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為貫徹落實2018年中央經(jīng)濟工作會議關(guān)于“加大制造業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備更新，加快5G商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”的工作部署，按照《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》的總體要求，切實推進有色金屬企業(yè)智能升級，我們研究編制了《有色金屬行業(yè)智能礦山建設(shè)指南（征求意見稿）》《有色金屬行業(yè)智能冶煉工廠建設(shè)指南（征求意見稿）》《有色金屬行業(yè)智能加工工廠建設(shè)指南（征求意見稿）》，現(xiàn)公開征求意見。若有意見或建議，請于2019年11月21日前通過書面或電子郵件反饋工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司。

感謝對我們工作的支持。

地 址：北京市西城區(qū)西長安街13號

郵 編：100804

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有色金屬行業(yè)智能冶煉工廠

建設(shè)指南（試行）

（征求意見稿）

目  錄

一、建設(shè)目標(biāo)

二、建設(shè)原則

三、總體設(shè)計

（一）總體架構(gòu)

（二）建設(shè)路徑

（三）關(guān)鍵要素

四、建設(shè)內(nèi)容

（一）基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造與建設(shè)

（二）基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)

（三）基于服務(wù)型制造的智能服務(wù)應(yīng)用建設(shè)

（四）基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新平臺建設(shè)

五、基礎(chǔ)支撐

（一）資金投入

（二）組織規(guī)劃

（三）人才隊伍

（四）運營維護

（五）信息資源

（六）標(biāo)準(zhǔn)體系

為貫徹落實《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《智能制造工程實施指南（2016-2020）》等國家相關(guān)政策，切實推進有色金屬冶煉企業(yè)智能升級，特編制本指南。

一、建設(shè)目標(biāo)

結(jié)合我國有色金屬冶煉多元素資源共生、原料品質(zhì)波動大、冶煉工藝復(fù)雜等特點，在企業(yè)已有自動化、信息化建設(shè)基礎(chǔ)上，推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、邊緣計算、虛擬現(xiàn)實等前沿技術(shù)在有色冶煉工廠的應(yīng)用，實現(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)化共享和平臺化協(xié)同，具備在工廠層面全要素數(shù)據(jù)可視化在線監(jiān)控、實時自主聯(lián)動平衡和優(yōu)化的能力，建成集全流程自動化產(chǎn)線、綜合集成信息管控平臺、實時協(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綠色、安全、高效的有色金屬智能冶煉工廠，促進企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展，提升企業(yè)的綜合競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。

二、建設(shè)原則

堅持企業(yè)主體，戰(zhàn)略主導(dǎo)。確立企業(yè)智能工廠建設(shè)的主體責(zé)任意識，根據(jù)企業(yè)戰(zhàn)略，結(jié)合企業(yè)區(qū)域特征、產(chǎn)品定位、工藝裝備、管理模式、兩化融合基礎(chǔ)，明確企業(yè)智能制造建設(shè)重點。

堅持整體規(guī)劃，分步實施。把握智能制造發(fā)展方向和重點，從全局、整體層面進行頂層設(shè)計，圍繞有色金屬智能冶煉工廠建設(shè)主要環(huán)節(jié)和重點領(lǐng)域，結(jié)合企業(yè)自身能力和業(yè)務(wù)需求等特點，分步實施，有序推進智能冶煉工廠建設(shè)。

堅持問題導(dǎo)向，因企制宜。以解決企業(yè)生產(chǎn)管理和經(jīng)營管理的實際問題為出發(fā)點，實現(xiàn)關(guān)鍵冶煉設(shè)備和控制技術(shù)的升級、突破；充分考慮企業(yè)智能制造建設(shè)基礎(chǔ)，對照智能冶煉工廠建設(shè)要求，結(jié)合企業(yè)對智能制造發(fā)展的需求，因企制宜地進行智能工廠建設(shè)，有針對性地完善智能制造重點領(lǐng)域的建設(shè)內(nèi)容。

堅持創(chuàng)新引領(lǐng)，數(shù)據(jù)驅(qū)動。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)夯實智能制造信息基礎(chǔ)設(shè)施；基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的理念，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等技術(shù)提升信息系統(tǒng)具備學(xué)習(xí)與認(rèn)知能力，解決有色金屬冶煉過程中工藝控制的不穩(wěn)定性、設(shè)備故障發(fā)生的復(fù)雜性等問題；利用AR/VR等技術(shù)形成人機協(xié)同混合增強智能，充分發(fā)揮工藝技術(shù)人員的智慧與機器智能的各自優(yōu)勢，相互啟發(fā)增值，全面激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)新活力。

三、總體設(shè)計

（一）總體架構(gòu)

有色金屬智能冶煉工廠建設(shè)應(yīng)采用基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的云、邊、端架構(gòu)，建立“平臺協(xié)同運營、工廠智能生產(chǎn)”兩個層面的業(yè)務(wù)管理控制系統(tǒng)，將企業(yè)大量基于傳統(tǒng)IT架構(gòu)的信息系統(tǒng)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)源，繼續(xù)發(fā)揮系統(tǒng)剩余價值，同時逐步推進傳統(tǒng)信息化業(yè)務(wù)云化部署，實現(xiàn)企業(yè)全流程的智能生產(chǎn)和供應(yīng)鏈協(xié)同。具體架構(gòu)如圖1所示：

