智能制造助力有色金屬工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

劉松昊｜文

本文通過(guò)分析我國(guó)有色金屬行業(yè)特點(diǎn)及發(fā)展需求，簡(jiǎn)述了有色金屬流程工業(yè)智能制造的必要性、目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)基本途徑。加速推進(jìn)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)有色金屬工業(yè)智能制造，助力中國(guó)制造由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期的重要任務(wù)。

習(xí)近平總書(shū)記指出，要以智能制造為主攻方向推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級(jí)，推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉(zhuǎn)變，以“鼎新”帶動(dòng)“革故”，以增量帶動(dòng)存量，促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端。

近年來(lái)，有色金屬行業(yè)智能制造工作持續(xù)推進(jìn)，在德國(guó)推出工業(yè)4.0、美國(guó)推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之后，2015 年，我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)——《中國(guó)制造2025》出臺(tái)，其中，把“智能制造”作為實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，在國(guó)內(nèi)乃至全球范圍內(nèi)掀起新的浪潮。2020 年，工信部、國(guó)家發(fā)改委、自然資源部聯(lián)合編制的《有色金屬行業(yè)智能工廠（礦山）建設(shè)指南（試行）》，進(jìn)一步推進(jìn)5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)在有色金屬行業(yè)的集成創(chuàng)新和融合應(yīng)用，為有色金屬行業(yè)智能制造產(chǎn)業(yè)提供了發(fā)展方向和建設(shè)依據(jù)。

有色行業(yè)現(xiàn)狀及對(duì)智能制造的發(fā)展需求

1.我國(guó)有色金屬行業(yè)特點(diǎn)及所面臨的問(wèn)題

圖1 國(guó)內(nèi)近5 年銅鋁加工材產(chǎn)量

有色金屬行業(yè)不僅是中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)還是國(guó)防軍工的重要原料和戰(zhàn)略物資。近年來(lái)，我國(guó)有色金屬工業(yè)發(fā)展迅速，

據(jù)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2022年，我國(guó)精煉銅消費(fèi)量為1 415萬(wàn)噸，比上年增長(zhǎng)4.8%；原鋁消費(fèi)量為3 985萬(wàn)噸，比上年增長(zhǎng)0.5%，增速比上年放緩4.4個(gè)百分點(diǎn)。

此外，據(jù)中國(guó)有色金屬加工工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2022 年我國(guó)銅加工材產(chǎn)量為1 939萬(wàn)噸；鋁加工材產(chǎn)量為4 662萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)近5年銅鋁加工材產(chǎn)量如圖1所示，不難看出雖然近兩年受到新冠疫情沖擊，2022年鋁加工材產(chǎn)量略有下降，但是近5年銅鋁加工材產(chǎn)量整體上仍呈上升趨勢(shì)。

盡管我國(guó)有色金屬加工的產(chǎn)能、產(chǎn)量、企業(yè)數(shù)量均居世界首位，但仍然存在企業(yè)盈利能力不強(qiáng)、生產(chǎn)集中度較低、產(chǎn)品同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)、高精尖材料開(kāi)發(fā)能力偏弱、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)等問(wèn)題。受傳統(tǒng)領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)減速，新興市場(chǎng)尚未形成有效支撐，國(guó)際貿(mào)易摩擦、新冠肺炎疫情的影響，有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度明顯放緩，行業(yè)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象日益嚴(yán)重，經(jīng)營(yíng)成本不斷上漲，經(jīng)濟(jì)效益也出現(xiàn)了明顯下滑，產(chǎn)業(yè)面臨由高速增長(zhǎng)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變的迫切要求。

