21世纪小巨人㉒｜神网创新高征铠：高炉可视化的征途

高炉可视化，属于冶金中一个非常细分的领域，甚至于外界对高炉都不甚了解。

简单来说，钢铁生产主要有铁矿石—生铁—钢和废钢冶炼两条生产路线，我国工业化起步晚，社会废钢存量少，铁矿石路线为主要的生产方式，高炉炼铁是我国炼铁的主要工艺，目前我国高炉-转炉工艺生产的钢产量占比超过80%。中国工程院院士张寿荣曾表示，今后一段时期内，高炉仍将是最具竞争力的炼铁工艺。

高炉炼铁原理很简单，把铁矿石和焦炭扔到封闭的高炉中加热，就能得到铁水，并用于后续的一系列生产。但在实际生产操作中，炉内的高温高压几乎是工业生产中最恶劣的环境之一，这个最不缺光和热的地方，却是最难以监测的黑盒子，虽然已有较成熟的温度、压力、煤气取样分析等检测手段，但还没有直观可视化的监测手段。

2001年，致力于打开高炉黑盒子梦想的高征铠创立了北京神网创新科技有限公司（以下简称“神网”），成为高炉可视化行业的开拓者，开启了高炉可视化技术的产品化和推广应用。

历经二十年勤恳踏实的研究开发，如今神网在高炉可视化领域已经成长为国内市场占有率超过70%的细分行业龙头企业，在国际市场上，凭借技术领先优势，神网的高炉可视化技术和产品也赢得了美钢联、韩国浦项钢铁公司和印度塔塔钢铁公司等国际钢企客户的青睐。

作为一家名副其实的专精特新小巨人企业，透过神网二十年的发展历程，我们不仅能窥见国内中小企业发展过程中所面临的诸多共性问题，也能够清晰感知到时代脉络起伏的浩荡与恢弘。

正如讲述美国钢铁大王的《卡耐基传》里的一句话：每一块钢铁里，都隐藏着一个国家兴衰的秘密。

时势造英雄

1992年，在改革开放后的留学大潮中，高征铠被公派到加拿大做高级访问学者，了解国外钢铁工业的现状和发展动向，同时寻找钢铁领域在21世纪有价值的技术探索方向。在与国际知名冶金学家卢维高教授等人的交流中，高征铠了解到国外专家和学者对打开高炉黑盒子的期望。

由于欧美市场上钢铁属于不断下行的夕阳产业，即使有新的技术想法和项目也很难获得社会资本的关注。高征铠在国外访学期间，国家招聘团到加拿大招聘各领域人才回国效力，在北京科技大学校长的力邀下，他回国到北京科技大学任炼铁研究所所长，从事教学科研工作。

神网创始人高征铠

技术研发说来容易做来难，尽管学校给了高征铠很大的支持和帮助，但在传统生产模式惯性极大的钢铁行业，想要实现技术最终落地，钢厂要先看到技术给生产带来的效益。

很多技术都是在实验室模拟环境下搞出来的，技术转化第一步就需要到实际高炉中验证，通过学术交流等活动，高征铠很快取得了钢厂信任。

1999年，高征铠用纸盒子装摄像机看清楚报纸的小实验，给沙钢创始人沈文荣演示高炉可视化的思路，二人一拍即合，高老师顺利拿到前往钢厂做实验的“准入证”。于是在沙钢新建的1号高炉上，开启了首个高炉炉顶摄像仪的应用尝试，并取得了初步成功，高炉黑盒子终于被打开。

2001年，我国正式加入WTO，经济高速发展，如火如荼的工业化与城镇化也将钢铁行业拉出九十年代后期的下行，粗钢产量以每年20%左右的幅度增长，钢铁工业大发展的环境之下，内生的技术升级需求给2001年成立的神网提供了足够的研发底气。

由于高炉可视化技术的研发验证需要从小容积高炉开始逐渐“打怪进阶”，逐步在中型和大型高炉上应用，而国内恰好拥有各种型号的高炉。至此，天时地利人和全部到齐。

随着高炉产能提升，钢厂寻找能降低高炉操作成本，提高高炉生产效率的新技术。在钢厂间的内部交流中，神网高炉炉顶摄像仪的行业知名度迅速提升。国有钢铁企业积极推动新技术项目大批量上马，民营钢铁企业也看到高炉炉顶摄像仪减耗提效的经济化效益，高炉炉顶摄像仪很快成为高炉“标配”。

2001年神网推广应用了6套高炉炉顶摄像仪，到2003年这个数字就上升到62套。据高征铠回忆，彼时国内有一千多座高炉，排队购买神网公司炉顶摄像仪的就有二三百座高炉。高炉炉顶摄像仪推广应用的大获成功，为神网公司持续研究开发高炉可视化技术奠定了坚实的基础。