圖1 有色金屬智能冶煉工廠總體架構(gòu)

1.技術(shù)架構(gòu)

端：通過對生產(chǎn)設(shè)備進行智能化改造和成套智能裝備的應(yīng)用，進一步利用新型傳感等智能感知儀器儀表，實現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備、能源、物流等生產(chǎn)要素的全面感知。

邊：充分利用企業(yè)原有以及新建的信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，泛在連接各種制造資源。

云：通過軟件重構(gòu)，開發(fā)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)制造資源的靈活調(diào)度和高效配置。

2.應(yīng)用架構(gòu)

智能裝備：聚焦生產(chǎn)設(shè)備層面，通過生產(chǎn)設(shè)備的智能化改造和成套智能裝備的應(yīng)用，實現(xiàn)全面感知和精準(zhǔn)控制。

智能生產(chǎn)：聚焦企業(yè)生產(chǎn)制造和運營管理層面，通過對實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面感知、實時分析、科學(xué)決策和精準(zhǔn)執(zhí)行，實現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化；通過對產(chǎn)品、設(shè)備、質(zhì)量、能源、物流、成本等數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)管理決策優(yōu)化。

智能服務(wù)：聚焦產(chǎn)業(yè)層面，通過對供需信息、制造資源等數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

協(xié)同創(chuàng)新：聚焦協(xié)同創(chuàng)新，通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)和企業(yè)運營數(shù)據(jù)的分析、挖掘，不斷形成創(chuàng)新應(yīng)用。

（二）建設(shè)路徑

堅持“融合發(fā)展，并行推進”，循序漸進的推進企業(yè)智能工廠建設(shè)進程。

1.現(xiàn)有工廠

（1）依據(jù)企業(yè)實際業(yè)務(wù)特點和支撐配套條件，編制總體規(guī)劃，根據(jù)冶煉企業(yè)實際需求緊迫程度、基礎(chǔ)條件和資金承受能力等因素制定實施方案，明確階段任務(wù)目標(biāo)、預(yù)期效果及詳細(xì)的實施計劃，分步開展建設(shè)。

（2）開展信息化標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)工作，制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、流程標(biāo)準(zhǔn)、操作標(biāo)準(zhǔn)；對設(shè)備進行數(shù)字化、智能化改造，對生產(chǎn)過程進行自動控制，加裝智能視頻監(jiān)控和智能儀表，開展成套智能裝備應(yīng)用，實現(xiàn)工廠網(wǎng)絡(luò)化、少人化、自動化。

（3）建設(shè)綜合集成信息管控平臺，實現(xiàn)安環(huán)管理、設(shè)備管理、計劃管理、調(diào)度管理、質(zhì)量管理、能源管理等，實現(xiàn)工廠全面可視化。

（4）建設(shè)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺，充分挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，實現(xiàn)設(shè)備故障智能診斷、過程參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、數(shù)字仿真優(yōu)化、經(jīng)營決策優(yōu)化等。以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，打造具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)的有色金屬智能冶煉工廠。

2.新建工廠

依據(jù)新建企業(yè)特點和配套條件，根據(jù)可研報告、初步設(shè)計編制總體規(guī)劃，根據(jù)新建企業(yè)實際需求緊迫程度、基礎(chǔ)條件和資金承受能力等因素制定實施方案，明確階段任務(wù)目標(biāo)、預(yù)期效果及詳細(xì)的實施計劃，分步開展建設(shè)。

（1）基建階段完成對智能設(shè)備的提資，完成自動化、工控網(wǎng)絡(luò)、視頻網(wǎng)絡(luò)、信息化基礎(chǔ)設(shè)施、安全系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等的建設(shè)，做到工廠設(shè)備智能化、過程自動化、網(wǎng)絡(luò)化、少人化。

（2）基建后期同步開展數(shù)字化工廠建設(shè)，包括經(jīng)營決策、安環(huán)管理、設(shè)備管理、計劃管理、調(diào)度管理、質(zhì)量管理、能源管理等信息系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠全面可視化。

（3）投產(chǎn)并實現(xiàn)達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)后，在積累一定量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開始建設(shè)工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺，挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，實現(xiàn)設(shè)備故障智能診斷、過程參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)流程優(yōu)化、數(shù)字仿真優(yōu)化、經(jīng)營決策優(yōu)化等，打造具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)的有色金屬智能冶煉工廠。

針對不同企業(yè)特點，鼓勵有條件的企業(yè)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，鼓勵中小企業(yè)使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。鼓勵企業(yè)以硬件、軟件、數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)要素遷入云端為先導(dǎo)，快速獲取數(shù)字化能力，不斷變革原有體系架構(gòu)和組織方式，有效運用云技術(shù)、云資源和云服務(wù)，逐步實現(xiàn)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)云端集成，促進跨企業(yè)云端協(xié)同。

（三）關(guān)鍵要素

1.綠色環(huán)保

通過建設(shè)全區(qū)域HSE系統(tǒng)，集成生產(chǎn)過程信息，實現(xiàn)冶煉企業(yè)重點環(huán)保區(qū)域的實時監(jiān)控與協(xié)同管理，建設(shè)虛擬工廠模擬緊急突發(fā)事件，演練處理方法，實現(xiàn)預(yù)防為主、實時監(jiān)控，應(yīng)對有策，環(huán)保達(dá)標(biāo)。