有色金屬行業(yè)是典型的流程工業(yè)，我國(guó)有色金屬企業(yè)具有種類(lèi)繁多、原料來(lái)源繁雜、工藝復(fù)雜流程長(zhǎng)、工況環(huán)境苛刻、能源消耗高、產(chǎn)能過(guò)剩、產(chǎn)業(yè)鏈短等特點(diǎn)。近年來(lái)，很多有色企業(yè)在基礎(chǔ)自動(dòng)化、過(guò)程信息化、經(jīng)營(yíng)管理信息化等方面推進(jìn)信息化建設(shè)，也在實(shí)踐中取得了進(jìn)展和成績(jī)，奠定了數(shù)字化改造和智能化發(fā)展的基礎(chǔ)，但困難和問(wèn)題依然存在。例如在采礦方面，規(guī)模較大的露天礦山運(yùn)用5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了裝備智能化改造，實(shí)現(xiàn)了裝備的遠(yuǎn)程操控與作業(yè)，但大部分企業(yè)采礦裝備仍是人工駕駛作業(yè)，工作強(qiáng)度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高。冶煉方面，部分有色冶煉企業(yè)在無(wú)人行車(chē)、設(shè)備智能診斷、銅板自動(dòng)剝離以及無(wú)人化陽(yáng)極銅板輸運(yùn)系統(tǒng)（如圖2（a）所示）等局部領(lǐng)域的裝備智能化應(yīng)用取得突破，但大部分企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈集成融合領(lǐng)域面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足、項(xiàng)目推進(jìn)困難等問(wèn)題，仍然以單項(xiàng)業(yè)務(wù)信息化系統(tǒng)建設(shè)為突破提升點(diǎn)，“重業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，輕數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘”孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。加之冶煉裝備種類(lèi)和安環(huán)敏感源多，企業(yè)自動(dòng)化管控水平參差不齊，對(duì)人工作業(yè)依賴(lài)程度較高（如圖2（b）所示），數(shù)據(jù)質(zhì)量及集成度低，精益化管控能力弱。加工方面，部分加工企業(yè)的生產(chǎn)及作業(yè)數(shù)據(jù)仍通過(guò)紙質(zhì)填寫(xiě)，信息化程度低，存在監(jiān)測(cè)手段不足、質(zhì)量管控能力不高、生產(chǎn)組織缺乏柔性等一系列問(wèn)題。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，目前，我國(guó)有色金屬行業(yè)智能制造水平總體上比較落后，難以滿(mǎn)足高質(zhì)量發(fā)展的需要。智能制造水平不發(fā)達(dá)，阻礙有色金屬行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和革新進(jìn)程。因此，實(shí)現(xiàn)有色金屬行業(yè)智能制造的必要性及基本途徑還需要進(jìn)一步貫徹和探索。

2.智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的概念

工業(yè)智能制造是把人的智能從隱性知識(shí)提煉為顯性知識(shí)，經(jīng)過(guò)模型化、算法化處理，再把各種模型化的知識(shí)通過(guò)系統(tǒng)嵌入設(shè)備中，由此賦予設(shè)備一定的自主能力，讓機(jī)器具有一定程度的“智能”，可以達(dá)到降低勞動(dòng)成本、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制以及提質(zhì)增產(chǎn)等效果。

制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是戰(zhàn)略主導(dǎo)下的業(yè)務(wù)變革，是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能助力的研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)改善，最終推進(jìn)盈利模式優(yōu)化和用戶(hù)體驗(yàn)的提升。以數(shù)字化為核心，借助網(wǎng)絡(luò)化手段，實(shí)現(xiàn)智能化賦能，保證產(chǎn)品和服務(wù)高效保質(zhì)交付，從而持續(xù)提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

圖2 智能化裝備與人工作業(yè)

有色企業(yè)智能制造建設(shè)目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備、能源、物流等資源要素的數(shù)字化匯聚、網(wǎng)絡(luò)化共享和平臺(tái)化協(xié)同，打造具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)的有色金屬智能工廠（礦山）。

