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21世紀小巨人?｜神網創新高征鎧：高爐可視化的征途

高爐可視化，屬于冶金中一個非常細分的領域，甚至于外界對高爐都不甚了解。

簡單來說，鋼鐵生產主要有鐵礦石—生鐵—鋼和廢鋼冶煉兩條生產路線，我國工業化起步晚，社會廢鋼存量少，鐵礦石路線為主要的生產方式，高爐煉鐵是我國煉鐵的主要工藝，目前我國高爐-轉爐工藝生產的鋼產量占比超過80%。中國工程院院士張壽榮曾表示，今后一段時期內，高爐仍將是最具競爭力的煉鐵工藝。

高爐煉鐵原理很簡單，把鐵礦石和焦炭扔到封閉的高爐中加熱，就能得到鐵水，并用于后續的一系列生產。但在實際生產操作中，爐內的高溫高壓幾乎是工業生產中最惡劣的環境之一，這個最不缺光和熱的地方，卻是最難以監測的黑盒子，雖然已有較成熟的溫度、壓力、煤氣取樣分析等檢測手段，但還沒有直觀可視化的監測手段。

2001年，致力于打開高爐黑盒子夢想的高征鎧創立了北京神網創新科技有限公司（以下簡稱“神網”），成為高爐可視化行業的開拓者，開啟了高爐可視化技術的產品化和推廣應用。

歷經二十年勤懇踏實的研究開發，如今神網在高爐可視化領域已經成長為國內市場占有率超過70%的細分行業龍頭企業，在國際市場上，憑借技術領先優勢，神網的高爐可視化技術和產品也贏得了美鋼聯、韓國浦項鋼鐵公司和印度塔塔鋼鐵公司等國際鋼企客戶的青睞。

作為一家名副其實的專精特新小巨人企業，透過神網二十年的發展歷程，我們不僅能窺見國內中小企業發展過程中所面臨的諸多共性問題，也能夠清晰感知到時代脈絡起伏的浩蕩與恢弘。

正如講述美國鋼鐵大王的《卡耐基傳》里的一句話：每一塊鋼鐵里，都隱藏著一個國家興衰的秘密。

時勢造英雄

1992年，在改革開放后的留學大潮中，高征鎧被公派到加拿大做高級訪問學者，了解國外鋼鐵工業的現狀和發展動向，同時尋找鋼鐵領域在21世紀有價值的技術探索方向。在與國際知名冶金學家盧維高教授等人的交流中，高征鎧了解到國外專家和學者對打開高爐黑盒子的期望。

由于歐美市場上鋼鐵屬于不斷下行的夕陽產業，即使有新的技術想法和項目也很難獲得社會資本的關注。高征鎧在國外訪學期間，國家招聘團到加拿大招聘各領域人才回國效力，在北京科技大學校長的力邀下，他回國到北京科技大學任煉鐵研究所所長，從事教學科研工作。

神網創始人高征鎧

技術研發說來容易做來難，盡管學校給了高征鎧很大的支持和幫助，但在傳統生產模式慣性極大的鋼鐵行業，想要實現技術最終落地，鋼廠要先看到技術給生產帶來的效益。

很多技術都是在實驗室模擬環境下搞出來的，技術轉化第一步就需要到實際高爐中驗證，通過學術交流等活動，高征鎧很快取得了鋼廠信任。

1999年，高征鎧用紙盒子裝攝像機看清楚報紙的小實驗，給沙鋼創始人沈文榮演示高爐可視化的思路，二人一拍即合，高老師順利拿到前往鋼廠做實驗的“準入證”。于是在沙鋼新建的1號高爐上，開啟了首個高爐爐頂攝像儀的應用嘗試，并取得了初步成功，高爐黑盒子終于被打開。

2001年，我國正式加入WTO，經濟高速發展，如火如荼的工業化與城鎮化也將鋼鐵行業拉出九十年代后期的下行，粗鋼產量以每年20%左右的幅度增長，鋼鐵工業大發展的環境之下，內生的技術升級需求給2001年成立的神網提供了足夠的研發底氣。