2.安全生產(chǎn)

通過機械化換人、自動化減人、智能化代人實現(xiàn)本質(zhì)安全。通過建設(shè)全周期設(shè)備管理系統(tǒng)、全區(qū)域安健環(huán)系統(tǒng)、全過程的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，建立生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備、人員、生產(chǎn)多維度的安全管理體系。為企業(yè)提供集成一體化安全管理，故障預(yù)維護、預(yù)警報警及時準(zhǔn)確，人員作業(yè)規(guī)范化，過程操作全指導(dǎo)可追溯，實現(xiàn)生產(chǎn)安全管理的“實時監(jiān)控、提前預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)、管理提升”。

3.高質(zhì)高效

通過生產(chǎn)過程智能控制系統(tǒng)和虛擬冶煉工廠的建設(shè)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程管控精細(xì)、生產(chǎn)作業(yè)率高效、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；通過智能生產(chǎn)管理與執(zhí)行系統(tǒng)、企業(yè)管理與經(jīng)營決策系統(tǒng)的建設(shè)，提升企業(yè)運行效率和管理水平。全面打通工廠內(nèi)外部采購、銷售、研發(fā)、服務(wù)等各環(huán)節(jié)信息通道，有效整合供應(yīng)鏈信息資源，快速響應(yīng)客戶需求，提升服務(wù)質(zhì)量。

四、建設(shè)內(nèi)容

圍繞物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G通訊技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)與工業(yè)深入融合，在企業(yè)的感知層面、管控層面、供應(yīng)鏈層面、決策層面實現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模式、新的管理模式，推進企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

（一）基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造與建設(shè)

結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)工藝條件、工況特點，應(yīng)用自動控制、智能感知等技術(shù)對沸騰爐、回轉(zhuǎn)窯、閃速爐、熔池熔煉爐、電解槽等工業(yè)設(shè)備其他基礎(chǔ)設(shè)施進行數(shù)字化改造，完善工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及信息安全建設(shè)，通過生產(chǎn)設(shè)備的自動化、集成化、智能化改造替代人工操作，以設(shè)備改造提升實現(xiàn)節(jié)能減排，減員增效，提高資源利用效率和優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率。

1.智能感知

鼓勵企業(yè)加快部署傳感器、智能攝像機、射頻識別、網(wǎng)關(guān)等數(shù)字化工具和設(shè)備，融合高溫?zé)峁?、圖像識別、聲音識別等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)、產(chǎn)品標(biāo)識數(shù)據(jù)、工廠環(huán)境數(shù)據(jù)等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的全面采集，實時感知生產(chǎn)過程和關(guān)鍵裝備運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

專欄1：智能儀器儀表

通用儀器儀表：物料成分在線檢測、煙氣成分在線檢測、產(chǎn)品外觀質(zhì)量檢測、光譜分析儀、熒光分析儀等。

火法冶金：爐體熔池高度檢測、爐窯熱場圖像識別、固體物料自動取樣分析、料堆形態(tài)自動監(jiān)測、熔體溫度在線檢測、爐膛溫度在線檢測、熔體成分在線檢測等。

濕法冶金：高壓釜內(nèi)液位檢測、溶液/料漿成分在線分析/pH值在線檢測、電勢電位在線檢測、管道結(jié)疤厚度判斷、在線粒度分析儀、泥層探測儀、在線濁度儀、管道磨損檢測儀器等。

電冶金：陰極溫度在線檢測、陰陽極電流在線檢測、鋁液與電解質(zhì)水平在線檢測裝置、電解槽在線測溫裝置、熱成像分析儀、電解槽極板短路自動識別等。

2.智能裝備

在有色冶煉生產(chǎn)中勞動作業(yè)強度大、作業(yè)環(huán)境惡劣（高溫、多粉塵、強腐蝕、強磁場等）、人員安全風(fēng)險大的熔鑄、熔體開堵口、堆取料場、赤泥/尾渣堆場、電解鑄造、電解槽操作、密閉容器清理等崗位，鼓勵企業(yè)應(yīng)用具備自我檢測、自我診斷、自我調(diào)節(jié)等功能的智能裝備，使用工業(yè)機器人進行熔鑄加料、堆取料、扒渣、吹氣、攪拌、取樣、開堵口和清理等作業(yè)，降低人員勞動強度，提高生產(chǎn)安全性、質(zhì)量穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。

專欄2：智能裝備

通用裝備：智能多功能天車、自動測溫取樣機器人、巡檢機器人、自動取樣制樣裝備、智能堆取料機、智能包裝機、智能拆裝機、金屬板打磨機、智能軌道吊、AGV移動小車、極板/鋁錠/鋅錠等成品自動轉(zhuǎn)運機器人、產(chǎn)品碼垛包裝機器人。

火法冶金：智能抓斗天車、轉(zhuǎn)爐自動捅風(fēng)眼機、自動澆鑄機、智能打磚機、熔體自動取樣機、清結(jié)焦智能機器人、自動開堵口機、自動換槍裝置、陽極板拍平機等。