3.智能制造賦予有色行業(yè)新活力

通過(guò)前面的分析可以發(fā)現(xiàn)，有色行業(yè)需要借助智能制造煥發(fā)新的活力，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先，有色金屬礦山具有開(kāi)采區(qū)域動(dòng)態(tài)變化、事故風(fēng)險(xiǎn)率高、廢物排放量大、資源回收率亟待提高等特點(diǎn)，特別是部分礦山地處高寒高海拔地區(qū)，機(jī)器換人需求迫切，要建成集資源的數(shù)字化管理、面向“礦石流”的智能生產(chǎn)管控、全流程的少人無(wú)人化生產(chǎn)、集成化的本質(zhì)安全管理、基于大數(shù)據(jù)的智能決策于一體的本質(zhì)安全、資源集約、綠色高效的有色金屬智能礦山。其次，有色金屬冶煉具有生產(chǎn)工況復(fù)雜、作業(yè)環(huán)境惡劣、能源管理粗放、工藝建模和多工序協(xié)同難等特點(diǎn)，要建成集綜合集成信息管控平臺(tái)、實(shí)時(shí)協(xié)同優(yōu)化的智能生產(chǎn)體系、精細(xì)化能效管控于一體的清潔環(huán)保、優(yōu)質(zhì)低耗、安全高效的有色金屬智能冶煉工廠。再次，有色金屬加工具有產(chǎn)品品種規(guī)格多、訂單批量小、生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)、產(chǎn)品精度要求高、物流調(diào)度頻繁等特點(diǎn)，需快速響應(yīng)市場(chǎng)和客戶(hù)要求，要建成集柔性化組織生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量全生命周期管控、供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化運(yùn)營(yíng)于一體的質(zhì)量穩(wěn)定、協(xié)同高效、響應(yīng)快捷的有色金屬智能加工工廠。

近年來(lái)，我國(guó)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為有色企業(yè)挺進(jìn)智能制造領(lǐng)域、推動(dòng)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶來(lái)了契機(jī)，通過(guò)智能制造技術(shù)才可以幫助有色企業(yè)順利轉(zhuǎn)型，煥發(fā)新的活力，成為我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的領(lǐng)頭羊。因此，智能制造是有色企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必然階段。

有色行業(yè)智能制造主要應(yīng)用場(chǎng)景

為細(xì)化有色行業(yè)智能制造的概念及實(shí)施形式，筆者對(duì)有色金屬礦山、有色金屬冶煉及有色金屬加工三個(gè)不同場(chǎng)景的智能制造應(yīng)用情況及改造思路進(jìn)行舉例。

1.有色金屬礦山智能監(jiān)控系統(tǒng)

有色金屬礦山智能監(jiān)控系統(tǒng)是礦山安全生產(chǎn)中最重要的組成部分，監(jiān)控系統(tǒng)的性能決定著礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)、災(zāi)害防治以及經(jīng)濟(jì)效益等。在礦山施工過(guò)程中，對(duì)于設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，能夠在最大程度上保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高作業(yè)效率，同時(shí)降低由于設(shè)備故障問(wèn)題產(chǎn)生的礦山事故概率。

（1）基于圖像融合的有色金屬礦山智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

監(jiān)控器。監(jiān)控器是基于圖像融合的有色金屬礦山智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備重要組成部分，其主要是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。監(jiān)控器分辨率的高低將直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果，所以要根據(jù)有色金屬礦山設(shè)備運(yùn)行故障監(jiān)控需求合理選取監(jiān)控器。

電源設(shè)計(jì)。在基于圖像融合的有色金屬礦山智能監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的電壓可能會(huì)存在不穩(wěn)定或者有毛刺干擾等問(wèn)題，所以在系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到外界干擾的因素，將系統(tǒng)電源外界干擾因素全部排除掉，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供穩(wěn)定的電源環(huán)境。

（2）基于圖像融合的有色金屬礦山智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于圖像融合的有色金屬礦山數(shù)據(jù)處理是以監(jiān)控器、傳感器等硬件設(shè)備作為基礎(chǔ)，對(duì)有色金屬礦山施工過(guò)程中運(yùn)行的各類(lèi)設(shè)備的狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。根據(jù)不同設(shè)備的運(yùn)行要求，對(duì)其進(jìn)行控制。

