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第4章

、 意外的启示

1983年6月15日,芒种已过,江淮地区进入梅雨季节。红星钢铁厂档案室里弥漫着潮湿的纸张气味,陈钢正在整理技术科积压多年的资料。下午三点二十分,他在最里间的铁皮柜底层发现了一个落满灰尘的硬壳笔记本。笔记本的封面是深蓝色的漆布面,烫金的”工作笔记”四个字已经斑驳脱落。他轻轻吹开封面上的浮尘,内页上用钢笔工整地写着:”1959-1965年炼钢操作实录”,署名是”赵铁山”。

赵铁山——这是建厂元老、第一任技术副厂长的名字。陈钢小心翼翼地翻开笔记本,纸页已经泛黄发脆,但字迹依然清晰。里面不是枯燥的生产记录,而是一页页生动详实的操作心得:

“1959年3月12日,炉况异常处理。今日2号炉吹炼中期,火焰突然发暗,炉口喷溅严重。判断为石灰生烧率高,化渣不良。采取措施:适当降低枪位,加入萤石300公斤改善流动性。20分钟后炉况恢复正常。教训:雨季石灰存放需防潮。”

“1962年11月5日,优质钢冶炼要点。冶炼45号钢,终点碳控制0.18%-0.22%为佳。出钢温度1630-1650摄氏度,精炼时间不少于25分钟。关键在脱氧:先加锰铁,后加硅铁,最后铝锭终脱氧。顺序不可颠倒,否则氧化物夹杂难以上浮。”

陈钢一页页翻看,越看越激动。这哪里是普通的工作笔记,分明是一部凝聚了老师傅二十年经验的”炼钢宝典”。里面记载了上百种异常工况的处理方法,几十个钢种的最佳工艺参数,还有对各种设备故障的预判和应对措施。

他立即抱着笔记本找到王师傅。老工人戴上老花镜,翻了几页,眼眶就湿润了:”这是赵厂长的笔迹!当年他手把手教我们炼钢,每次处理完异常工况,当晚必定详细记录。他说,好记性不如烂笔头,这些经验都是厂里的宝贝啊!”

“这样的宝贝,还有多少?”陈钢问。

王师傅想了想:”老赵有记笔记的习惯,坚持了二十多年。他1965年退休后,笔记本应该都留在技术科。还有几个老师傅,像连铸车间的老钱、轧钢车间的孙大锤,也都有自己的一套心得。不过……”他叹了口气,”现在年轻人谁还看这些?都嫌老古董过时了。”

陈钢抚摸着笔记本封面上斑驳的烫金字,一个想法在心中萌生:如果把这些散落在老师傅头脑中、笔记本里的宝贵经验,变成计算机能够识别和运用的知识,建立一套专家系统,不是比单纯的数据采集更有价值吗?

当晚,他在技术科的档案库里翻找,又发现了十七本类似的工作笔记。有的记录设备维护心得,有的记录工艺改进过程,有的记录事故分析。最珍贵的一本是已故的八级钳工周师傅的”听声辨故障”记录——通过设备运转声音判断故障部位和程度的方法。

“这些都是无价之宝啊。”1983年6月18日,陈钢在技术日志上写下这句话。他知道,在老工人们陆续退休的今天,这些经验的传承显得尤为迫切。而专家系统,可能就是最好的传承方式。

二、 知识工程师

建立专家系统的想法在6月20日的厂部周例会上得到了李副厂长的支持,但实施起来困难重重。最大的难题是:老师的经验如何变成计算机能够处理的规则?

7月5日,陈钢开始系统性地收集和整理老师傅的经验。他第一个找的是王师傅,希望通过总结转炉炼钢的经验,建立第一套专家系统规则库。

“王师傅,您判断吹炼终点,主要看哪些迹象?”陈钢拿着笔记本,准备记录。

老工人眯起眼睛,像在回忆什么:”看火焰啊。碳焰下来了,火焰收缩了,钢花分叉了……”

“能不能具体点?比如碳焰下降,是指火焰高度降低多少米?收缩的比例多大?钢花分叉的角度多少?”