濕法冶金：智能凈化裝置、智能壓濾裝置、自動提耙及排渣裝置、溶液自動取樣裝置、槽罐結(jié)疤自動清洗機、結(jié)疤高壓清洗車等。

電冶金：多功能電解吊車、數(shù)字電解槽、自動剝板機組、自動刷洗機組、自動整形機組、極板與導(dǎo)桿焊接機器人、打渣機器人等。

3.網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

整體規(guī)劃部署企業(yè)控制網(wǎng)、生產(chǎn)網(wǎng)、辦公網(wǎng)、監(jiān)控網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，采用工業(yè)以太網(wǎng)、無線通信等技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、多媒體信息和管理數(shù)據(jù)等的傳輸交互，優(yōu)先保障控制網(wǎng)的通信暢通與冗余安全，實現(xiàn)主要辦公區(qū)、重點作業(yè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進行改造，鼓勵有條件的企業(yè)開展IPv6、5G、NB-IoT等新型技術(shù)的規(guī)?；囼灪蛻?yīng)用部署。鼓勵企業(yè)配備高系統(tǒng)容量、高傳輸速率、多容錯機制、低延時的高性能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采用分布式工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)基于軟件定義的敏捷網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化配置。

專欄3：5G的應(yīng)用場景

遠(yuǎn)程協(xié)作：對大型爐窯熔池?zé)釄黾耙好娓叨缺O(jiān)測畫面、物流信息和圖像進行遠(yuǎn)程傳輸，為設(shè)備的遠(yuǎn)程運維和生產(chǎn)的集中遠(yuǎn)程管控提供支撐。

小型自動駕駛機器人：依托5G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本的特點，利用小型自動駕駛機器人實現(xiàn)倉庫管理、物流配送、工廠巡檢等智能化應(yīng)用。

培訓(xùn)與應(yīng)急演練：基于5G網(wǎng)絡(luò)低時延、大帶寬的優(yōu)勢，利用AR、機器視覺等技術(shù)對冶金工藝生產(chǎn)過程進行虛擬仿真，對生產(chǎn)操作人員進行培訓(xùn)，為事故提供應(yīng)急演練。

4.信息安全

按照國家智能工廠信息安全等保二級及以上的規(guī)范要求進行同步規(guī)劃，構(gòu)建一個中心管理下的多重安全防護保障體系，即以安全管理中心為核心，涵蓋物理環(huán)境安全、應(yīng)用系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全、主機安全、網(wǎng)絡(luò)通訊安全及備份與恢復(fù)等的技術(shù)體系。

聚焦基礎(chǔ)設(shè)施層的內(nèi)外網(wǎng)安全、工業(yè)控制網(wǎng)安全及安全管理系統(tǒng)平臺等方面，重點關(guān)注工控網(wǎng)安全防護建設(shè)。通過信息安全體系實現(xiàn)統(tǒng)一管控，形成主動防御、綜合防護的技術(shù)保障體系，提高信息安全風(fēng)險感知能力和防控能力。

（二）基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)

鼓勵企業(yè)基于“數(shù)據(jù)驅(qū)動”和“場景設(shè)計”理念，對各模塊的管理業(yè)務(wù)和操作過程進行場景化設(shè)計，通過大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等技術(shù)，解決精確建模、實時優(yōu)化決策等關(guān)鍵問題，建立具有工藝流程優(yōu)化、動態(tài)排產(chǎn)、能耗管理、質(zhì)量優(yōu)化等功能的智能生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的綠色、安全和高質(zhì)高效。

1.生產(chǎn)過程智能控制

（1）先進工業(yè)控制

結(jié)合工藝流程實際情況，在火法熔煉、余熱鍋爐、煙氣收塵、高溫排煙、管道溶出、萃取分離等有色冶煉重點工序流程協(xié)同困難、無法預(yù)測和自調(diào)節(jié)、調(diào)整粗放生產(chǎn)波動大、過程控制反應(yīng)滯后、受限于人的經(jīng)驗和操作、無法實現(xiàn)精細(xì)化過程控制等領(lǐng)域，鼓勵企業(yè)利用機理建模、虛擬仿真、人工智能等多種手段，以工藝過程分析和數(shù)學(xué)模型計算為核心，應(yīng)用先進工業(yè)控制軟件，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

專欄4：先進工業(yè)控制軟件

基于機理模型：對于有色冶煉關(guān)鍵工序流程，基于冶金反應(yīng)原理，根據(jù)工藝流程及反應(yīng)理論過程，依賴熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫進行體系熱力學(xué)元素平衡、熱平衡計算，建立冶金過程的機理模型，與生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)和化驗分析檢測系統(tǒng)交互，建設(shè)熔池熔煉先進過程控制系統(tǒng)，閃速熔煉專家系統(tǒng)、電解槽專家系統(tǒng)、氧化鋁智能優(yōu)化控制系統(tǒng)等先進工業(yè)控制軟件，實現(xiàn)冶金平衡計算與反饋修正，為冶煉過程提供可靠經(jīng)濟的操作指導(dǎo)參數(shù)。

基于經(jīng)驗?zāi)Ｐ停航Y(jié)合冶煉工藝專家知識及現(xiàn)場操作經(jīng)驗，深度挖掘生產(chǎn)大數(shù)據(jù)庫中的信息價值，利用統(tǒng)計分析、機器學(xué)習(xí)及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，建立冶金過程的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，通過模型訓(xùn)練不斷提高模型泛化能力，將冶煉生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)學(xué)化表達(dá)，建設(shè)人工智能配料等決策優(yōu)化系統(tǒng)，實現(xiàn)實際生產(chǎn)過程的作業(yè)指導(dǎo)與預(yù)測。

