6万条“沉睡”产线数据被激活,材小模AI助力钢企智能化升级
近日,一家营收超千亿的大型民营钢铁企业在产品性能预测上取得突破:借助业界全新推出的智能化材料数据自建模平台——材小模AI(https://www.matdao.com/mate-model)开展多轮建模,模型测试集R²从0.5以下提升至0.95,模型从“难以投入实际生产”达到“可有效支撑实际生产指导”的水平。这表明,企业产线上积累的海量数据,不再只是存下来的记录,而是能够在生产完成后快速预判产品性能,为生产提供模型支撑,让海量产线数据真正参与到生产决策中。

据了解,该企业在信息化建设中积累了海量数据,但一直缺少有效的利用方式,大量数据处于“沉睡”状态。此次建模选取了一条产线的500个字段、6万条样本数据,覆盖从冶炼到检测的全流程。企业此前曾采用传统建模工具,将所有特征全部投入,测试集R²始终在0.5以下,无法用于生产指导。问题并不出在数据本身——企业的数据底子不差,专家经验也深厚,但传统建模方式难以处理产线数据这种高维度、高噪声、强专业性的场景。
针对这一情况,北京新材道的材小模团队与材料专家合作,使用同样的数据和目标,开展了三轮建模优化。据团队介绍,三轮建模的核心工作并非调整算法,而是逐轮剔除数据噪声、筛选有效特征。
第一轮,材小模AI自动筛选特征。将数据交给材小模AI,全程不做任何人工干预。平台先通过大模型识别各字段的含义,初步判断哪些特征可能与目标性能相关;再用相关性分析做二次筛选,剔除关联弱的特征。经过两轮筛选,参与建模的特征从120多个压缩到50个左右,R²从0.5以下提升至0.77。在工业数据建模中,R²0.7以上已属于可用模型,0.77意味着模型预测结果与实际值较为接近,已经具备参考价值。

第二轮,专家经验介入。专家在初筛数据中发现,一条碳含量0.9%的记录与同组数据普遍0.2%以下的水平明显不符,对照成品强度数据后判定为极端异常值;另有一条强度6000MPa的记录,远超钢的理论最高强度和现有工艺水平,判定为错误数据。此类异常IT人员难以识别,专家可快速判断。专家无需写代码,直接在平台点击操作,即可完成数据清洗和特征筛选。经过筛选后,特征进一步降至26个,R²从0.77提升至0.94。这意味着模型预测已经相当准确,可以支撑生产指导。

第三轮,轧制特征结构化。原来数据里,轧制压下量和压下率的相关信息杂糅在一起,模型无法直接使用。团队将其整理成三个可直接使用的指标:平均压下量、首次压下率、最后压下率,同时保留轧制道次数,R²进一步提升至0.95。这一步不仅让预测更准,还增加了可调控的工艺变量——模型不仅能告诉企业“这批钢性能如何”,还能提示“调整哪个工艺参数可以改善性能”。

三轮建模后,R²从0.5以下提升至0.95,该提升标志着模型预测结果从可靠性不足,转变为可有效支撑实际生产指导。
据团队介绍,该案例反映出行业近年来的共性问题。
·其一,经过多年数字化改造,大量企业已具备类似的数据积累;
·其二,工具差异直接影响数据能否从“存着”变为“能用”;
·其三,专家经验是模型精度的关键变量,材小模AI让专家无需写代码即可将经验注入模型。
公开资料显示,材小模AI自主建模平台由北京新材道数智科技有限公司打造,是一款面向材料行业的零代码自建模平台,材料工程师无需编写代码即可完成建模。其核心能力包括产品性能预测、多目标性能优化、质量滤波、自动工艺规程和成本优化。其中“多目标性能优化”即常说的“逆向设计”,用户设定目标性能范围、成分与工艺约束后,系统可自动搜索并推荐满足要求的成分与工艺组合。

业内人士分析,企业数字化转型的上半场大都由信息化、自动化工程师主导,完成了数据采集、系统建设与流程线上化,积累了规模可观的数据。但数据采集之后如何有效使用、用于解决哪些产品与工艺问题,并非其核心职责所在。传统的模型基座难以引入强化、形变、相变等冶金学、材料学知识,也难以表达其中的因果关系,模型落地应用的“最后一公里”很难打通。数字化转型的下半场,理应由产品、工艺等业务工程师主导,借助材小模AI这类产线具身智能建模工具,让懂业务的人直接上手建模,将专家经验注入模型,实现AI引领下的智能化升级。
点击体验材小模AI自主建模平台:https://www.matdao.com/mate-model

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