特种无缝钢管数智化工厂关键技术开发及应用

白先送１，颜学勇２，马金辉２，肖雄３，邵健３，张学军３，陈丹４（1.中信泰富特钢集团股份有限公司；2.大冶特殊钢有限公司；3.北京科技大学工程技术研究院；4.北京科技大学设计研究院有限公司）

摘要：针对特种无缝钢管在“多品种、小批量”生产模式下面临的产品质量在线检测难、单管信息全流程追溯难、生产高效自动排程难以及过程质量管控闭环难等系统性挑战，本文提出并实践了一套“检测－跟踪－排程－管控”四位一体的数智化工厂解决方案。该方案通过构建基于深度学习与多模态视觉融合的质量检测系统，实现了对钢管缺陷与尺寸的高精度在线测量；首创融合“视频AI+事件逻辑”的逐支跟踪系统，攻克了单支钢管全流程数据精准映射的行业难题；研发了基于遗传模拟退火混合算法的动态排程优化模型，显著提升了复杂订单环境下的排产效率与资源利用率；建立了基于策划－执行－检查－处置（PDCA）闭环理念的协同质量管控系统，实现了质量管理的系统化与前瞻性。应用结果表明，该系统使缺陷检出率达到99.95%，物料跟踪准确率达99.98%，排产效率提升超过60%，产品不合格率降低50%，为中国特钢行业的数字化转型提供了具有重要参考价值的典型范例。

关键词：特种无缝钢管；物料逐支跟踪；质量在线检测；生产优化排程；质量闭环管控；数智化工厂