在现代高炉炼铁技术发展进程中，专家系统的研究与应用经历了3个不同发展阶段。第一阶段为静态控制模型阶段（1970年以前）。主要是在物料平衡和热平衡基础上发展起来的静态数学模型，通过相应的数学模型，计算出原燃料及操作参数的变化对焦比等生产指标的影响，这种方式既不能对工况的发展趋势进行预报，也不能提示失常炉况，主要还是依靠工长的经验，结合实际生产工况采取相应操作措施。第二阶段为动态控制模型阶段（1975～1985）。相对于静态控制模型，结合专家经验的动态控制模型为操作提供了警示信号，避免了人为因素造成的炉况误判，从而提高了高炉生产水平。但具体的操作措施仍由工长决定，并未实现高炉的最优化生产。第三阶段为高炉专家系统控制阶段（1985年后）。是在动态控制模型的基础上，运用人工智能和知识库开发出的高炉专家系统，汇集了专家经验和理论研究成果，融入了模式识别和人工神经元网络等人工智能技术，对炉况的发展趋势做出预报，并提供最佳的操作方法。相对于前两个阶段，高炉专家系统对一般炉况的预报在炉况相对稳定的前提下准确率较高。高炉炼铁专家系统在世界各国主要高炉炼铁厂都有运行，并还在继续发展。

高炉炼铁专家系统是协助高炉操作的计算机软件，它包括一般专家系统所具有的知识库、推理机、综合数据库、解释器和接口及知识库管理系统等部分（见图）。

知识库是用于存储钢铁冶金领域专家的知识经验，包括事实、可行操作与规则等。知识库中的知识主要来源于书本和专家多年的实践经验，然后将这些知识归纳表达为系统可运用的形式。成熟的数学模型也可进入知识库。推理机是使用知识库进行推理并解决问题的程序，所以推理机就是专家的思维机制，即专家分析问题、解决问题的一种算法表示和机器实现。知识库和推理机构成专家系统的基本框架。综合数据库又称全局数据库或动态总数据库，它用于存储高炉炼铁过程中的初始数据和推理过程中得到的中间数据（信息）。知识库管理系统是知识库的支持软件，是对知识库进行类似于数据库对数据的操作，功能包括数据库的建立、删除以及知识的获取、维护、查询、更新等。解释器能够向操作人员解释专家系统的行为，包括解释推理结论的正确性以及系统输出其他候选解的原因。接口又称界面，它能够使系统与高炉操作人员对话。一方面，操作人员通过这个界面向系统提出或回答问题，或向系统提供原始数据和事实等；另一方面，系统通过这一界面向操作人员提出或回答问题，并输出结果以及对系统的行为和最终结果做出适当的解释。

专家系统结构图

不同的高炉炼铁专家系统控制的侧重点不同，主要功能包括炉况监测与控制、布料控制、热状态预测、煤气分布控制、热风炉燃烧控制、设备故障诊断等。对于高炉操作的主要作用有：通过及时的异常炉况分析与操作指导，有效避免异常炉况的发生；通过炉热趋势判断及炉温预报，及时地掌握炉热变化趋势；通过炉料质量控制，减少有害元素对炉况顺行造成影响；通过炉型管理，及时掌握炉型变化，为采取有效的护炉措施提供依据，延长高炉寿命；优化高炉操作、减轻劳动强度。