中国冶金报社
陈晓莉 实习记者 康瑞鑫 记者 王志 邵启明 报道
姚翰昇 摄影
2月16日，除夕，在江苏南京江北新区的南钢厂区里，红灯笼高挂，喜庆的年味正浓。在南钢检测中心一角，一个特殊的“值班员”正在默默工作——它是一台工业机器人，机械臂精准地舞动着，将打磨好的钢片平稳地放置到显微镜下。屏幕上，各类参数跳动，一份份金相检测报告自动生成。
而在2年前，这里还是另一番景象：检验人员手持试样，在显微镜前反复观察、判断、记录，一整天下来常常腰酸背痛，眼睛酸涩。如今，随着南钢国内首套全流程智能金相检测系统投用，机器人可以24小时不间断地完成检测样品从腐蚀到检测评级的全部工作，将检验人员从繁重的重复劳动中解放出来，除夕的岗位上只剩下空椅子。
图为南钢金恒科技智控一体金相检测系统
用两年研发铸就行业标杆
“之前大家关注的人工智能，是让产品变得更厉害，但好像没有让人变得更好，反而是人在迁就机器，机器要效率，人就要快；机器不休息，人也不敢停。但南钢金相实验室改变了这种状态，它改变的不仅是技术与效率，还做到了让更多人能在晚上7点到家，能在节假日跟家人一起吃上团圆饭。”南钢金恒科技智能金相项目负责人王永亮深有感触地说。
金相分析是钢铁材料“体检”的黄金标准，贯穿钢材检验所有环节，包括钢材坯料分析和检测、成品出厂检验、材料或工件的失效分析、新品开发等。过去，这项工作主要依赖人工操作，需要经验丰富的技术人员进行样品制备、观察和分析。这一过程不仅耗时耗力，还容易受到人为因素的影响，导致检测结果出现差异。
在传统模式下，一名成熟金相检测师的培养周期需要2年～3年，需要掌握磨抛、腐蚀、显微镜观察、评级判断等多项专业技能。在实际工作中，操作人员通常要长时间站立进行试样处理，不能连续高强度作业，每天的作业量受限，且长时间观察显微镜，容易造成视觉疲劳，影响检测精度和效率。
“那时候，从试样装夹、磨抛到显微镜观察，检验人员的所有工作都围绕着现场开展。”王永亮回忆道，“遇到生产高峰期，加班加点是家常便饭。”
改变始于2023年年中。南钢联合旗下江苏金恒信息科技股份有限公司，正式启动智能金相检测系统研发项目。作为国内首套实现从磨抛、腐蚀到评级的自动化和智能化全流程金相分析系统，该项目没有现成的案例可循，完全属于“从零开始”的探索。
“当时，考虑到南钢检测需求量较大、自动化行业发展程度已成熟，研发采用该智能检测系统可以辅助南钢提高检测量。此外，将金相检测整个环节全部打通在行业内属于首次，也可以引领行业发展。”王永亮介绍了研发背景。
研发过程并非一帆风顺。最大的技术难题来自机械系统的集成：磨抛机是纯进口设备，腐蚀机则完全自研，机器人夹爪来自不同供应商，三者的接口标准不统一。“当时考虑整个料盘匹配机器人的装夹、匹配腐蚀机的装夹、匹配磨抛机的装夹，这3个装夹需要完全匹配才能实现全流程自动化。”王永亮回忆道，“在这个过程中，机械设计方面进行了非常久的技术攻关才取得突破。”
经过多次设计优化、现场测试和参数调整，该项目研发团队终于攻克了这一技术瓶颈，实现了三大设备的完美协同。2024年11月份，经鉴定，该系统为“国际领先、国内首创”，并获评为“工业和信息化部人工智能赋能新型工业化典型应用案例”。
图为南钢金恒科技智控一体金相检测系统机械臂（企业供图）
让除夕团圆不再是奢望
“智能金相检测实验室投运后，可以把人从现场解放出来，工人只需在前期把装夹工作完成，不需要一直值守。”王永亮介绍，“工人工作内容的改变，带来了工作方式的根本转变。”
这种转变在春节期间体现得尤为明显。在传统模式下，由于生产不停歇，金相检测工作也要连续进行，春节期间需要安排人员轮流值班，确保检测结果及时出炉。这意味着许多检验人员不能与家人团聚。而今年除夕，南钢金相实验室的情况完全不同，除了24小时在线的智能检测系统，工人岗位上只剩下空椅子。工人只需将试样装夹到料架上，就可以回家过年了。机器人会自动完成所有检测工作，检测报告实时生成并上传到系统。项目团队通过线上方式进行监控和保障，即使遇到突发情况，也可以远程处理，无需人员现场值守。
智能系统的应用，让“晚上7点到家”“吃一顿团圆饭”这些看似平常的生活场景成为检验人员的日常。人工智能不再是冷冰冰的技术工具，而是实实在在改善员工生活质量、增强家庭幸福感的重要力量。
图为南钢金恒科技智控一体金相检测系统监控页面（企业供图）
人工智能的钢铁实践
南钢智能金相实验室的成功实践，是钢铁行业智能化转型的一个缩影。南钢早在2015年就提出“创建国际一流受尊重的企业智慧生命体”愿景，明确“一切业务数字化、一切数字业务化”的数字化转型战略路径。
2024年初，南钢启动“人工智能百景千模”三年专项行动计划，聚焦钢铁行业共性难题攻坚破局。2025年6月份，南钢联合华为发布“元冶·钢铁大模型”架构，构建起钢铁行业专属的AI（人工智能）底座。目前，南钢已拥有138个智能应用模型、456张自动报表和1467幅画面，实现了从“经验炼钢”到“数据炼钢”、从“黑箱操作”到“百景千模”的深刻变革。
在南钢，人工智能应用已渗透到生产的各个环节：钢板全板面相控阵超声波自动探伤系统能实现对钢板边部的无盲区检测；铁水含硅预测模型系统可预测未来2小时铁水含硅的数量和趋势；应用钢材力学性能预测模型实现产品性能实时在线预测，产品成材率提升2%，交付周期缩短10%；视觉大模型从微观到宏观进行建模，可以对产品进行多尺度监测，质检效率提升50%。
这些智能化应用不仅带来了效率的提升和成本的降低，更重要的是形成了“人机协同”的新模式。人工智能承担了重复性、高风险、高强度劳动，让工人能专注于更有创造性、更高价值的工作。
这个春节，王永亮和同事们可以与家人度过一个完整的新春假期。这或许不是什么惊天动地的成就，却是最真实、最温暖的改变。在人工智能快速发展的今天，技术进步与人文关怀可以完美融合，工业发展可以更有温度。机器人替人值守的背后，是一个更加温暖、更加人性化的工业时代的到来。
