一、所属领域

项目属于工业设备领域，应用于钢铁、煤炭、化工、电力等行业。

二、项目介绍

1. 痛点问题

2020年我国钢材产量超过13亿吨，占全球产量的一半以上，同时我国钢铁消费市场也是全球第一。现代智能化钢厂是钢铁企业未来的重要发展方向，目前国内主流钢厂都在大力布局。但作为智能钢厂的基础和核心，钢铁生产智能设备国内技术能力差距较大，对国外依赖性比较明显。

2. 解决方案

本项目将最新的光电技术与钢厂生产需求深入结合，致力于钢厂关键智能感知设备的研发。目前已完成原理验证和样机开发的智能设备包括：转炉炼钢过程动态监测系统、转炉内壁智能测量扫描设备、辊道辊在线智能监测系统等。项目还有多项智能设备在研。

本项目的转炉炼钢过程动态监测系统，是通过监测炉口火焰光谱和图像信息，经过人工智能计算，得到炼钢过程中钢水温度、元素含量等参数，实现炼钢过程实时动态监测。转炉内壁智能测量扫描设备，是采用激光雷达和数据融合技术，远距离快速智能扫描转炉内壁，实现转炉内壁自动检测。辊道辊在线智能监测系统，是通过对轧钢辊道辊电流实时连续监测和智能分析，有效监测和预防辊异常导致的带钢或铸坯表面损伤。

转炉炼钢过程动态监测系统示意图

3. 竞争优势分析

目前国内钢铁和冶金智能设备以国外品牌为主，如西门子、西马克、达涅利等，国内相关厂商主要以系统和解决方案为主，关键设备技术比较欠缺。本项目多个智能感知设备具有如下优势：实时连续监测；具有本地智能处理能力；远程或间接测量，不影响现有设备和正常生产；安全可靠，适应多种环境；自主知识产权。

4. 市场应用前景

本项目产品初期主要应用于钢铁行业，后期将逐渐推广至煤炭、化工、电力等其他工业领域。根据中国工控网、前瞻产业研究院等报告数据，2020年，中国智能制造产业规模达到2.5万亿元，全球工业自动化设备市场规模超过1万亿元。本项目具有广阔的市场应用前景。

5. 发展规划

目前，多个智能感知设备已完成原理样机，正在与部分钢企合作进行数据采集和系统优化。项目预计2022年初完成科研成果转化；2023年完成多个产品定型并开拓市场；2025年成熟产品占领一定市场份额；2027年形成品牌，成为行业有力竞争者。

三、合作需求

本项目下一步发展需求主要集中在与钢铁和冶金行业相关企业的技术和产品合作，其次是资本投资、政府政策等方面的扶持。需要的外部资源主要是产业的工程化、产品化资源和市场资源。

四、团队介绍

1、科研团队：

（1）刘仿，清华大学电子系长聘教授、博导、青年长江学者，在自由电子辐射和表面等离激元光电子器件的方面取得多项研究成果。

（2）崔开宇，清华大学电子系长聘副教授、博导，主要的研究方向为基于半导体周期微纳结构的光电子器件。

（3）黄翊东，清华大学电子系长聘教授、博导、长江学者，清华大学学术委员会副主任、原清华大学电子系主任、原清华大学天津电子院院长。

（4）张巍，清华大学电子系长聘教授、博导，信息光电子研究所副所长，主要研究方向为光量子器件及其应用。

（5）冯雪，清华大学电子系长聘副教授、博导，主要研究内容包括集成光学轨道角动量器件、新型光子集成器件和光子集成回路。

2、运营团队：

（1）李向东，清华大学电子系本科、博士毕业，曾任职于中国兵器工业集团、清控国创、清华电子系等，曾联合创办雁谷科技等创业企业。

（2）王雅卿，毕业于北京国际关系学院、中央财经大学，曾在东芝、阿尔卡特、智同科技、清控国创等企业担任市场负责人。

五、联系方式

E-mail：ott@tsinghua.edu.cn

成果编号：2021158

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