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物联网技术在冶金炼焦的建模应用

冶金炼焦是现代钢铁工业的重要组成部分,其自身也是一个非常复杂的系统,生产过程中强调各工艺、设备、环节的密切衔接,其中保持冶金炼焦工艺参数的精准性至关重要。由于冶金炼焦生产环境较为恶劣,人工参与监测的难度很高,亟待物联网技术介入并改善这一现状。甘健侯编著的《基于本体与物联网的冶金炼焦过程语义化及建模应用研究》(科学出版社,2018)一书,专门就物联网技术如何运用于冶金炼焦过程展开研究,全书特色如下。第一,逻辑清晰、结构严谨,充分阐明物联网技术与冶金炼焦的内在联系。本书属于冶金信息化专著范畴,主要研究内容包括冶金炼焦过程数据采集、处理、分析及语义化应用,就知识理解难度和应用范围来说,具有一定的专业门槛,需要读者具备一定的综合知识储备。但从阅读体验上说,跨专业及跨领域的知识点之间并不混乱,具备基础物联网知识及冶金炼焦从业经验的人员都能轻松驾驭,这源自于作者在语言组织方面的强大能力,文本信息呈现出清晰的逻辑脉络。特别是在阐明物联网技术与冶金炼焦的内在联系时,展示出“教科书式”的逻辑演绎———先指出冶金炼焦工艺注重稳定性,为了满足全过程管理、自动测量、精准控制等要求,大量引入智能化、自动化、信息化设备。

然后,对物联网技术特点进行分析,指出物联网本身横跨人工智能、电气自动化及网络控制管理等专业领域———如此一来,物联网技术被引入到冶金炼焦领域是必然的举措;同时,本书结构也十分严谨,作者对“物联网技术与冶金炼焦的内在联系”进行了深度解构,分拆成五个知识点密集的研究模块,而每个模块又都围绕着“语义化及建模应用”展开,有利于读者由浅入深、循序渐进地掌握物联网技术在冶金炼焦过程中的应用原理与方法。第二,创新意识、面向冶金炼焦过程构建语义形式化公理体系。本书对于冶金炼焦行业具有重大实用价值,有利于冶金炼焦企业生产过程中规范、科学、智能的优化管理体系建立,这一“实用价值”源自于本书提出的“语义形式化”创新理念及实践。作者指出,冶金炼焦工业引进物联网技术的初衷,是为了减少人工参与造成的误差、延时,其本质是依赖物联网技术的硬件功能。据此,本书立足“可拓理论”建构一套专门针对冶金炼焦过程的“拓展描述逻辑DL-MCP”,并制定形式化公理体系,这样便于将具象化的冶金炼焦过程转化成抽象化形态描述,也为构建冶金炼焦过程语义推理体系、检索机制、数据库、采集与处理一体化机制等奠定了基础。事实上,书中所包括的“本体技术”“语义化”“过程建模”等技术理念存在已久,但专门针对冶金炼焦过程的研究凤毛麟角,这说明仅在选题上,本书就具有强烈的创新性;本书最重要的创新之处,是基于物联网技术构建的“数据采集与语义化处理系统”,书中详细描述了冶金炼焦过程数据采集网络设计方案、物联网传感器架设方式、网络通信系统嵌入方式等,对于冶金炼焦企业而言,可以直接作为“冶金炼焦过程语义化及建模应用指南”使用。第三,专家参与、实地调查,提出物联网技术在钢铁企业的建模应用范式。

本书知识内容具有综合跨域的特点,除作者倾情奉献智慧与经验之外,还包括多名专家的参与和贡献,如昆明理工大学教授俞小花、李荣兴等人,为本书提供了大量基础数据和生产调研内容。作者本人也亲自前往国内三家钢铁企业实地调查、获得真实资料,一手数据为冶金炼焦过程语义化管理系统设计与实践奠定了扎实基础,同时,本书所描述的物联网技术应用场景都是我国真实钢铁企业生产环境,这在很大程度上确保了物联网技术在冶金炼焦过程的建模“通用性”,换言之,本书所提交的冶金炼焦过程语义化及建模应用成果,可以作为国内同类型钢铁企业引入物联网技术的“标准范式”,进一步提高了本书的实用价值;遵循“求真务实”的研究原则,本书也提出了物联网技术在冶金炼焦过程中建模应用的缺陷,整体上,我国本体及物联网的语义化理论研究进步很快,但在建模应用方面、尤其是“冶金炼焦过程”这样的传统产业领域,仍存在很大的阻力,一方面是因为冶金炼焦生产及管理模型相对陈旧,无法与物联网技术实现有效对接,另一方面则是物联网技术应用过程中要素过于复杂,涉及到硬件、软件在恶劣生产环境中的整合。作者对此也提出了解决方案,以具体钢铁企业为试点展开硬件部署、软件开发及网络调配,不断完善适应中国钢铁企业的炼焦过程语义化及建模应用。

作者:黄保斐 单位:青海高等职业技术学院

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