基于仿真模型：利用CAE仿真模擬軟件，在物理仿真水模實驗基礎(chǔ)上，對冶金反應(yīng)爐窯或工藝設(shè)備進行流體力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)等多項綜合模擬計算，建設(shè)熔池熔煉工藝仿真系統(tǒng)、制酸工藝仿真系統(tǒng)等虛擬仿真系統(tǒng)，模擬冶金爐的運行和操作，提升過程反應(yīng)動力學(xué)條件，生產(chǎn)操作和模擬相結(jié)合，優(yōu)化生產(chǎn)作業(yè)參數(shù)。

（2）數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)視

對火法熔煉、余熱鍋爐、煙氣收塵、高溫排煙、管道溶出、萃取分離等有色冶煉重點工序的控制系統(tǒng)進行全面集成，建立數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，實現(xiàn)全生產(chǎn)流程生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中監(jiān)視、設(shè)備的遠(yuǎn)程集中控制以及異常報警提醒等功能，減少現(xiàn)場操作人員和巡檢人員，達(dá)到提高產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本和勞動強度、保障生產(chǎn)安全等目的。

（3）生產(chǎn)組織與調(diào)度

以生產(chǎn)計劃為依據(jù)，基于生產(chǎn)過程的實時工藝信息和設(shè)備運行狀態(tài)信息，建設(shè)包括計劃執(zhí)行、資源合理利用、產(chǎn)量與質(zhì)量統(tǒng)計分析、平穩(wěn)工況的優(yōu)化調(diào)度、異常工況的動態(tài)調(diào)度、輔助生產(chǎn)調(diào)度決策等功能，做到“實時監(jiān)控、平衡協(xié)調(diào)、動態(tài)調(diào)度、協(xié)同優(yōu)化”，全面提升企業(yè)的生產(chǎn)組織管理水平。

2.智能生產(chǎn)管理與執(zhí)行

采用業(yè)務(wù)驅(qū)動和數(shù)字驅(qū)動相結(jié)合的管理理念，圍繞設(shè)備、能源、質(zhì)量、倉儲、物流、安全、環(huán)保、人員等企業(yè)核心業(yè)務(wù)主線，建設(shè)集成、智能、協(xié)同的生產(chǎn)管理與執(zhí)行系統(tǒng)。

（1）設(shè)備管理

綜合考慮設(shè)備規(guī)劃、設(shè)計、制造、采購、安裝、運行、維護、升級改造、報廢全過程信息，建設(shè)完備的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。在完善設(shè)備信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，形成設(shè)備運維系統(tǒng)。對關(guān)鍵核心設(shè)備建立仿真模型，實現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警、報警和預(yù)診斷，巡檢實現(xiàn)無人化。鼓勵企業(yè)利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，聯(lián)合設(shè)備供應(yīng)商建立標(biāo)準(zhǔn)化信息采集與控制系統(tǒng)、自動診斷系統(tǒng)、基于專家系統(tǒng)的故障預(yù)測模型和故障索引知識庫，實現(xiàn)裝備遠(yuǎn)程無人操控、工作環(huán)境預(yù)警、運行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與自修復(fù)。

（2）能源管理

對主要能源介質(zhì)數(shù)據(jù)進行自動采集、統(tǒng)計分析，對高能耗設(shè)備進行動態(tài)耗能監(jiān)測與能耗分析。建立具有能源計劃、評價、平衡與預(yù)測模型的能源系統(tǒng)，實現(xiàn)能源動態(tài)監(jiān)控和精細(xì)化管理。鼓勵企業(yè)基于采集和存儲能源數(shù)據(jù)信息，建立能源優(yōu)化模型，對耗能和產(chǎn)能調(diào)度提供優(yōu)化策略和優(yōu)化方案；鼓勵企業(yè)建立融合實時能源數(shù)據(jù)三維數(shù)字化管網(wǎng)，輔助能源管理，并為工廠能源管線檢修、改造升級提供支撐。

（3）質(zhì)量管理

將質(zhì)量管理理念與信息化管理相融合，對質(zhì)量管理流程、標(biāo)準(zhǔn)進行固化，建立具有冶金規(guī)范（包括工藝規(guī)范、檢驗規(guī)范和質(zhì)量規(guī)范）、質(zhì)量監(jiān)控、檢化驗、統(tǒng)計分析、質(zhì)量優(yōu)化等功能的質(zhì)量管理系統(tǒng)，對產(chǎn)品全流程制造過程的產(chǎn)品質(zhì)量、工藝參數(shù)進行集成和融合，利用SPC的方法實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量在線判定與全流程質(zhì)量追溯分析。鼓勵企業(yè)利用數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)的方法對混合料、電解液、合金錠、銅板產(chǎn)品等質(zhì)量進行在線統(tǒng)計、診斷、預(yù)測、分析和優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