王师傅愣住了,摆摆手:”这哪能量化?就是种感觉,干多了自然就知道。”

陈钢意识到,隐性知识的显性化是最大的挑战。他改变策略,不再直接询问判断标准,而是请王师傅回忆具体的操作案例。

“记得最清楚的是去年冬天那炉钢。”王师傅陷入回忆,”那天特别冷,铁水温度比平时低20摄氏度。吹炼到14分钟,火焰突然发暗,我判断是温度不够,提前加了第二批渣料……”

陈钢详细记录下当时的铁水温度、成分、天气情况、操作步骤和结果。通过分析十几个类似案例,他逐渐总结出一些规律:铁水温度每降低10摄氏度,吹炼时间要延长1-2分钟;硅含量高于0.8%时,要提前加渣料……

连铸车间的陈梅提供了另一种经验。她在连铸操作中发现,当结晶器液面出现特定频率的波动时,往往预示着水口即将堵塞。通过长期观察,她总结出”液面波动频率大于0.5赫兹,振幅超过5毫米”时要及时处理。

最让陈钢惊喜的是设备科的老周。这个平时话不多的老技师,竟然有一套完整的”设备健康预报”方法。通过监测轴承温度、振动频率和声音特征,他能提前两天预测出故障发生。”就像老中医号脉,”老周比喻道,”设备也有自己的脉象。”

到8月20日,陈钢已经收集了三个月经验,开始着手构建知识库。他把各种经验分类整理,建立规则库:

如果铁水温度低于1250摄氏度,且硅含量大于0.8%,则吹炼时间延长10%-15%。

如果结晶器液面波动频率大于0.5赫兹,且振幅超过5毫米,则检查水口状况。

如果轴承温度连续2小时上升,且振动加速度超过4米/秒²,则预警可能故障。

每条规则后面,都附上原始案例和老师傅的签名。陈钢要让这个系统不仅有”智能”,更要有”人味”。

三、 规则的较量

知识库建设并非一帆风顺。8月25日,在讨论LF炉精炼规则时,发生了激烈的争论。

负责LF炉的李工主张:”钙处理必须在出钢前5分钟完成,搅拌强度不小于80升/分钟。”这是书本上的标准工艺。

但王师傅根据经验提出异议:”要看钢种。普通钢可以,但优质钢最好在出钢前8分钟加钙,搅拌强度提高到100升/分钟,让钙充分均匀化。”

“有数据支持吗?”李工问。

“有!”王师傅翻开自己的记录本,”去年处理的优质钢,按我的方法,夹杂物级别降低0.5级。但按标准工艺,有两次钙处理不均,造成水口堵塞。”

陈钢调出历史数据验证,果然如王师傅所说。于是规则修改为:如果是优质钢,钙处理时间提前到出钢前8分钟,搅拌强度提高到100升/分钟。

更大的挑战是如何处理矛盾经验。9月2日,在连铸二冷配水规则上,陈梅和另一位老师傅张工的意见完全相反。

陈梅认为:”低碳钢二冷强度要强,水量1.2升/公斤,避免铸坯鼓肚。”

张工却坚持:”低碳钢要弱冷,水量0.8升/公斤,防止表面裂纹。”

两人各执一词,都举出成功案例。陈钢没有简单选择一方,而是深入分析两人的操作记录。发现关键差别在于拉速:陈梅操作时拉速通常在1.4米/分钟,而张工习惯用1.0米/分钟。

“我明白了!”9月5日,陈钢在分析完30炉数据后得出结论,”二冷强度应该和拉速匹配,而不是单纯看钢种。”