在开发炉顶摄像仪的同时，神网还开发研制了高炉风口摄像仪，工长在操作室实时监视高炉各个风口的工作状况，采用这项技术可以代替操作人员到各个风口巡回观察的工作，图像处理模块能获得风口工作状况的定量描述。这项技术已经在国内300余座高炉的7000余个风口上得到应用，还在加拿大钢铁公司伊利湖钢厂、美钢联斯洛伐克科西策钢厂、土耳其卡拉比克和埃雷利钢铁公司的高炉上应用。

2008年沙钢新建的当时世界容积最大的5800立方米高炉，应用了神网的开炉装料测量、炉顶摄像仪、风口摄像仪等多项高炉可视化技术，成为神网打开国际市场的样板。2013年韩国浦项光阳1号高炉大修扩容到6000立方米时，几乎照搬式地采用了神网的高炉可视化技术。

经过二十年的不懈努力，神网在高炉炉顶摄像仪、风口摄像仪的研发基础上，又开发了激光开炉装料测量、高炉布料仿真模型和在线探测料面形状的激光探测仪等技术，形成了高炉可视化技术的雏形。

专利保护困境

高征铠表示，在初始阶段，高炉炉顶摄像仪技术壁垒不高。供不应求的市场上很快出现大量仿制品，仿制企业最多时甚至达到几十家。竞争对手在没有前期研发投入的情况下，仿制品给出更低的市场价格，神网的市场份额被大量蚕食。直到今天，欧美都有仿制神网产品的企业。

那时国内的知识产权保护意识不足，企业采购部门在进行新技术装备采购时往往关注价格，而对原创单位的知识产权关注不足。

“我到钢厂时，厂里人问我，怎么别人的东西样子和你的一样，你家就比别人的贵呢？我说他们不投入研发费仿造我们产品所以便宜，但只是外型相似，技术含量和质量都差得很远，你们使用这种产品后，得不到预期的效果。”每每谈起这种情况高征铠都很无奈。

尽管握有我国和美国、欧盟和俄罗斯的相关技术专利，但高征铠要盯技术研发，没有精力走传统的诉讼渠道维权，神网也无法承受高企的维权成本，一场侵权官司打下来，专利产品的市场机会就过去了，高征铠也只能索性“看开”，而这也是国内中小企业面临的普遍困境。

同济大学上海国际知识产权学院教授毛昊也向记者表示，对于中小微企业，维权的时间和经济成本较高，占用大量的人力物力，权利人往往因为时间成本和经济成本的不确定性，对冗长诉讼程序的畏惧而放弃维权，由此产生了专利无用的观念。

毛昊进一步指出，我国知识产权保护在制度层面还面临很多难题，知识产权侵权违法行为呈现新型化、复杂化、高技术化等特点，创业初期缺乏有效的专利保护，并且绝大多数中小企业对调解、仲裁等渠道解决纠纷还不了解、不信任，知识产权纠纷解决分流阀尚未建成，另外，市场主体应对海外知识产权纠纷能力明显不足，我国企业在海外的知识产权保护不到位。

“在知识产权保护制度环境、产业结构和市场创新特点、社会信用水平、知识产权侵权形态等方面，我国与主要发达国家存在差异，中国的知识产权保护模式路径也要从国情出发，一方面，积极参与知识产权保护全球治理，构建更加严格的知识产权保护标准，强化全球执法协作，另一方面，针对中小企业创新产业结构特点，动态调整知识产权保护范围，有效支撑国家产业转型，同时，对标日韩等国家，维护中小企业知识产权保护利益、支持中小企业海外走出去方面的经验，给予更大力度的政策支持。”毛昊对本报记者表示。

技术突围

神网的生存并不容易。作为极少数扛住二十年行业变化的企业，神网的成功有诸多因素共同促成，但最重要的一点，是技术在穿越周期中的罗盘作用。

神网的起步阶段，经营销售等方面的能力严重不足，而仿制的竞争对手，既有沉浸相关行业多年的“老油条”，又有忙于抢占市场份额的拟上市公司，2010年前后，价格战大行其道，本应靠着技术专利独享市场的神网被挤到墙角，只剩三成的市占率。

竞争对手也曾投来橄榄枝，收购报价也让公司内部产生了不同的声音：“公司指不定哪天就撑不下去了，趁着公司还能卖上价赶紧卖了得了。”

但高征铠看到的是，收购方正值上市准备期，看重神网在行业细分领域的龙头地位，如果被收购后大概率成为资本市场中的炒作概念，很难有高炉可视化技术长期发展的前景。对他来说，一手带大的神网不仅仅是技术转化企业的标准样本，更寄托着作为领域开拓者推动高炉可视化事业向前发展的责任。

在神网总经理高永看来，科研和转化的思维是有所差异的。对于科研工作者出身的高征铠，在社会责任或者说事业层面的考量要远远超过商业价值，而其他人员更多是从企业转化视角关注带来的收益，其中就包括收购变现，每每出现意见不一致，公司还总是选择支持高征铠的想法。