專欄5：質(zhì)量管理的關(guān)鍵領(lǐng)域

原料：入爐混合物料主要金屬品位控制、雜質(zhì)元素控制等。

火法冶煉：銅陽極板、鉛陽極板、高鎳锍、錫陽極板、焊錫陽極板、合金錠等火法中間成品及產(chǎn)品的成分控制等。

濕法冶煉：電解液成分及pH值控制等。

電冶金：陰極銅、陰極鉛、陰極鋅、陰極錫、陰極焊錫、電解鋁液等成分控制等。

（4）倉儲物流管理

建立包含原料采購進廠、檢斤計量、取樣化驗、驗收入庫、盤點跟蹤、銷售出庫的無人計量與物流管理系統(tǒng)，打通生產(chǎn)調(diào)度平臺與內(nèi)物流轉(zhuǎn)運一體化，優(yōu)化廠區(qū)內(nèi)物流工序產(chǎn)出、配送系統(tǒng)、車輛、人員、投料入口的實時信息并與計量、質(zhì)量等信息形成聯(lián)動，實現(xiàn)廠內(nèi)物流的高效經(jīng)濟運行及持續(xù)優(yōu)化。

鼓勵企業(yè)在倉儲管理中引入無線終端、藍(lán)牙、RFID等技術(shù)以及AGV、智能天車等裝置，對入庫、出庫、移動、盤點、配料、運輸?shù)茸鳂I(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動采集，實現(xiàn)物料的跟蹤追溯、自動控制和優(yōu)化調(diào)度，提高倉儲利用率和物料流轉(zhuǎn)效率。

（5）安全環(huán)保管理

規(guī)范廠區(qū)和生產(chǎn)現(xiàn)場的安全、健康、環(huán)境保護工作，建設(shè)HSE管理知識庫，實現(xiàn)“事前計劃、事中跟蹤控制和預(yù)防、事后追溯分析”的閉環(huán)安健環(huán)管理。利用智能監(jiān)控手段和定位技術(shù)，集成冶煉生產(chǎn)企業(yè)爐前操作平臺、氧氣閥站等重點安全環(huán)保區(qū)域的生產(chǎn)作業(yè)實時數(shù)據(jù)與環(huán)境信息，實時監(jiān)控重要危險源和三廢排放點。鼓勵企業(yè)擴展應(yīng)用移動終端，完善作業(yè)制度，實現(xiàn)工作區(qū)域的危險場所智能提醒，對重要生產(chǎn)工序及重大危險源的分析與及時預(yù)警。

（6）人員管理

鼓勵企業(yè)利用衛(wèi)星定位、WiFi、5G等技術(shù)和智能穿戴設(shè)備，對進入生產(chǎn)現(xiàn)場的人員進行全程跟蹤管理。建立具有能夠自動感知獲取人員基礎(chǔ)信息、人員位置、安全狀態(tài)、周圍環(huán)境作業(yè)過程信息、統(tǒng)計分析作業(yè)過程數(shù)據(jù)，實時掌握人員位置軌跡、人員崗位狀態(tài)的人員管理系統(tǒng)。當(dāng)人員越界、重點設(shè)備異常、重大危險源異常等情況發(fā)生時，系統(tǒng)能夠自動地彈出報警信息和相應(yīng)的監(jiān)控畫面，同時將有關(guān)提醒信息推送到相關(guān)的崗位或者人員，實現(xiàn)系統(tǒng)的在線監(jiān)控、智能分析、聯(lián)動告警。

3.企業(yè)管理與經(jīng)營決策

建立集采購、銷售、財務(wù)、成本、人資、項目等于一體的企業(yè)管理與經(jīng)營決策系統(tǒng)，集成采購、銷售、生產(chǎn)、庫存、財務(wù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，形成企業(yè)管理駕駛艙。鼓勵企業(yè)收集有色冶煉企業(yè)的生產(chǎn)計劃、成品庫存、物流運輸?shù)葍?nèi)部數(shù)據(jù)和原料、供應(yīng)商、市場等外部數(shù)據(jù)，預(yù)測未來趨勢，對決策的執(zhí)行情況和結(jié)果進行客觀準(zhǔn)確的評估和反饋。

4.冶煉工廠虛擬仿真

鼓勵企業(yè)利用高性能計算、人工智能等先進技術(shù)建設(shè)生產(chǎn)車間和工廠的關(guān)鍵設(shè)備或工序的虛擬化仿真模型，通過與物理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)實時交互，打造數(shù)據(jù)孿生體系。鼓勵企業(yè)建設(shè)全工廠、全流程的冶煉工廠虛擬系統(tǒng)，分析生產(chǎn)的瓶頸環(huán)節(jié)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程及設(shè)備匹配關(guān)系，實現(xiàn)生產(chǎn)輔助決策與動態(tài)優(yōu)化。鼓勵企業(yè)通過應(yīng)急疏散仿真，合理規(guī)劃疏散設(shè)施及路線，根據(jù)事故場景確定最優(yōu)救援方案，為疏散及救援提供最優(yōu)方案輔助決策，鼓勵利用工廠VR模擬技術(shù)進行技能培訓(xùn)及應(yīng)急逃生訓(xùn)練。

