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记者 张垚
废钢智能检测系统，是废钢行业大幅提升效率，进入信息化、智能化阶段的重要组成部分，能够助力废钢行业和钢铁行业发展。国内这一领域起步于2018年前后。6月22日，《中国冶金报》记者采访了这一领域的探索者——北京同创信通科技有限公司总经理、建龙重工智能制造研究所所长王保红，了解目前我国废钢智能检测系统的开发和实际应用现状。
01为产业服务 坚持自主创新
“2018年，我们就开始做废钢自动检测和分类项目的可行性研究，并于同年正式开始进入研发阶段。可以说，我们是最早在国内开展用机器视觉、人工智能对废钢做智能识别，并把这种方法用于实际废钢验质的企业。”王保红表示，研发这一系统的初衷就是为了减轻工人劳动强度，避免人为主观因素对质量的影响。
多年来，人工废钢验质，一般会在车辆卸车前、中、后用肉眼或卡尺测量，对废钢做3次类别、等级判定，往往一个级别的差距就会导致每吨30元的出入，这给一些验质人员带来不小的灰色收入空间，也会使废钢质量更容易波动，影响后续的冶炼生产。
“3年前刚刚接到这个课题时，我就想，能不能通过图像识别或者其他非人为手段，解决废钢验质的痛点问题。”王保红说，通过分析、筛选，该公司最终确定了通过图像识别和人工智能解决这一问题的思路。该系统通过多角度多次拍照，用几十万张照片最终达到极高的判定准确度。通过1年多与人工验质进行对比，该系统的判定终于与人工一致。
然而，建立一个可用、方便、可以为企业节省成本的系统，并非易事。据介绍，废钢照片的拍摄质量和摄像头与废钢的距离、角度关系密切，近大远小的问题就需要特定的算法解决；经过摸索，车的停靠位置对摄像头的观察结果非常敏感，虽然现在看来结论很简单，但是要解决这些问题，需要经过大量的产业知识积累和计算机建模过程，特别是获得真实数据的难度很大。同时，人工智能需要大量数据和时间进行自学习。“这些都是技术上的困难和最终做成系统的成本。”王保红表示。
不仅如此，由于系统能够规避人工操作带来的波动和作弊的可能性，在推广初期，系统遭到很多废钢供应商的抵制。“但是，某钢企用户的相关负责人非常支持我们，让我们顶住。我们也做了大量工作，一段时间以后，供应商们也逐渐意识到，有了这一系统后，验质公平公正，再也不必偷偷摸摸。”
2019年7月份，北京同创信通科技有限公司获得“废钢智能检测系统V1.0”国家版权局计算机软件著作权登记证书。
02有先发优势 融入产业血液
“有大量的数据和产业人员参与做支撑，是我们公司废钢智能检测系统V1.0的优势。”王保红介绍，研发至今，该系统已经积累了大量企业数据，为河钢石钢搭建的系统已经进入验收阶段，与三钢集团已签订合同，常州东方特钢已签合同并付预付款……“数十家企业数据以及几十万张的图片，可以大大确保系统判别的水平。”据了解，该系统判断废钢类型和分级的判别准确率在95%，特别是对重型废钢的分级精度可达2毫米。
“该项目避免了人工扣杂的主观性，将大大降低现场员工劳动强度，改善石钢员工的工作环境，提高现场工作效率，相信这一系统在精细化管理方面一定能为我们创造巨大的经济效益。”河钢石钢相关负责人介绍，该系统于今年6月17日~21日在石钢通过了压力测试，自动拍照率为99%，废钢等级智能识别判定准确率超过90%，并自动生成废钢等级判定报告。
另据了解，该系统的主要研发团队成员大约有30人，主要是IT人员和业务人员。“只是IT人员的话，这个系统是做不成的。”王保红感慨说，产业信息化智能化改造，产业人员参与是基本条件。在该系统的研发团队中，不乏资深废钢验质师和废钢标准制定者。