有色金屬礦山設(shè)備故障智能監(jiān)控。當(dāng)利用圖像融合實(shí)現(xiàn)對(duì)有色金屬礦山設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)處理后，利用編程軟件中的監(jiān)控功能可接收有色金屬礦山設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)有色金屬礦山設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的各類(lèi)故障問(wèn)題智能監(jiān)控。當(dāng)有色金屬礦山設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)編程軟件當(dāng)中的強(qiáng)制方式，將急停按鈕關(guān)閉，讓有色金屬礦山設(shè)備迅速停止運(yùn)行。待故障全部排除后，再通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，待恢復(fù)正常后重新啟動(dòng)有色金屬礦山設(shè)備，讓有色金屬礦山設(shè)備正常運(yùn)行，以此實(shí)現(xiàn)圖像融合的有色金屬礦山智能監(jiān)控。滿(mǎn)足對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求，能夠在最大程度上保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高作業(yè)效率，并降低由于設(shè)備故障問(wèn)題產(chǎn)生的礦山事故概率。

2.電解鋁企業(yè)智能制造建設(shè)實(shí)踐

（1）電解鋁流程工業(yè)大數(shù)據(jù)處理

圖3 冶煉企業(yè)智慧工廠構(gòu)成

有色金屬冶煉行業(yè)工序繁多，工藝過(guò)程復(fù)雜，各工藝參數(shù)之間存在非線(xiàn)性、多變量、強(qiáng)耦合等特征，并且冶煉企業(yè)的大部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)均存放在各工序相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)中，加上系統(tǒng)硬件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、平臺(tái)技術(shù)和數(shù)據(jù)收集技術(shù)的差別，使得系統(tǒng)間數(shù)據(jù)互相封閉，形成信息孤島，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的共享。這些海量數(shù)據(jù)包含了大量生產(chǎn)信息和控制數(shù)據(jù)，是重要的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可對(duì)冶煉企業(yè)的人員數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、物料數(shù)據(jù)及環(huán)保數(shù)據(jù)等進(jìn)行深度分析，充分利用這些數(shù)據(jù)信息，解決信息不易被挖掘利用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)各工序、各要素協(xié)同處理。

（2）冶煉企業(yè)智慧工廠建設(shè)

在冶煉企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)“業(yè)務(wù)+數(shù)據(jù)”的方式，將各個(gè)獨(dú)立的信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，如圖3所示。典型代表有智慧能源系統(tǒng)、質(zhì)量管控系統(tǒng)等。將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)多種數(shù)據(jù)通信技術(shù)（如5G）進(jìn)行連接，構(gòu)成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，在工業(yè)場(chǎng)景中典型代表有工業(yè)機(jī)器人和無(wú)人天車(chē)等。利用信息物理系統(tǒng)技術(shù)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，形成數(shù)字孿生，構(gòu)建虛擬與現(xiàn)實(shí)的連接。將設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)整合構(gòu)成整個(gè)智慧工廠，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠設(shè)備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的智能化。將有效提升冶煉企業(yè)生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

3.有色金屬加工行業(yè)智能制造主要應(yīng)用場(chǎng)景

結(jié)合智能制造的特點(diǎn)，有色金屬加工的智能化發(fā)展可以分為三個(gè)階段。第一階段是實(shí)現(xiàn)設(shè)備和生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)；第二階段是實(shí)現(xiàn)工廠各相應(yīng)管理層級(jí)之間、設(shè)備之間和人員與設(shè)備之間的信息共享并輔助簡(jiǎn)單的生產(chǎn)和管理決策；第三階段是通過(guò)人工智能代替人工完成較為復(fù)雜的決策工作，實(shí)現(xiàn)人員和設(shè)備間無(wú)差別的信息交互。

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)有色金屬加工企業(yè)的智能化發(fā)展介于第一階段和第二階段之間，主要是通過(guò)自動(dòng)化集成將車(chē)間各工序周轉(zhuǎn)時(shí)間大大縮短，使操作工人數(shù)量顯著減少，生產(chǎn)的安全性和可靠性大大提高。另外，通過(guò)引入一些管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物料的追蹤和庫(kù)存的智能管理。

（1）自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)