專欄6：虛擬仿真場景

冶煉虛擬工廠：基于三維建模、冶金機理、仿真模擬、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建立冶金設(shè)備智能體庫，通過數(shù)據(jù)互聯(lián)、系統(tǒng)理論、虛擬技術(shù)建立冶煉工廠全生產(chǎn)流程全生命周期數(shù)字孿生體系，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化、生產(chǎn)輔助決策、大物流仿真分析、設(shè)備數(shù)據(jù)分析與故障診斷、虛擬場景展現(xiàn)、應(yīng)急疏散模擬演練等功能。

鋅冶煉過程虛擬仿真：鋅冶煉焙燒、浸出、凈化、電解等過程的可視化虛擬仿真模型，與鋅冶煉過程智能控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)通，實時顯示鋅冶煉過程的生產(chǎn)場景，提供遠(yuǎn)程訪問接口，支持鋅冶煉廠員工、遠(yuǎn)程專家診斷，實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)場景和關(guān)鍵過程信息的集中顯示，生產(chǎn)工藝優(yōu)化和輔助決策。

鋁電解三維虛擬工廠仿真：基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立鋁電解槽認(rèn)知漫游模塊、電解槽結(jié)構(gòu)模塊和電解槽原理模塊，實現(xiàn)鋁電解企業(yè)全廠區(qū)貌、電解車間、配料與凈化車間等車間級三維結(jié)構(gòu)漫游，鋁電解槽陰/陽極系統(tǒng)、陰極、內(nèi)襯、上部結(jié)構(gòu)、母線結(jié)構(gòu)等局部結(jié)構(gòu)剖析以及物料、電壓等平衡展示。

核心設(shè)備模擬仿真：通過對冶金反應(yīng)器內(nèi)的流場、溫度場、電場、磁場、應(yīng)力場等多物理場耦合仿真，模擬冶金反應(yīng)過程，優(yōu)化冶金工藝和設(shè)備結(jié)構(gòu)。

底吹爐仿真：模擬底吹熔煉氣-液混合流動過程，通過調(diào)整氧槍排布及氣體流量，抑制熔體噴濺，優(yōu)化熔池內(nèi)速度場分布，合理分配爐內(nèi)攪拌區(qū)、沉降區(qū)位置。

高壓釜仿真：通過模擬高壓釜在攪拌情況下氧氣的分布情況、停留時間和槳葉的磨損情況，優(yōu)化高壓釜槳葉結(jié)構(gòu)選型、槳葉插入深度、進氣速度、攪拌速度等結(jié)構(gòu)和工藝條件，提高高壓釜反應(yīng)效率和浸出率。

（三）基于服務(wù)型制造的智能服務(wù)應(yīng)用建設(shè)

鼓勵企業(yè)打通消費與生產(chǎn)、供應(yīng)與制造、產(chǎn)品與服務(wù)間的數(shù)據(jù)流，推進研發(fā)、生產(chǎn)和供應(yīng)鏈等全流程的模塊化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化改造，創(chuàng)新服務(wù)模式。

1.供應(yīng)鏈一體化

結(jié)合有色行業(yè)原料多伴生的特點，以保證生產(chǎn)連續(xù)為核心，結(jié)合供應(yīng)鏈中各實體的業(yè)務(wù)需求，將供應(yīng)鏈上的供應(yīng)商、客戶、合作伙伴等緊密聯(lián)系起來，共享知識、信息和利益，共擔(dān)風(fēng)險，實現(xiàn)共贏。以數(shù)據(jù)驅(qū)動為理念，優(yōu)化供應(yīng)商關(guān)系管理（SRM）、客戶關(guān)系管理（CRM）、供應(yīng)鏈管理（SCM）三大系統(tǒng)的管理和操作流程，實現(xiàn)資金流、物流、信息流的有序關(guān)聯(lián)、高效流動。鼓勵企業(yè)加快互聯(lián)網(wǎng)與采購、銷售、研發(fā)、服務(wù)的融合步伐，整合信息資源，提高企業(yè)對市場的應(yīng)變能力，降低供應(yīng)鏈綜合成本。

2.服務(wù)新模式

鼓勵企業(yè)基于非核心生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)工藝過程控制技術(shù)等開發(fā)封裝應(yīng)用軟件或數(shù)據(jù)服務(wù)接口，將有色金屬工業(yè)知識和技術(shù)模型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和軟件化，并積極與行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對接，形成工業(yè)APP，為行業(yè)其他企業(yè)提供服務(wù)。

專欄7：優(yōu)先上云的工業(yè)APP

設(shè)備遠(yuǎn)程運維：針對焙燒爐、鋁電解槽等有色金屬冶煉過程中的關(guān)鍵設(shè)備，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，基于設(shè)備機理、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)以及相關(guān)算法模型，開發(fā)設(shè)備遠(yuǎn)程運維工業(yè)APP，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控、指標(biāo)統(tǒng)計分析、主動預(yù)警維護和及時運維服務(wù)。

能源合同管理：針對有色金屬冶煉過程中能源消耗量大的工藝和設(shè)備，如氧化鋁工業(yè)中的泵浦、焙燒爐等，根據(jù)企業(yè)實際情況開發(fā)能源合同管理工業(yè)APP，為有色企業(yè)提供節(jié)能潛力診斷、可行性分析、節(jié)能項目設(shè)計與實施、節(jié)能監(jiān)測和運行維護等能源管理服務(wù)。

（四）基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新平臺建設(shè)

