中國恩菲：為首座銅冶煉智能工廠建設“智慧大腦”
2024年06月17日 15:59 21891次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 銅資訊
“實現(xiàn)投產即達產、達產即盈利，創(chuàng)造了達產達標用時最短、項目盈利最快的行業(yè)最佳！”2024年初，在湖北省黃石市十五屆人大三次會議上，有關中色大冶陽新弘盛銅業(yè)有限公司智能工廠（以下簡稱弘盛銅業(yè)智能工廠）的報告讓人眼前一亮。
奪目成績的取得，靠的正是智能化生產。
走進位于黃石新港園區(qū)的弘盛銅業(yè)智能工廠，沒有以往銅冶煉廠中刺鼻的異味和刺耳的工業(yè)噪聲，只有充滿科技感的智慧管控中心和搭載著先進設備的智能廠房。人們對銅冶煉產業(yè)未來發(fā)展的一切想象，幾乎都在這里得到了實現(xiàn)。
在超過1000平方米的全廠智慧管控中心，無數(shù)數(shù)字大屏匯集于此，工藝優(yōu)化、質計、合同、營銷、能源、安全、環(huán)保等管理系統(tǒng)的數(shù)據實時跳動，各項生產、運營決策在此自動完成。
寬敞明亮的廠房，從銅精礦、石英砂等原料的入廠，到自動配料進入雙閃冶煉，從陽極板自動轉運至電解，再到陰極銅自動剝片打捆、產品出廠，工廠生產秩序井然。這里鮮有操作工人，取而代之的是自動檢化驗裝置、無人行車、陽極板自動轉運車、陰極銅剝片打捆機器人、智能備件庫、智能銅庫等一大批先進智能裝備，各司其職、按部就班地運行著。
而這一切，都要從中國恩菲工程技術有限公司（以下簡稱中國恩菲）牽頭承建的弘盛銅業(yè)智能工廠項目說起。
描繪“1+1+N”數(shù)智藍圖
傳統(tǒng)銅冶煉企業(yè)工序分散，自動化程度較低，信息化、智能化應用匱乏，操作工人勞動強度大，各工序間信息傳遞不流暢，種種原因致使企業(yè)效率難以提升。為提高銅冶煉過程的綠色、智能化水平，實現(xiàn)效益的跨越提升，中國有色集團決定新建一座具有行業(yè)里程碑意義的銅冶煉智能工廠，弘盛銅業(yè)智能工廠應運而生。
弘盛銅業(yè)智能工廠占地1008畝，設計年處理銅精礦160萬噸，年產出陰極銅40萬噸、硫酸150萬噸。因項目體量巨大，且銅冶煉行業(yè)的智能化建設無實際樣板可供參考，其方案、實施過程只能“摸著石頭過河”。
“有色礦冶國家隊”中國恩菲主動接過了這項重任。
“沒有樣板，就創(chuàng)造一個樣板！”中國恩菲憑借在有色行業(yè)積淀了70余年的專業(yè)實力，基于推出的“MIM+”數(shù)字一體化解決方案，創(chuàng)造性地在弘盛銅業(yè)智能工廠項目中提出了“1+1+N”智能工廠科學建設方案。
方案，就是1個智慧中心、1個工業(yè)互聯(lián)網平臺和N個智慧應用及智能裝備。”弘盛銅業(yè)智能工廠項目經理表示，“該方案充分應用自動化、信息化、數(shù)字化及智能裝備等先進技術手段，如同為冶煉廠裝上了‘智慧大腦’，能確保全廠生產經營全流程的數(shù)字化、集中化、智能化管理，實現(xiàn)綠色、安全、高效的智能工廠建設目標。”
方案為弘盛銅業(yè)智能工廠描繪出了數(shù)智藍圖。1個智慧中心，可以總覽全廠概況和生產運營的每一個參數(shù)，打破每一個車間之間的壁壘；1個工業(yè)互聯(lián)網平臺，能夠存儲全廠生產運營過程中每一個儀表、檢化驗、視頻監(jiān)控的數(shù)據，做到數(shù)據自動流轉不落地；23個智慧應用，得以打通從原料采購、物流運輸、生產運營，到財務系統(tǒng)、ERP等每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據，實現(xiàn)自動分析、智能決策；15套智能裝備，其中有12套在銅冶煉行業(yè)首次應用，能充分展現(xiàn)工廠的開創(chuàng)性和先進性。
打通工藝“中樞”
有了方案，智能工廠該如何落地？中國恩菲給出了答案：“從工藝、運營兩個方面入手。”
銅冶煉過程，是將銅精礦經備配料、火法、電解等一系列復雜工序處理，最終產出陰極銅的過程。從精礦配料、火法冶煉，到圓盤澆鑄、電解，這一系列生產通常需應對各類型控制參數(shù)的調整。
“精礦品位不會恒定在一個數(shù)值，一定是實時變化的。”工藝優(yōu)化系統(tǒng)負責人舉例說，“這種變化不僅會影響最終產品量，更重要的是，每個工序的關鍵工藝控制參數(shù)，如冶煉耗氧量、燃料量、熔劑配比等都面臨著動態(tài)的參數(shù)調整。”
在如此復雜的系統(tǒng)工況條件下，如何科學應對隨時發(fā)生的海量參數(shù)調整，是銅冶煉廠不得不面對的難題，更是中國恩菲致力要通過智能化改造打通的工藝“中樞”。
為此，中國恩菲開發(fā)了智能配料、雙閃先進控制、陽極精煉優(yōu)化、電解優(yōu)化、制酸優(yōu)化、渣選優(yōu)化等一大批真正“懂工藝”的智慧應用，針對全流程生產核心工藝特點，通過機理模型、機器學習算法對生產數(shù)據進行訓練，融合銅冶煉工業(yè)知識和人工智能技術，不斷優(yōu)化關鍵工藝參數(shù)，使弘盛銅業(yè)智能工廠可以實時、準確地決策，并將各個參數(shù)穩(wěn)定在最佳范圍內，使工廠真正擁有了“智慧大腦”。