主要生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化是有色金屬加工廠提升生產(chǎn)效率和實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的基本保障，以最為典型的熔鑄生產(chǎn)線(xiàn)為例，對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化功能進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。熔鑄車(chē)間的生產(chǎn)人員密集，生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，操作危險(xiǎn)性較大，設(shè)備工序銜接較多，需要預(yù)留在制品周轉(zhuǎn)區(qū)，車(chē)間的天車(chē)、扒渣車(chē)、叉車(chē)和高溫設(shè)備交互作用，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式在效率和安全性上已很難滿(mǎn)足更高的要求。同時(shí)，相對(duì)于其他車(chē)間來(lái)說(shuō)，熔鑄產(chǎn)品的工序和規(guī)格種類(lèi)又相對(duì)簡(jiǎn)單，因此，熔鑄車(chē)間是有色金屬加工行業(yè)實(shí)施智能化的突破點(diǎn)。熔鑄智能生產(chǎn)線(xiàn)構(gòu)成主要包括：熔鋁爐、保溫爐、在線(xiàn)處理系統(tǒng)、鑄造機(jī)、鋸切機(jī)、均熱爐組、自動(dòng)碼垛解垛系統(tǒng)、碼垛移運(yùn)系統(tǒng)、輔助行車(chē)定位系統(tǒng)、智能天車(chē)、庫(kù)區(qū)穿梭車(chē)、監(jiān)控系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等。全自動(dòng)熔鑄生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程為：配料→熔化→攪拌扒渣→取樣→保溫→在線(xiàn)處理→半連續(xù)鑄造→毛錠料臺(tái)暫存→單根成垛→均熱→冷卻→拆垛→超聲檢測(cè)→鋸切→單根成垛→稱(chēng)重貼標(biāo)→自動(dòng)碼垛→放置墊木→裝車(chē)或入庫(kù)。

鑄造之前的主要設(shè)備，如熔鋁爐、保溫爐、在線(xiàn)處理系統(tǒng)等一般均由流槽連接，設(shè)備直接通過(guò)信號(hào)連鎖，可以實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)輸出。鑄造后的自動(dòng)鋸切均熱生產(chǎn)線(xiàn)，一般包括鑄錠的上料、探傷、鋸切、均熱、碼料、打捆、稱(chēng)重、貼標(biāo)、下料、裝車(chē)。整條生產(chǎn)線(xiàn)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)熔煉、鑄造、鋸切、均勻化處理、車(chē)輛自動(dòng)調(diào)度、全天24 小時(shí)無(wú)人自動(dòng)裝車(chē)、自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)存儲(chǔ)、庫(kù)存智能化管理及訂單全程管理。

（2）智能物流及倉(cāng)儲(chǔ)

為了實(shí)現(xiàn)物料在生產(chǎn)流程中高效傳遞，信息精準(zhǔn)管理，將現(xiàn)代的信息化技術(shù)、智能裝備技術(shù)、智能控制技術(shù)與車(chē)間工藝、設(shè)備布置、物料庫(kù)房、智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)置有機(jī)結(jié)合在一起，達(dá)到物料周轉(zhuǎn)高效，信息管理精準(zhǔn)，最終依靠車(chē)間智能物流系統(tǒng)提高企業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和盈利水平。例如，加工車(chē)間內(nèi)智能物流和倉(cāng)儲(chǔ)的基本思路是通過(guò)立體倉(cāng)庫(kù)、AGV（無(wú)人搬運(yùn)車(chē)）、RGV（有軌制導(dǎo)車(chē)輛）、智能天車(chē)等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)包括坯料、中間品、成品以及部分輔助工具在內(nèi)的智能物流，其中，鑄錠、熱軋料卷、冷軋料卷、退火料卷、擠壓制品以及鍛件等是車(chē)間智能物流最主要考慮的物料，主要使用車(chē)間內(nèi)設(shè)置的智能平面庫(kù)和智能天車(chē)、工序儲(chǔ)料位及AGV、成品高架庫(kù)及智能取料車(chē)等來(lái)相互配合，人工輔助或完全智能化來(lái)完成運(yùn)輸，能夠?qū)ξ锪线\(yùn)輸需要、調(diào)度、計(jì)劃以及物流跟蹤、倉(cāng)庫(kù)管理等進(jìn)行一體化的實(shí)時(shí)同步管理，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)協(xié)同與智能化運(yùn)行管理，提高物流運(yùn)輸效率。

