺陷深度从“定性”到“定量”的跨越，为缺陷分级以及裂纹、轧疤等异常识别及尺寸超差预警提供依据，将缺陷检测从“平面定性”推向了“立体定量”的新阶段。
2.1.2中厚板多功能检测技术
中厚板多功能集成检测技术以多源数据统一架构为核心，整合表面缺陷检测、轮廓尺寸测量、平直度检测三大功能模块，共用安装平台、采集装备、数据处理单元与操作界面，实现一机多能的一体化检测。针对传统检测设备功能分散、重复配置成本高、质检操作繁琐等问题，突破多维度数据同源融合与统一交互技术，质检人员在单个界面即可掌握产品全维度质量信息。该技术可降低设备采购与运维成本50%以上，省去翻板、人工量尺、跨系统复核等工序，大幅提升质检效率；系统将缺陷分布与轮廓尺寸关联支撑优化剪切，可以兼顾缺陷切除与钢板收得率；将多维数据与订单要求匹配，为出库判定提供依据。
2.2表面质量自动判级技术
质量智能判级技术以层次化判级模型为核心，构建多维缺陷图谱、判级矩阵、标准化质量评定规范体系，配套AI综合研判引擎，推动表检产品从“功能性检测”向“智能型判定”升级。针对人工判级尺度不一、筛查效率低、问题产品管控滞后等痛点，团队统一企业生产标准与客户质量需求，打通缺陷分类、严重程度分级与整卷/整板质量判定的完整逻辑，自动输出等级判定与处置指令，实现问题产品集中封锁。系统判级一致率＞80%，问题产品封锁率＞98%，质量异议事件发生率降低 60% 以上，有效减少人工投入与质量损失。
2.3多产线表面检测集控技术
多产线表面检测集控技术以全链路数据贯通为核心，具备横向产线统一管控、纵向工序质量追溯、质量连锁跟踪分析三大功能，依托唯一物料编号标识，构建从原料到成品的全链条质量管控体系。针对多产线数据孤岛、全流程追溯难、数据难以支撑工艺优化等问题，团队搭建分级集控框架：横向实现并行产线表检设备与质量管理的统一调度；纵向贯通连铸、热轧、热处理、冷轧全工序质量链路。该技术打破数据壁垒，向上可快速定位缺陷源头，向下可开展质量趋势预报，支撑工艺参数动态优化，为企业全流程质量管控与持续改进提供数据支撑。
3技术应用案例
IETSI-X系列金属材料表面质量在线检测与判定技术（见图2）已在国内外累计应用300多套，覆盖连铸、热轧、冷轧、中厚板及长材等冶金全流程的各个环节。围绕该技术，已获授权发明专利40余项、软件著作权近30项。“基于深度学习的热轧带钢表面在线检测与质量评级”获2020年度冶金科学技术奖一等奖，“多信息融合的高温连铸坯表面在线检测装备与质量优化关键技术”获2024年度冶金科学技术奖二等奖，并获钢铁行业智能制造“最佳解决方案奖”等多项荣誉。
图2 表面质量在线检测系统界面图
近年来在极端工况与高端产品检测方面成效显著：系统在宝武、鞍钢、涟钢等国内头部企业10余条热连轧产线完成进口替代，同时也多次推广至中国台湾地区，并成功应用于印尼等多个海外企业，将单卷缺陷报警量降至进口系统的四分之一。中心自主研发了国内第一套酸轧机出口高速冷轧表检系统及20辊轧机检测系统，最快检测速度高达1280m/min，填补了轧机出口的检测盲区，为轧制后的缺陷追溯提供了有效手段。
3D连铸坯检测系统多次应用于青山集团并出口印度，实现缺陷从“定性”到“定量”的跨越；大冶特钢建成国内首套1000℃热态无缝钢管3D检测系统；首钢长治建成国内首套H型钢“轮廓+表面”全自动检测系统，关键缺陷检出率达100%，被山西省金属学会评价为整体技术达到国际先进水平。中厚板表面质量在线检测系统已在湘钢、南钢等60余条产线应用，国内市场占有率超90%；从研发出国内首套中厚板表面缺陷检测系统到攻克世界最宽的5600mm宽厚板表面检测系统，最新的第五代“三位一体”综合判定系统已于今年在首钢上线应用，树立了行业标杆，获得世界一流钢铁企业的高度认可，为核心技术自主可控提供了坚实保障。
多产线表面检测集控技术多次应用在玻璃钢产线，实现30条产线共用一套检测系统的极限整合，这种“超级集控”模式为大规模连续制造提供了颠覆性的质量管控方案。
4展望
面向未来，中心将继续深化光学感知、人工智能与冶金机理的融合创新，提升复杂工况下的检测可靠性；以多维质量数据贯通工序，推动检测更深入地参与工艺优化与生产决策；依托自主技术和持续工程服务，加快高端应用推广与海外拓展。三十而立，向新而行，站在中心成立三十周年的新起点，让每一次检测成为品质提升的依据，让每一项突破成为工艺升级的阶梯。
（景志远）
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——基于双智控的轧制智能工厂解决方案
轧制中心30周年十大标志性成果——冶金全流程过程质量智能管控系统
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40期 B04