鼓勵企業(yè)構(gòu)建集數(shù)據(jù)資源庫、先進數(shù)字化工具、虛擬仿真環(huán)境等于一體的協(xié)同創(chuàng)新體系，打通人、機、料、法、環(huán)等全過程數(shù)據(jù)鏈，提升基于大數(shù)據(jù)分析的生產(chǎn)線智能控制、生產(chǎn)現(xiàn)場優(yōu)化等能力，加速企業(yè)生產(chǎn)制造向自決策、自適應(yīng)轉(zhuǎn)變。

1.規(guī)范數(shù)據(jù)治理

對產(chǎn)品全生命周期各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行匯總，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲與管理平臺，實現(xiàn)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)的集中管理。選擇合理安全的數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)及高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)計算引擎和處理工具，為開展大數(shù)據(jù)的全面分析、深度挖掘、情報檢索、可視化展示提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.數(shù)據(jù)應(yīng)用創(chuàng)新

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的理念，采用工業(yè)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從紛繁的海量數(shù)據(jù)中挖掘數(shù)據(jù)價值，采用描述性分析、預(yù)測性分析、診斷性分析和指導(dǎo)性分析等分析方法，對企業(yè)生產(chǎn)制造過程和經(jīng)營管理活動中的各業(yè)務(wù)場景進行應(yīng)用創(chuàng)新，包括設(shè)備運行優(yōu)化、工藝參數(shù)優(yōu)化、質(zhì)量管理優(yōu)化、生產(chǎn)管理優(yōu)化、經(jīng)營決策優(yōu)化。

專欄8：工業(yè)大數(shù)據(jù)主要創(chuàng)新應(yīng)用場景

設(shè)備運行優(yōu)化：通過實時監(jiān)測回轉(zhuǎn)窯、余熱鍋爐、粉煤噴吹裝置、水泵、SO2風(fēng)機、濃密機、壓濾機等設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，分析和預(yù)測設(shè)備異常，提高設(shè)備穩(wěn)定性和使用效率。

工藝參數(shù)優(yōu)化：對熔煉、溶出、浸出、萃取、電解等工段生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)進行分析，找出生產(chǎn)過程中的最優(yōu)工作參數(shù)。

質(zhì)量管理優(yōu)化：基于陰極產(chǎn)品、錠等產(chǎn)品檢驗數(shù)據(jù)和“人機料法環(huán)”等過程數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)性分析，實現(xiàn)實時的質(zhì)量監(jiān)測和異常分析，降低產(chǎn)品不良率。

生產(chǎn)管理優(yōu)化：通過對冶煉工廠生產(chǎn)進度、物料管理、企業(yè)管理等數(shù)據(jù)的分析，提高排產(chǎn)、進度、物料、人員等方面管理的準(zhǔn)確性，提高生產(chǎn)效率。

經(jīng)營決策優(yōu)化：打通生產(chǎn)數(shù)據(jù)與企業(yè)管理數(shù)據(jù)，建立各產(chǎn)線的成本模型，實現(xiàn)產(chǎn)銷經(jīng)營決策優(yōu)化和合同的經(jīng)濟性分析。

五、基礎(chǔ)支撐

（一）資金投入

根據(jù)項目建設(shè)需求，明確資金來源，確保資金投入。制定企業(yè)資金使用管理制度，明確職責(zé)、流程、方法，確保資金使用規(guī)范與及時投入。

（二）組織規(guī)劃

根據(jù)企業(yè)自身的需求，制定專項戰(zhàn)略規(guī)劃，做好頂層設(shè)計，建立合理的組織架構(gòu)，加強組織領(lǐng)導(dǎo)，設(shè)置專職管理、業(yè)務(wù)及技術(shù)運維崗位。鼓勵企業(yè)將企業(yè)一把手設(shè)置為專職管理部門的負(fù)責(zé)人。

（三）人才隊伍

加大人才引進和復(fù)合型人才的培養(yǎng)，鼓勵企業(yè)構(gòu)建內(nèi)外結(jié)合的智能冶煉人才儲備機制，實現(xiàn)依托外部專家團隊、智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商完成尖端技術(shù)攻關(guān)、科研成果轉(zhuǎn)化、項目建設(shè)實施，依托內(nèi)部人才隊伍完成系統(tǒng)運營維護的人才格局。

（四）運營維護

依據(jù)企業(yè)管理模式及生產(chǎn)需要編制智能冶煉系統(tǒng)運維及升級準(zhǔn)則，規(guī)范各類智能冶煉系統(tǒng)、裝備的工作流程與維護保養(yǎng)規(guī)程。

（五）信息資源

開展企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息資源管理標(biāo)準(zhǔn)化工作，構(gòu)筑與智能冶煉工廠建設(shè)規(guī)劃相匹配的網(wǎng)絡(luò)信息資源管理標(biāo)準(zhǔn)化體系，規(guī)范企業(yè)信息資源的管理和使用。

（六）標(biāo)準(zhǔn)體系

在遵循有色行業(yè)及智能制造領(lǐng)域已發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，鼓勵企業(yè)建立包含但不限于如下所列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系：數(shù)據(jù)編碼規(guī)則、數(shù)據(jù)治理流程規(guī)范、數(shù)據(jù)使用規(guī)范、業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)范、運維服務(wù)規(guī)程、運維管理規(guī)程。