由于高爐可視化技術的研發驗證需要從小容積高爐開始逐漸“打怪進階”，逐步在中型和大型高爐上應用，而國內恰好擁有各種型號的高爐。至此，天時地利人和全部到齊。

隨著高爐產能提升，鋼廠尋找能降低高爐操作成本，提高高爐生產效率的新技術。在鋼廠間的內部交流中，神網高爐爐頂攝像儀的行業知名度迅速提升。國有鋼鐵企業積極推動新技術項目大批量上馬，民營鋼鐵企業也看到高爐爐頂攝像儀減耗提效的經濟化效益，高爐爐頂攝像儀很快成為高爐“標配”。

2001年神網推廣應用了6套高爐爐頂攝像儀，到2003年這個數字就上升到62套。據高征鎧回憶，彼時國內有一千多座高爐，排隊購買神網公司爐頂攝像儀的就有二三百座高爐。高爐爐頂攝像儀推廣應用的大獲成功，為神網公司持續研究開發高爐可視化技術奠定了堅實的基礎。

在開發爐頂攝像儀的同時，神網還開發研制了高爐風口攝像儀，工長在操作室實時監視高爐各個風口的工作狀況，采用這項技術可以代替操作人員到各個風口巡回觀察的工作，圖像處理模塊能獲得風口工作狀況的定量描述。這項技術已經在國內300余座高爐的7000余個風口上得到應用，還在加拿大鋼鐵公司伊利湖鋼廠、美鋼聯斯洛伐克科西策鋼廠、土耳其卡拉比克和埃雷利鋼鐵公司的高爐上應用。

2008年沙鋼新建的當時世界容積最大的5800立方米高爐，應用了神網的開爐裝料測量、爐頂攝像儀、風口攝像儀等多項高爐可視化技術，成為神網打開國際市場的樣板。2013年韓國浦項光陽1號高爐大修擴容到6000立方米時，幾乎照搬式地采用了神網的高爐可視化技術。

經過二十年的不懈努力，神網在高爐爐頂攝像儀、風口攝像儀的研發基礎上，又開發了激光開爐裝料測量、高爐布料仿真模型和在線探測料面形狀的激光探測儀等技術，形成了高爐可視化技術的雛形。

專利保護困境

高征鎧表示，在初始階段，高爐爐頂攝像儀技術壁壘不高。供不應求的市場上很快出現大量仿制品，仿制企業最多時甚至達到幾十家。競爭對手在沒有前期研發投入的情況下，仿制品給出更低的市場價格，神網的市場份額被大量蠶食。直到今天，歐美都有仿制神網產品的企業。

那時國內的知識產權保護意識不足，企業采購部門在進行新技術裝備采購時往往關注價格，而對原創單位的知識產權關注不足。

“我到鋼廠時，廠里人問我，怎么別人的東西樣子和你的一樣，你家就比別人的貴呢？我說他們不投入研發費仿造我們產品所以便宜，但只是外型相似，技術含量和質量都差得很遠，你們使用這種產品后，得不到預期的效果。”每每談起這種情況高征鎧都很無奈。

盡管握有我國和美國、歐盟和俄羅斯的相關技術專利，但高征鎧要盯技術研發，沒有精力走傳統的訴訟渠道維權，神網也無法承受高企的維權成本，一場侵權官司打下來，專利產品的市場機會就過去了，高征鎧也只能索性“看開”，而這也是國內中小企業面臨的普遍困境。

同濟大學上海國際知識產權學院教授毛昊也向記者表示，對于中小微企業，維權的時間和經濟成本較高，占用大量的人力物力，權利人往往因為時間成本和經濟成本的不確定性，對冗長訴訟程序的畏懼而放棄維權，由此產生了專利無用的觀念。