“高征铠老师的科研是走在市场需求前面的，比如研发激光在线探测料面形状技术需要巨大的前期投入，高炉现场试验屡屡失败，使得公司内部都有些人员反对高征铠老师继续花钱碰壁了。神网花了十四年，投入近千万元才最终取得成功。如果在市场的角度去考虑，投资者绝对不会答应这种高投入旷日持久的科研探索，这条路从开始就是走不通的。但回头看，我们还是感慨科技企业发展的九死一生，如果一哆嗦激光技术研发失败了，神网当时就没了。”高永表示。

随着市场逐渐接近饱和，被各种困扰捶打的神网没了业务增量，只能转变策略选择收缩，聚焦已有客户群体，卖配件、做售后，公司也一度从六十多人缩减至二十几人。

2012-2015年我国钢铁行业经历了一轮调整，一方面，钢铁产能严重过剩，钢铁供过于求；另一方面，地条钢的存在，劣币驱逐良币，钢材价格快速下降，正规产能无法得到释放，众多钢企资产状况逐年转差。这个，期间高炉可视化领域蛋糕迅速变小，行业寒冬的来临，神网反倒成了业界准备最充分的企业。

而在行业调整期间，扎实的技术基础构成了神网的顽强生命力。因为高炉工况的特点是极端环境下的千炉千样，高炉可视化产品安装以后，钢厂仍然需要神网解决各种实际问题，由于在研发中积累了大量的经验，在售后、技术指导等方面具备的绝对优势，神网的技术价值体现了出来，也逐渐收回了被质次价低的仿造品抢占的市场份额。

“从这个角度上讲，高老师放弃了一些商业化的选择，坚持走自主技术研发路线，也是神网能够走到今天，并且在世界上保持技术领先的关键。”高永表示。

机会与挑战并存

从CCD芯片的高炉炉内红外摄像到采用FPA芯片的焦平面热像仪，再到激光探测系统，高炉可视化技术不断迭代升级，从看不见到看得见，从数据化向模型化、AI化转变，最终要实现可视化、数据化、智能化、生产安全、降本增效、节能减碳的目标。

技术升级所带来的效益非常直观，例如陕钢集团汉钢公司高炉安装神网的SW炉顶料面激光探测仪后，将其形容为“天眼”系统，在生产上，高炉燃料比降低了1kg/吨，全年新增效益约580万元。

高炉激光料面探测技术，是神网在2006年开始启动研发的项目，目的是实现高炉生产过程中对料面形状的实时监测，更精确地指导高炉生产。这项技术直到2020年才以产品形式推出，技术研发的时间跨度超过十四年，作为新一代高炉可视化技术，激光探测系统的推广也会成为神网未来一段时间的重要业务增量。

高永告诉记者，目前高炉激光料面探测系统处于应用的初始阶段，目前已经在全国六十多座高炉上安装应用，市场普及率在10%左右。印度塔塔钢铁公司也已经在一座高炉应用了高炉激光料面探测仪，由于使用效果良好，下一个高炉的订单正在签约。预计在未来三五年内，在解决技术完善与产业贴合问题之后，激光探测技术能够得到大范围的市场应用。

凭借着在技术领先优势，神网在海外市场收到了非常好的反馈，尽管海外订单在不断提升，但海外的产品普及率仍然有很大的上升空间，出海也成为神网另一个业务蓝海。

未来对神网仍然是机会与挑战并存。高征铠表示，一方面，通过研制专用的高端光学器件等手段，在硬件层面提升仿制门槛，另一方面，基于神网当前超过70%的国内市占率，挖掘更深层次的数据价值，也成为神网的重要研发方向。

“可视化设备装上高炉后，操作专家看到图像和数据，马上就能知道问题在哪，怎么应对。但是大多数操作人员达不到这样的水平，还是根据自己的经验来操作，对于这种资源浪费我们觉得很惋惜，同时也认识到高炉可视化系统不能仅仅停留在提供图像和数据的层面，要让专家知识参与进来，更好地指导高炉生产。”高征铠表示。

目前神网已建立数据回传平台，未来所有高炉监控数据将由AI云的方式回传公司，公司研发团队将根据回传数据升级产品，提高高炉的智能化监控水平，提供更精准数据，用专家知识指导高炉生产。

“神网要做的事情还有很多。”高征铠对记者表示，当前公司要加大激光技术的推广以及AI云技术的探索，在高炉可视化主业上继续做深。未来如果觉得当前这个盘子小，从高炉扩展至其它工业窑炉，在技术上也是完全有条件和储备的。

对于高炉可视化的未来，高征铠指出，不能只满足于料面表面形状的监测，对于充满物料的“实心”的高炉，通过数学模型模拟预测内部炉料结构的变化和物理化学反应的进程会是重要方向。神网也在与北京科技大学等高校进行联合攻关，神网提供一手的高炉实测数据以及技术转化落地的执行力，与高校的科研活力相结合，才能共同推动行业技术进步走得更远。

“走到今天，在某些领域我们站到了世界前沿。在没有参考的情况下，如何保证企业敢于投入、积极探索，推动中国向着技术驱动型模式发展，就需要在机制、法规以及社会认识层面上，建立对技术价值的肯定和尊重，这也是我二十多年来很重要的一个体会。”高征铠对记者表示。