（3）能源管理系統(tǒng)

能源消耗管理主要是對(duì)有色金屬企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所消耗的電、氣、汽、水等介質(zhì)進(jìn)行計(jì)量、分析、對(duì)比，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化從而提高能源使用效率，并降低能源消耗和生產(chǎn)成本。能源管理系統(tǒng)一般包括兩個(gè)層級(jí)。一是設(shè)備本身的能源管理，它一般是通過(guò)具體的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，如熔煉爐的實(shí)時(shí)天然氣耗量由設(shè)備商根據(jù)爐內(nèi)的工況分析，再?zèng)Q定增大或減少天然氣的供應(yīng)，從而達(dá)到能源的管理。二是通過(guò)MES 系統(tǒng)將各個(gè)設(shè)備的能源耗量統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行分析，最終根據(jù)能耗的長(zhǎng)期變化而取得工廠的平均數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)分析特殊的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化和提高能源的利用率，關(guān)鍵點(diǎn)在于能源數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和能源變化的及時(shí)分析。在當(dāng)前碳排放政策的壓力下，健全能源管理系統(tǒng)是企業(yè)降低碳排放和生產(chǎn)成本的必要手段。

（4）集控中心及站房無(wú)人值守

集控中心是對(duì)車(chē)間或廠區(qū)內(nèi)所有生產(chǎn)工序的遠(yuǎn)程操控與集中監(jiān)控，以生產(chǎn)工序大整合、工藝流程大優(yōu)化、本質(zhì)安全大提升、組織管理大變革為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)主要生產(chǎn)設(shè)備的智慧集中控制，打造數(shù)字化、透明化的生產(chǎn)車(chē)間。

有色加工企業(yè)的無(wú)人值守主要是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)空壓站、水泵站、配電站等站房均獨(dú)立運(yùn)行，工作人員24 小時(shí)值守，人工成本高且具有一定的安全隱患。無(wú)人值守站房的智能化管理是大勢(shì)所趨，可以減少人員配置，加強(qiáng)設(shè)備管理，有效降低人力成本，增強(qiáng)本質(zhì)安全，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

結(jié)論與展望

伴隨感知與網(wǎng)絡(luò)通信等先進(jìn)技術(shù)的快速進(jìn)步，歷經(jīng)十余年的優(yōu)化與發(fā)展，人工智能技術(shù)正從理論快速過(guò)渡至實(shí)踐，并在有色金屬生產(chǎn)制造當(dāng)中充分發(fā)揮出各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。作為有色行業(yè)制造改革重要話(huà)題，智能制造將在后續(xù)發(fā)展中得到更廣泛的應(yīng)用。對(duì)人工智能技術(shù)相關(guān)理論進(jìn)行深入研究，并將日益成熟的理論應(yīng)用到日趨復(fù)雜的有色金屬產(chǎn)品制造系統(tǒng)當(dāng)中，滲透至每一個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，才能實(shí)現(xiàn)本質(zhì)的智能制造目標(biāo)。因此，加速推進(jìn)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)有色金屬工業(yè)智能制造，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期的重要任務(wù)。對(duì)加速實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，具有重大意義。

依據(jù)工信部發(fā)布的《有色金屬行業(yè)智能冶煉工廠建設(shè)指南（試行）》，堅(jiān)持以智能創(chuàng)新為抓手，結(jié)合設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因企制宜，通過(guò)實(shí)施機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無(wú)人，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在保證安全的前提下，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、高效低耗的目標(biāo)，是我國(guó)有色金屬行業(yè)實(shí)現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。

智能制造是助力我國(guó)有色金屬工業(yè)騰飛的翅膀，是邁向制造強(qiáng)國(guó)的橋梁，是我國(guó)工業(yè)史輝煌的新篇章。努力實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)智能制造領(lǐng)域由小到大、由弱漸強(qiáng)、比肩競(jìng)技、跨越發(fā)展的目標(biāo)，推動(dòng)構(gòu)建高效、節(jié)能、綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的共和國(guó)工業(yè)體系進(jìn)程，是有色金屬行業(yè)的重要任務(wù)。