“經實踐檢驗，噸銅冶煉成本已降低20.33元，按2023年陰極銅產量33萬噸計算，當年新增經濟效益達到了670.89萬元。”弘盛銅業(yè)智能工廠負責人笑著表示。
除了實現(xiàn)提質增效外，工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化使工廠的生態(tài)環(huán)保效益顯著提升。如今，工廠銅冶煉總硫利用率已達到99.95%，工業(yè)用水重復利用率超過98%，二氧化硫、氮氧化物等實際排放量僅為《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準》大氣污染物特別排放限值的1/5。
搭載運營“智囊”
中國恩菲研發(fā)的智慧應用不僅在生產上“懂工藝”，在管理上同樣“會運營”。質計、合同、營銷、能源管理系統(tǒng)等智慧應用的搭載應用，為企業(yè)經營提供了可靠的信息化管理手段，讓企業(yè)從原料等物料采購，到廠內物流轉運，再到各物料投入、產品產出，均實現(xiàn)了精細化追蹤，使生產成本真正透明化。
在自動檢化驗裝置上應用的質計管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了銅精礦、石英砂等原料貨運車輛自動過磅，現(xiàn)場不再需要24小時值守的磅房人員。該系統(tǒng)自動將每一批原料與倉庫進行關聯(lián)，并完成相關統(tǒng)計工作，管理環(huán)節(jié)的減少讓工作效率大大提升。
營銷管理系統(tǒng)實現(xiàn)了全廠如銅精礦、石英砂等原輔料物資采購，陰極銅、硫酸主副產品銷售的全流程跟蹤。在銅精礦采購環(huán)節(jié)中，該系統(tǒng)可完成從需求匯總、合同擬定、合同執(zhí)行，到最終結算的全流程管理；在需求階段，系統(tǒng)與期貨市場精礦價格關聯(lián)，可合理指導原料的采購，從源頭降低采購成本；在供貨合同擬定階段，系統(tǒng)與專業(yè)合同管理模塊互通，實現(xiàn)業(yè)務部門線上合同的集中評審，確保合同的準確簽訂；在合同執(zhí)行環(huán)節(jié)銅精礦的到貨階段，系統(tǒng)可及時跟蹤發(fā)貨時間與發(fā)貨量、運輸派車、物料到場、入場精礦檢化驗、最終合同結算等各詳細環(huán)節(jié)，確保采購過程精準按合同執(zhí)行；在最終結算階段，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計匯總各環(huán)節(jié)數(shù)據，從而大幅提高工作效率及質量，助力企業(yè)高效運營。
為確保安全、綠色生產，中國恩菲還為該項目開發(fā)了安全管理系統(tǒng)和環(huán)保管理系統(tǒng)。
安全管理系統(tǒng)具有App終端一鍵拍照功能，讓現(xiàn)場管理人員在巡檢過程中能夠簡化操作，確保流程標準化，避免錯檢、漏檢等問題的發(fā)生。同時，系統(tǒng)能自動生成各崗位臺賬、報表、趨勢分析圖等多維度可視化分析，幫助管理人員直觀地了解問題，便捷快速地定位并處理問題。
“安全管理系統(tǒng)還擁有危險作業(yè)預警的能力。”系統(tǒng)開發(fā)人員介紹說，“例如，在火冶片區(qū)進行保溫拆除及恢復登高作業(yè)時，系統(tǒng)結合三維地圖、人員定位、人臉識別、電子圍欄、感知數(shù)據采集、視頻聯(lián)動核心算法等，對危險作業(yè)環(huán)境及異常狀態(tài)進行實時監(jiān)控、智能分析、及時預警，實現(xiàn)全景式、全天候的監(jiān)控和緊急事件的快速定位。”
環(huán)保管理系統(tǒng)輕松實現(xiàn)了對環(huán)保數(shù)據的實時監(jiān)測，并將排放值與標準值自動比對。當煙氣主排氣筒二氧化硫分鐘值超標時，系統(tǒng)及時報警，并結合以往報警頻率、報警原因等對數(shù)據進行大數(shù)據分析，同時，第一時間推送報告到相關責任人，便于企業(yè)快速采取措施。
經過中國恩菲的打造，弘盛銅業(yè)智能工廠的工人工作強度相較傳統(tǒng)銅冶煉廠大大降低，人均勞動生產率、人均產值實現(xiàn)了顯著提升，人均年產能已達到600噸，人均年產值達到5000萬元，位居國內銅冶煉行業(yè)頭部。工廠投產后，當?shù)孛襟w對其給予了高度評價：“目前，弘盛銅業(yè)已成為中國銅工業(yè)史上一顆璀璨的新星，是銅冶煉行業(yè)名副其實的‘標桿’。”
弘盛銅業(yè)智能工廠的成功，不僅代表著我國有色冶煉行業(yè)智能化水平的大幅提升，更體現(xiàn)了新質生產力在推動行業(yè)數(shù)字化轉型中的關鍵作用。中國恩菲用創(chuàng)新與實干為行業(yè)首座銅冶煉智能工廠加裝了“智慧大腦”，更將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新活力，為行業(yè)發(fā)展新質生產力提供動力源泉，引領行業(yè)邁向更加綠色、高效、智能的新時代。
責任編輯：楊凈茹
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