毛昊進一步指出，我國知識產權保護在制度層面還面臨很多難題，知識產權侵權違法行為呈現新型化、復雜化、高技術化等特點，創業初期缺乏有效的專利保護，并且絕大多數中小企業對調解、仲裁等渠道解決糾紛還不了解、不信任，知識產權糾紛解決分流閥尚未建成，另外，市場主體應對海外知識產權糾紛能力明顯不足，我國企業在海外的知識產權保護不到位。

“在知識產權保護制度環境、產業結構和市場創新特點、社會信用水平、知識產權侵權形態等方面，我國與主要發達國家存在差異，中國的知識產權保護模式路徑也要從國情出發，一方面，積極參與知識產權保護全球治理，構建更加嚴格的知識產權保護標準，強化全球執法協作，另一方面，針對中小企業創新產業結構特點，動態調整知識產權保護范圍，有效支撐國家產業轉型，同時，對標日韓等國家，維護中小企業知識產權保護利益、支持中小企業海外走出去方面的經驗，給予更大力度的政策支持。”毛昊對本報記者表示。

技術突圍

神網的生存并不容易。作為極少數扛住二十年行業變化的企業，神網的成功有諸多因素共同促成，但最重要的一點，是技術在穿越周期中的羅盤作用。

神網的起步階段，經營銷售等方面的能力嚴重不足，而仿制的競爭對手，既有沉浸相關行業多年的“老油條”，又有忙于搶占市場份額的擬上市公司，2010年前后，價格戰大行其道，本應靠著技術專利獨享市場的神網被擠到墻角，只剩三成的市占率。

競爭對手也曾投來橄欖枝，收購報價也讓公司內部產生了不同的聲音：“公司指不定哪天就撐不下去了，趁著公司還能賣上價趕緊賣了得了。”

但高征鎧看到的是，收購方正值上市準備期，看重神網在行業細分領域的龍頭地位，如果被收購后大概率成為資本市場中的炒作概念，很難有高爐可視化技術長期發展的前景。對他來說，一手帶大的神網不僅僅是技術轉化企業的標準樣本，更寄托著作為領域開拓者推動高爐可視化事業向前發展的責任。

在神網總經理高永看來，科研和轉化的思維是有所差異的。對于科研工作者出身的高征鎧，在社會責任或者說事業層面的考量要遠遠超過商業價值，而其他人員更多是從企業轉化視角關注帶來的收益，其中就包括收購變現，每每出現意見不一致，公司還總是選擇支持高征鎧的想法。

“高征鎧老師的科研是走在市場需求前面的，比如研發激光在線探測料面形狀技術需要巨大的前期投入，高爐現場試驗屢屢失敗，使得公司內部都有些人員反對高征鎧老師繼續花錢碰壁了。神網花了十四年，投入近千萬元才最終取得成功。如果在市場的角度去考慮，投資者絕對不會答應這種高投入曠日持久的科研探索，這條路從開始就是走不通的。但回頭看，我們還是感慨科技企業發展的九死一生，如果一哆嗦激光技術研發失敗了，神網當時就沒了。”高永表示。

隨著市場逐漸接近飽和，被各種困擾捶打的神網沒了業務增量，只能轉變策略選擇收縮，聚焦已有客戶群體，賣配件、做售后，公司也一度從六十多人縮減至二十幾人。

2012-2015年我國鋼鐵行業經歷了一輪調整，一方面，鋼鐵產能嚴重過剩，鋼鐵供過于求；另一方面，地條鋼的存在，劣幣驅逐良幣，鋼材價格快速下降，正規產能無法得到釋放，眾多鋼企資產狀況逐年轉差。這個，期間高爐可視化領域蛋糕迅速變小，行業寒冬的來臨，神網反倒成了業界準備最充分的企業。

而在行業調整期間，扎實的技術基礎構成了神網的頑強生命力。因為高爐工況的特點是極端環境下的千爐千樣，高爐可視化產品安裝以后，鋼廠仍然需要神網解決各種實際問題，由于在研發中積累了大量的經驗，在售后、技術指導等方面具備的絕對優勢，神網的技術價值體現了出來，也逐漸收回了被質次價低的仿造品搶占的市場份額。

