劉誠|文
在譜寫中國式現(xiàn)代化新篇章的征程上,中國恩菲將始終深入踐行《原材料工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作方案(2024-2026 年)》要求,為實現(xiàn)“質(zhì)量變革、效益變革、動力變革”的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
黨的二十大報告擘畫了全面建成社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國、以中國式現(xiàn)代化全面推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興的宏偉藍(lán)圖。當(dāng)前,新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn),數(shù)字技術(shù)革命引領(lǐng)生產(chǎn)力躍遷,形成、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,為包括有色行業(yè)在內(nèi)的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)提供了重要的方向指引?!对牧瞎I(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作方案(2024-2026年)》(以下簡稱《方案》)描繪了構(gòu)建智能化、綠色化、融合化的現(xiàn)代有色金屬產(chǎn)業(yè)體系,勾畫了推動產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的美好圖景。中國恩菲工程技術(shù)有限公司(以下簡稱“中國恩菲”)是伴隨共和國有色金屬工業(yè)恢復(fù)發(fā)展而誕生的科研設(shè)計單位,70多年來始終以自主創(chuàng)新為驅(qū)動,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。在譜寫中國式現(xiàn)代化新篇章的征程上,中國恩菲將始終深入踐行《方案》要求,加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用、加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力,為實現(xiàn)“質(zhì)量變革、效益變革、動力變革”的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
有色金屬品種多樣,除銅、鋁、鉛、鋅等大宗金屬外,還包括輕金屬、稀有金屬、稀散金屬等;多金屬共生,礦物種類多達(dá)上千種,工藝離散性強(qiáng),多為“一礦一廠一技術(shù)”;礦山采掘、選礦、冶金等生產(chǎn)過程動態(tài)變化,工藝高度非標(biāo)準(zhǔn)化。因此,有色金屬行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型沒有統(tǒng)一的技術(shù)方案,需要針對不同工藝進(jìn)行定制化開發(fā),轉(zhuǎn)型難度非常大。近年來,礦產(chǎn)資源開發(fā)高海拔、深地層、大規(guī)模等趨勢逐步顯現(xiàn),工藝、生產(chǎn)條件愈發(fā)復(fù)雜。冶煉過程涉及復(fù)雜的反應(yīng)和傳質(zhì)傳熱過程,氣液固多相耦合共存,冶金機(jī)理高度非線性,模型構(gòu)建成為難題;在高溫、高壓、高酸/堿、強(qiáng)腐蝕、多粉塵的環(huán)境下,工藝參數(shù)實時監(jiān)測,生產(chǎn)指標(biāo)自動調(diào)優(yōu),底層數(shù)據(jù)在線獲取,操作指令自動執(zhí)行,智能制造自我學(xué)習(xí)能力訓(xùn)練提升面臨更大難度。
加速推進(jìn)行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程,是解決礦產(chǎn)資源高效開發(fā)利用難題的重要手段,是實現(xiàn)行業(yè)綠色、低碳、高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),更是提升國家資源保障能力、夯實現(xiàn)代化工業(yè)體系基石的堅實保障。實現(xiàn)高質(zhì)量數(shù)字化轉(zhuǎn)型,就要以數(shù)字化整體驅(qū)動生產(chǎn)方式變革,突破行業(yè)發(fā)展瓶頸,提高生產(chǎn)智能化水平,以數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新,推動行業(yè)實現(xiàn)高層次價值創(chuàng)造;以數(shù)字基礎(chǔ)能力建設(shè),支撐行業(yè)生產(chǎn)運營體系重構(gòu);以數(shù)字平臺拓展,保障產(chǎn)業(yè)鏈、生產(chǎn)鏈協(xié)作、融合,由此推動實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
