钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是建设现代化强国的重要支撑。关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见明确指出“十四五”时期大幅提升供给侧钢铁材料质量，建立健全产品质量评价体系，加快推动钢材产品提质升级，在航空航天、船舶与海洋工程装备、能源装备、先进轨道交通及汽车、高性能机械、建筑等领域推进质量分级分类评价；持续提高产品实物质量稳定性和一致性，促进钢材产品实物质量提升。支持钢铁企业瞄准下游产业升级与战略性新兴产业发展方向，重点发展高品质特殊钢、高端装备用特种合金钢、核心基础零部件用钢等小批量、多品种关键钢材，力争每年取得几个关键领域钢铁新材料突破。从钢铁走向材料，提升钢铁产品和服务附加值。
工业过程控制系统及过控软件系统作为制造业工业机理与工业知识有效载体和制造业核心工艺过程，用于解决流程工业工艺过程在线测控及产品质量稳定控制的问题。是流程工业工艺与装备的桥梁。高端工业过程控制系统及配套的过程测控软件正在由人机界面和基本策略组态向先进过程控制方向发展。先进过程控制APC(AdvancedProcessControlSystem化工行业为在线优化系统RTO）指基于数学模型而又必须用计算机来实现的复杂工程机理模型控制算法与系统统称为先进过程控制策略，APC系统以高速网络化双工实时数据通讯为测控基础；搭载行业前沿工业研发成果与知识积淀及基于此高端工业机理模型；通用动态在线实时负反馈修正模块；嵌入集成自适应控制、预测控制、鲁棒控制、智能控制（专家系统、模糊控制、神经网络）等高级数学功能算法用于解决非线性等常规算法无法解决或测控质量不稳定的工程问题。
高端工业模型及行业专用工业过程控制系统软件系统的现实意义与解决的问题：高端工业模型及APC过程测控系统是工业知识与机理的模型化、软件化的结晶；生产工艺与产品质量稳定控制及制造工艺智能化的核心,从工艺内部发力完成工业工艺流程的精准智能控制。自主知识产权的行业先进过程控制模型和配套的高端集成基础数据通讯对于增强工业行业自主创新能力、提升行业智能化水平、稳定高质量产品比率、解决产品品质与稳定性问题。稳定生产高品质产品提供机理、装备、工艺、质量的保证，铸就企业核心竞争力。
图1钢铁材料正向设计与冶金工艺数字化仿真系统
钢铁工业是典型的流程型制造工业体系，把冶金知识积淀与前沿冶金工艺研发成果装进计算机过程控制系统架起冶金工艺与装备、冶金工艺与材料正向设计的金色桥梁，从钢铁走向材料。高端冶金工艺模型及冶金过程控制系统为钢铁企业稳定常规钢铁产品质量提供机理、装备、工艺、质量的保证；实现高端钢铁产品的全流程稳定、批量、窄工艺窗口生产。冶金工艺模型及冶金过程控制系统是冶金工艺人员的工作平台；冶金新工艺的孵化器、稳定器、助推器；高等级钢铁材料的摇篮，钢铁企业产品核心竞争力所在。
图2高端冶金工艺模型系统贯穿整个钢铁流程
现代冶金前沿原理的深入研究使钢铁工业由单纯的技艺走向科学，材料科学工程、冶金过程热力学与动力学、冶金过程传输原理是支撑冶金流程的三大支柱。如何将现代冶金工艺原理及前沿研发成果应用于工业生产实践已成为冶金工艺的关键环节。数字钢铁的实现是以基础自动化系统软硬件为前提，重点发展冶金过程自动化、工艺智能化和企业深度信息化。冶金复杂过程控制系统是高等级钢材批量生产不可或缺的关键。由于受核心数学模型开发及引进模型的拓展应用进程较慢的制约，冶金过程控制系统有很多工作要深入开展。冶金核心数学模型、冶金高端过程测控系统集成及高端冶金工艺过程控制系统通用工程平台（MPAPC2.0）、材料正向设计与冶金过程数值仿真是下一代分布式、网络化、数字化冶金工艺过程智能化的核心。
图3冶金先进过程控制系统（APC）的投入产出比
图4冶金先进过程控制系统通用工程平台
高端冶金过程控制系统工程平台（DEP-MPAPC2.1.6）是前沿稳定成熟的冶金工艺模型化、软件化、把冶金工艺装进硬盘里的重要载体，是冶金工艺的顶级形态。MPAPC衍生于DEPSoftware高端过程控制系统通用工程平台（DEP-APCEW2.2.3）的冶金工业专用大型过程控制系统工程平台。深度融合前沿冶金工艺研究成果、材料与冶金联合仿真、计算机科学、控制工程学、冶金工程机理和计算机测控技术，集成冶金流程工艺、现代测控技术、冶金工业流程相关硬件装备，通过数学建模和计算机测控系统研发构建高度集成的冶金工业过程测控系统。DEP-MPAPC2.0工程平台开放式的架构实现冶金工业化生产条件下不同冶金工艺过程的动态智能控制。为冶金工作者研究工艺过程、改进和新产品研发、制备奠定坚实的工程基础。一、冶金工业先进过程控制系统铸就行业聪慧头脑冶金先进过程控制是基于冶金工业流程的基本原理、大量长期的工业知识积淀并在此基础上发展起来的数学模型。优秀的冶金先进过程控制系统又是复杂的系统工程，深入融合冶金工艺流程的前沿原理和现代测控技术通过数学方法和编程技术开发成高度集成的工业应用系统，实现工业化生产条件下工艺流程的动态智能控制。架起工艺过程宏观条件与控制系统的桥梁，为冶金工艺流程工作者提供一个集验证新原理、新构想；研发新技术、新工艺简洁高效、实用有力的高端工程实现平台。
冶金数学模型是应用软件的另一个重要组成部分，通常作为技术专利或诀窍，它是一个过程设备或概念的一种数学表示，它将有关冶金参数、冶金机理及其相互关系归纳成数学方程。冶金APC数学模型的建立方法有理论物理法、实验模拟法和经验统计法。工业生产过程的工艺参数错综复杂，往往不能用单纯的数学理论建立模型，而要通过总结操作人员的生产经验，以生产过程的内在机理为基础，并通过实验加以修正和完善。为了实现自动修正数学模型的算法和参数，采用自适应和自学习控制。自适应控制是对一个系统在外界条件变化和有干扰的环境下，具有适应环境的能力，以实现最佳控制。
图5典型的冶金APC过程控制系统应用架构
二、高端工业过程控制系统及冶金工艺模型的重要意义现代冶金工业生产过程的大型化、复杂化对产品质量、产率、安全及对环境影响的要求越来越严格，尤其是冶金流程复杂、多变量、时变、MIMO特征的关键过程控制系统常规PID已无法胜任，因此，先进过程控制受到了广泛