据该公司调研显示，很多竞争系统目前已经处于半停滞状态，原因就在于只靠资金投入和算法优化，而没有行业知识，这样构建起来的系统，无法很好地适应企业生产实际、嵌入企业的工作流程。
03获钢协认可 坚守原创价值
据了解，2020年11月份，中国钢铁工业协会组织包括北京科技大学原校长徐金梧等在内的相关专家，组成专家组，对这一方法进行鉴定。专家组高度评价这一成果：“首创了废钢等级智能检测算法技术，开发了全自动无人化废钢等级智能检测系统与成套设备，彻底取代了人工验质。该技术成果整体达到国际先进水平，其中废钢等级识别准确率达到国际领先水平。”
同时，鉴定证书肯定了这一成果的3个主要创新点：一是开发了基于机器视觉和深度学习的全自动无人化废钢智能检测系统，首次实现了废钢验收全流程的无人化废钢等级智能识别与自动验判；二是研发了基于扫描路径最优化的摄像机角度自适应调整算法，实现了废钢图像的高效精确分类；三是基于历史数据库，开发出智能识别废钢等级的多维度卷积神经网络模型和收储中的废钢分类检测系统，实现废钢物资自动扣杂功能，提高废钢等级判定的科学性。今年5月份，中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术奖评出获奖项目115项，其中，由北京建龙重工集团、山西建龙实业公司和北京同创信通科技公司完成的“基于机器视觉的废钢等级智能识别技术及应用”获得二等奖。
“从原理上讲，建立废钢检测系统比较简单，就是通过废钢智能检测系统自动判别废钢等级。也因此，不同方面的企业嗅到这一商机，市场上出现了一些模仿品。由于前面提到的原因，资本在没有专利许可且技术还不成熟的情况下，涌入这一领域，给废钢检测和钢企客户实用都带来了一定的负面影响。”王保红表示了他的担忧。
王保红表示，很多做法已经让用户产生困惑。比如，基于人工智能、自学习等的通常经验，再加上一些硬件投入，正常的实施周期至少需要6个月。而一些公司要价很低甚至免费，称短时间内就可以使系统功能正常，就有扰乱市场之嫌。
“近两年内兴起的类废钢视觉智能识别系统的原理都雷同，在技术方面，各家多多少少做了一些相应的调整。”王保红表示，“但是，我们已经就这种方法申请了发明专利。”据了解，2019年10月上旬，该公司申请相关专利。2021年4月~5月份，该公司《一种建立废钢等级划分神经网络模型方法》（专利号201910958076.8）《一种收储中的废钢等级分类检测方法》（专利号201910958076.9）相继获得专利证书。“可以肯定地说，已经拿到国内这一方法专利证书的，只有我们公司。”王保红表示。
据了解，目前，该公司搜集了国内10多家类似系统的证据，大体上都是通过在料场安装摄像头来采集图片，并用图像识别技术和人工智能、神经网络的方法来让系统进行学习，根据定义的废钢类别，以达到自动识别的目的。
“鉴于我们已经申请了这一方法的专利，严格来说，只要采用这种方法，就需要向我们支付一定的知识产权费用，否则就是侵权行为。”王保红严肃地说，“要尊重原创，更要按照市场规矩做事情。现在，市场上确实有这样的情况，也提醒广大的钢厂消费者，不要被这些所谓的现象所迷惑。昨天，我们已经委托事务所，向其中的两家公司发出律师函。当然，我们还是希望有可能的话，大家共同寻找合作机会，把客户服务好，为行业贡献积极力量。”
谈及该公司自主研发的系统，王保红自信地说：“目前，我们的系统已经开始了又一轮的技术储备，全部完成后，可以对废钢产品进行更多维度的判别，判别精度还可以进一步提高，保守估计可以在目前的基础上再为企业节省40%的成本。”