工程設(shè)計是工業(yè)現(xiàn)代化的源頭,設(shè)計院在有色金屬行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,發(fā)揮著重要的創(chuàng)新引領(lǐng)和路徑規(guī)劃的作用。設(shè)計院在建國初期學(xué)習(xí)蘇聯(lián)模式,后又融合西方技術(shù),建立了中國式工業(yè)設(shè)計模式,視為設(shè)計院1.0 階段,又經(jīng)計算機(jī)輔助設(shè)計的2.0階段、三維協(xié)同設(shè)計的3.0階段。目前,正邁向以建設(shè)“數(shù)字設(shè)計院”為目標(biāo),面向行業(yè)提供數(shù)字化設(shè)計交付、數(shù)字化系統(tǒng)解決方案、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)字孿生系統(tǒng)和智能管控模塊等全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化服務(wù)的設(shè)計院4.0階段。有色行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及產(chǎn)品方案、生產(chǎn)模式、組織架構(gòu)、管理方法等諸多方面的創(chuàng)新和變革,設(shè)計院要加大數(shù)字化創(chuàng)新力度,驅(qū)動技術(shù)體系的構(gòu)建,通過數(shù)字化的技術(shù)和手段來實現(xiàn)業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新和變革,促進(jìn)企業(yè)提質(zhì)增效,提升核心競爭力。
中色大冶陽新弘盛銅業(yè)有限公司智能工廠智慧中心
一是過程模型構(gòu)建與先進(jìn)控制技術(shù)。數(shù)字模型是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心,模型質(zhì)量決定了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的水準(zhǔn)和成敗。礦山采掘、選礦、冶煉等生產(chǎn)過程,需在設(shè)計階段建立機(jī)理模型或數(shù)據(jù)模型,融入數(shù)字基因,提供數(shù)字化轉(zhuǎn)型的源生數(shù)據(jù)資產(chǎn)和原生動力。深度挖掘過程單元最優(yōu)運行界域,開發(fā)基于機(jī)理/數(shù)據(jù)/知識聯(lián)合驅(qū)動先進(jìn)過程控制系統(tǒng),提升有色金屬行業(yè)生產(chǎn)一體化管控水平。
二是復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)字化集成技術(shù)。有色金屬品種多、組分復(fù)雜,多數(shù)為非標(biāo)準(zhǔn)工藝流程,生產(chǎn)系統(tǒng)高度非線性非穩(wěn)態(tài),要實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,首要任務(wù)是解析過程單元非線性相互作用、動態(tài)耦合關(guān)系,建立復(fù)雜非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)數(shù)字模型,實現(xiàn)單元—過程—系統(tǒng)數(shù)字化集成和全流程結(jié)構(gòu)性優(yōu)化,保障系統(tǒng)可預(yù)測、可調(diào)控地動態(tài)穩(wěn)定運行。
三是大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)。數(shù)據(jù)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。運用智能感知設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),采集生產(chǎn)和管理全過程數(shù)據(jù),實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通,建立可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)底座,形成再生數(shù)據(jù)資產(chǎn)。加快人工智能技術(shù)與有色金屬行業(yè)深度融合,探索構(gòu)建有色金屬行業(yè)人工智能通用模型,打造人工智能數(shù)據(jù)采集、模型訓(xùn)練、測試驗證場景,加快設(shè)備運行、工藝參數(shù)、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量管理、安全防控、經(jīng)營決策等人工智能解決方案研發(fā)和應(yīng)用,提升企業(yè)生產(chǎn)運行效率和決策智能化水平。
