近来，JFE钢铁公司利用数字孪生技术，在西日本制铁所（福山地区）的焦炉中，进行了节能减排的设备技术开发，并投入了工程运用。该解决方案已被采纳为一般社团法人环境共创倡议（SII）资助金业务。

作为数字化转型战略，JFE钢铁公司的目标是在整个钢铁厂中利用信息物理系统（简称：CPS）来实现智能钢铁厂。数字孪生是CPS的核心技术，是将现实世界的物理系统和过程在虚拟空间（数字）上再现与现实世界等价的模型，可以充分模拟现实世界。即使是少量的数据，也可以对现实世界无法掌握的设备内部状态进行可视化处理，对于目视和传感器难以确认内部状况的设备，也可以有效地开发和运用以往无法实现的生产过程。此外，还可以有效预测大规模操作和设备变更时的影响。通过在具体生产过程中应用数字孪生技术，2021年该公司高炉CPS将高炉停工到重启的时间从原来的6个月以上缩短到约2个月。

到目前为止，为了改善操作，JFE钢铁公司开发了数字孪生技术，借助该技术致力于改善西日本制铁所（福山地区）5号焦炉D组（以下简称：5D炉）的操作，如图1所示。在钢铁行业中，炼铁工序中的能耗和二氧化碳排放占比最大，通过高效运转高炉和制备均质高品质原料，对实现碳中和起着重要作用。

5D炉中，根据虚拟空间上构筑的焦炉的数字孪生信息，由于空气不足导致部分燃料未充分燃烧，会直接影响燃料密度。一直以来，主要对炉内空气总量进行调整，但通过使用数字孪生技术，可以确认部分控制空气供给量有助于高效操作，还成功地计算出了燃烧优化的辅助空气量。基于这一见解，在现有设备基础上开发出新设备，并开始实际运用，如图2所示。通过实现部分燃烧优化，与以往相比，实现了燃料使用量减少约5%，二氧化碳排放每年削减6600吨。

为了在全球钢铁行业的竞争中立于不败之地，JFE钢铁正在借助数字孪生技术开发创新流程，并在所有业务领域推进数字化转型，积极开发和实际应用 CPS 等新技术，改造现有业务以及创造新业务。（文德）