于是规则调整为:低碳钢二冷水量=基础水量0.8升/公斤+拉速补偿(拉速×0.3升/公斤/米/分钟)。这个规则经过验证,适用性大大提升。

通过一次次这样的讨论、验证、修正,知识库逐渐丰富起来。到9月底,已经积累了转炉炼钢、LF炉精炼、连铸操作、设备维护等四大类共217条规则。每条规则都经过实践检验,带有详细案例说明。

四、 第一次实战

1983年10月8日深夜,系统接受了第一次真正的考验。

当时陈钢正在值夜班,突然收到1号转炉的报警信息:吹炼13分钟,火焰异常发暗,温度上升缓慢。系统根据知识库规则,判断为”石灰生烧率高,化渣不良”,建议采取”降低枪位0.5米,加入萤石200公斤”的措施。

但值班的年轻炉长小刘犹豫不决:”萤石加入时机和量都很关键,加少了不起作用,加多了侵蚀炉衬。要不要等王师傅来?”

王师傅那天休息,住在厂外,赶过来至少要40分钟。而转炉冶炼是有严格时间要求的,延误可能导致整炉钢报废。

“相信系统。”陈钢坚定地说,”这条规则是王师傅亲自总结的,有12个成功案例支持。”

小刘咬咬牙,按下了确认键。加入萤石5分钟后,监控画面显示炉况明显好转,火焰变得明亮稳定,温度开始正常上升。25分钟时,顺利到达终点,碳、温双命中。

“成功了!”小刘激动地拍着控制台,”系统比教科书还管用!”

更让人惊喜的是后续的质量检验。这炉钢的成品质量特别好,硫、磷含量低于内控标准,氧化物夹杂级别创当月最好水平。

王师傅10月9日一早得知消息,特意来到车间,看着系统记录的操作曲线,连连点头:”就是这样!这就是我当年总结的最佳处理方案。没想到,计算机比我判断得还快、还准。”

这件事迅速在全厂传开。原本对专家系统持怀疑态度的人开始改变看法,越来越多的老师傅主动来找陈钢,要求把自己的经验加入知识库。

五、 新老融合

知识库的成功应用,催生了意想不到的新老融合。

11月5日,年轻技术员小李提出一个想法:”既然系统能存储老师傅的经验,能不能也把我们年轻人的创新加进去?”他开发了一种LF炉渣料加入的新方法,能缩短精炼时间5分钟,但一直得不到老师傅认可。

陈钢鼓励他:”只要数据充分,验证有效,就可以加入知识库。”

小李花了半个月时间,做了十炉对比试验,数据确凿地证明新方法既能保证质量,又能提高效率。11月20日,这套新工艺被作为”优化规则”加入知识库,注明”由青年技术员李卫东提出,经10炉验证有效”。

更让人感动的是设备科的老周。这个平时最保守的老技师,竟然主动学习起计算机操作。”我不能落伍啊,”他笑着说,”要是连自己总结的经验都看不懂,那不是白总结了?”

在陈钢的辅导下,老周学会了查询知识库,还能根据新情况补充修正规则。12月10日,他发现系统的一个轴承故障预测规则不够准确,立即补充了”夏季高温季节,预警阈值应降低15%”的修正条款。

“这就是传承与创新的结合。”12月15日,李副厂长在观察知识库系统后评价,”老师傅的经验不会随着退休而消失,年轻人的创新也能快速推广应用。这个系统,成了我们厂最宝贵的财富。”

到1983年12月31日,专家系统知识库已经积累了500多条规则,涵盖了从原料准备到成品出厂的全流程。系统每月处理异常工况30多起,提出优化建议50多项,为厂里创造效益超过100万元。

但陈钢知道,这还只是开始。真正的智能化,应该是系统能够自我学习、自我完善。在他的规划中,下一个目标是让系统能够自动从海量数据中发现新的规律,形成新的知识。

窗外,雪花纷飞,1983年即将过去。但在陈钢心中,一个崭新的春天正在到来——那是知识的春天,是智能的春天,是中国钢铁业真正走向现代化的春天。

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