(一)開行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型之先河。中國恩菲率先在行業(yè)內(nèi)推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型,目前正在引領(lǐng)“4.0”階段的加速跨越。一是實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計交付。加強(qiáng)專有機(jī)理模型、核心算法引擎等關(guān)鍵技術(shù)開發(fā),打造礦山和工廠數(shù)字機(jī)理模型設(shè)計平臺,將技術(shù)、知識、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)和模型,成為全生命周期“數(shù)據(jù)資產(chǎn)”重要部分,提供綠色、低碳、高效屬性的技術(shù)和產(chǎn)品。二是形成數(shù)字化組織模式。改變傳統(tǒng)的“作坊式”組織模式,向“數(shù)字設(shè)計院”模式轉(zhuǎn)型,構(gòu)建全要素、全過程、全方位的工程項目交付數(shù)字底座,提供全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化服務(wù)。三是完善數(shù)字化設(shè)計流程。建設(shè)自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化協(xié)同設(shè)計平臺,推進(jìn)設(shè)計流程再造,建立與數(shù)字化設(shè)計交付體系適應(yīng)的管理流程和標(biāo)準(zhǔn)。四是提升數(shù)字化項目管理。對工程實體及建設(shè)過程進(jìn)行數(shù)字化映射,實現(xiàn)生產(chǎn)要素和管控要素的精準(zhǔn)量化,做到設(shè)計最優(yōu)、方案最優(yōu)、成本最優(yōu),全面提升項目集成化和精細(xì)化管理水平。五是建強(qiáng)數(shù)字化企業(yè)大腦。圍繞公司戰(zhàn)略管控、職能管理、業(yè)務(wù)管理,建立數(shù)字化管理和決策模型,強(qiáng)化數(shù)字化思維,提高管理效率效能。六是形成大量實踐探索。率先推出“MIM+”數(shù)字一體化解決方案,打造了鞍鋼集團(tuán)眼前山智慧礦山、中色大冶弘盛銅業(yè)智能工廠等全生命周期、全服務(wù)流程的現(xiàn)代化礦冶工程典范。
(二)打造數(shù)字化轉(zhuǎn)型系統(tǒng)解決方案。基于中國恩菲多年的工藝積累和知識沉淀,開發(fā)了有色金屬工藝協(xié)同設(shè)計和交付平臺,打造“1+1+N”架構(gòu)的生產(chǎn)智能制造解決方案,將設(shè)計數(shù)據(jù)和模型貫通到生產(chǎn)運營階段,打通設(shè)計、交付、生產(chǎn)、運維、管理等所有環(huán)節(jié),形成集數(shù)字化設(shè)計交付、智能化生產(chǎn)運維、智慧化管理決策的全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型系統(tǒng)解決方案。
(三)搭建行業(yè)特色工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。圍繞企業(yè)數(shù)據(jù)感知、存儲、分析、建模、預(yù)測、決策,搭建穩(wěn)定、可靠的行業(yè)特色工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)資源統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)一治理、安全統(tǒng)一管控、模型統(tǒng)一集成。將工業(yè)技術(shù)、知識、經(jīng)驗和方法以專業(yè)工業(yè)模型庫的形式持續(xù)沉淀在平臺,打造集成有色金屬工業(yè)特色數(shù)據(jù)和模型的數(shù)字化底座。
(四)樹立智能工廠示范標(biāo)桿。以標(biāo)桿提升轉(zhuǎn)型動力,以實績衡量轉(zhuǎn)型水平。圍繞精準(zhǔn)控制、敏捷制造、供應(yīng)鏈協(xié)同等關(guān)鍵環(huán)節(jié),推進(jìn)有色冶煉生產(chǎn)過程全要素數(shù)字化,實現(xiàn)對生產(chǎn)過程人、機(jī)、料、法、環(huán)的全面感知、預(yù)測和管控。以有色冶煉工藝機(jī)理模型和智能優(yōu)化算法為抓手,推進(jìn)有色冶煉生產(chǎn)過程核心工藝優(yōu)化與智能控制的數(shù)字化升級應(yīng)用,推進(jìn)各個關(guān)鍵工序的工藝協(xié)同優(yōu)化,實現(xiàn)工藝指標(biāo)、生產(chǎn)成本、節(jié)能降碳、作業(yè)效率等全面優(yōu)化,打造自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行的有色金屬智能管控系統(tǒng),構(gòu)建知識與數(shù)據(jù)協(xié)同驅(qū)動的智能工廠。