“從這個角度上講，高老師放棄了一些商業化的選擇，堅持走自主技術研發路線，也是神網能夠走到今天，并且在世界上保持技術領先的關鍵。”高永表示。

機會與挑戰并存

從CCD芯片的高爐爐內紅外攝像到采用FPA芯片的焦平面熱像儀，再到激光探測系統，高爐可視化技術不斷迭代升級，從看不見到看得見，從數據化向模型化、AI化轉變，最終要實現可視化、數據化、智能化、生產安全、降本增效、節能減碳的目標。

技術升級所帶來的效益非常直觀，例如陜鋼集團漢鋼公司高爐安裝神網的SW爐頂料面激光探測儀后，將其形容為“天眼”系統，在生產上，高爐燃料比降低了1kg/噸，全年新增效益約580萬元。

高爐激光料面探測技術，是神網在2006年開始啟動研發的項目，目的是實現高爐生產過程中對料面形狀的實時監測，更精確地指導高爐生產。這項技術直到2020年才以產品形式推出，技術研發的時間跨度超過十四年，作為新一代高爐可視化技術，激光探測系統的推廣也會成為神網未來一段時間的重要業務增量。

高永告訴記者，目前高爐激光料面探測系統處于應用的初始階段，目前已經在全國六十多座高爐上安裝應用，市場普及率在10%左右。印度塔塔鋼鐵公司也已經在一座高爐應用了高爐激光料面探測儀，由于使用效果良好，下一個高爐的訂單正在簽約。預計在未來三五年內，在解決技術完善與產業貼合問題之后，激光探測技術能夠得到大范圍的市場應用。

憑借著在技術領先優勢，神網在海外市場收到了非常好的反饋，盡管海外訂單在不斷提升，但海外的產品普及率仍然有很大的上升空間，出海也成為神網另一個業務藍海。

未來對神網仍然是機會與挑戰并存。高征鎧表示，一方面，通過研制專用的高端光學器件等手段，在硬件層面提升仿制門檻，另一方面，基于神網當前超過70%的國內市占率，挖掘更深層次的數據價值，也成為神網的重要研發方向。

“可視化設備裝上高爐后，操作專家看到圖像和數據，馬上就能知道問題在哪，怎么應對。但是大多數操作人員達不到這樣的水平，還是根據自己的經驗來操作，對于這種資源浪費我們覺得很惋惜，同時也認識到高爐可視化系統不能僅僅停留在提供圖像和數據的層面，要讓專家知識參與進來，更好地指導高爐生產。”高征鎧表示。

目前神網已建立數據回傳平臺，未來所有高爐監控數據將由AI云的方式回傳公司，公司研發團隊將根據回傳數據升級產品，提高高爐的智能化監控水平，提供更精準數據，用專家知識指導高爐生產。

“神網要做的事情還有很多。”高征鎧對記者表示，當前公司要加大激光技術的推廣以及AI云技術的探索，在高爐可視化主業上繼續做深。未來如果覺得當前這個盤子小，從高爐擴展至其它工業窯爐，在技術上也是完全有條件和儲備的。

對于高爐可視化的未來，高征鎧指出，不能只滿足于料面表面形狀的監測，對于充滿物料的“實心”的高爐，通過數學模型模擬預測內部爐料結構的變化和物理化學反應的進程會是重要方向。神網也在與北京科技大學等高校進行聯合攻關，神網提供一手的高爐實測數據以及技術轉化落地的執行力，與高校的科研活力相結合，才能共同推動行業技術進步走得更遠。

“走到今天，在某些領域我們站到了世界前沿。在沒有參考的情況下，如何保證企業敢于投入、積極探索，推動中國向著技術驅動型模式發展，就需要在機制、法規以及社會認識層面上，建立對技術價值的肯定和尊重，這也是我二十多年來很重要的一個體會。”高征鎧對記者表示。