清晨，當?shù)谝豢|陽光灑向大地，廣西防城港的碼頭上，一艘遠洋貨輪正緩緩卸下來自幾內(nèi)亞的鋁土礦。這些看似普通的褐色礦石，即將開啟一段令人驚嘆的智能“變形記”——從氧化鋁提煉，到電解鋁冶煉，再到高端鋁材加工，最終成為新能源汽車的輕量化部件、電子產(chǎn)品的精密外殼，甚至航天器的關(guān)鍵材料。

作為地殼中含量最豐富的金屬，鋁憑借輕質(zhì)、高強、耐腐蝕、導(dǎo)電性好、可回收等優(yōu)點，被譽為現(xiàn)代工業(yè)的“六邊形戰(zhàn)士”。如今，智能化正悄然重塑整個鋁產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)模式。

近日，記者走進中鋁集團旗下三家智能工廠，探尋一塊鋁土礦如何借助智能化手段，完成從礦石到高端材料的華麗“變身”。

01 廣西華昇

氧化鋁生產(chǎn)的“智慧大腦”

廣西華昇氧化鋁工廠位于廣西防城港市，緊鄰天然深水港，建有亞洲最大的單體鋁土礦倉庫。在這里，采掘和進口的鋁土礦會經(jīng)過原料、溶出、沉降、分解、焙燒等8道核心工序，提取出高純度的氧化鋁粉。

記者來到廣西華昇原礦堆場，鋁土礦從幾內(nèi)亞海運到防城港碼頭，再由封閉式輸送機運輸?shù)竭@里。NIR近紅外礦石在線檢測儀正按照系統(tǒng)指令檢測破碎后的鋁土礦粉末，檢測結(jié)果實時傳輸至廣西華昇生產(chǎn)管控中心的大屏幕上。

過去，鋁土礦靠人工取樣化驗，數(shù)據(jù)嚴重滯后，分析頻次有限?，F(xiàn)在，廣西華昇自主研發(fā)的智能礦石在線檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了革命性突破，每分鐘可完成148次精準檢測，實時分析礦石中有效氧化鋁和活性硅含量，通過動態(tài)調(diào)控配礦和母液添加，溶出率提升0.3%，年直接創(chuàng)效近千萬元。

在這座國家級“智能制造示范工廠”“綠色工廠”，從礦石破碎、溶出、沉降到蒸發(fā)結(jié)晶，幾乎全部實現(xiàn)自動化控制。2024年底，中鋁集團發(fā)布有色金屬行業(yè)首個人工智能大模型——坤安大模型。廣西華昇在此基礎(chǔ)上研發(fā)了氧化鋁行業(yè)首個AI大模型應(yīng)用——智昇氧化鋁，目前已在溶出、沉降、蒸發(fā)三個工序完成試點并投入應(yīng)用，取得良好效果。今年上半年，蒸發(fā)六效NK預(yù)測準確率達88%，溶出AK預(yù)測率達85%，沉降NT預(yù)測率達80%

“過去靠老師傅的經(jīng)驗‘熬’氧化鋁，現(xiàn)在用AI的算法‘算’氧化鋁，原來6小時輸出的化驗結(jié)果，現(xiàn)在3分鐘就可以預(yù)測，真正做到了‘讓數(shù)據(jù)跑腿，讓AI干活’?！睆V西華昇主要負責(zé)人向記者介紹。

02 云鋁文山

電解鋁的“數(shù)字心臟”

經(jīng)歷了從鋁土礦到氧化鋁的蛻變，“鋁”在彩云之南的文山，將迎來生產(chǎn)當中最核心的步驟——在電解槽里，數(shù)萬安培的直流電通過碳陽極擊穿冰晶石熔鹽，將氧化鋁還原為電解鋁，最終形成高純鋁液。

走進云鋁文山電解車間，眼前的景象顛覆了記者對電解鋁廠的傳統(tǒng)認知：一排排電解槽整齊排列，地面干凈整潔，亮得反光。

“過去依靠人工經(jīng)驗和機理模型模糊控制生產(chǎn)過程，員工非常累，能耗也高?！痹其X文山電解生產(chǎn)中心負責(zé)人王輝介紹說。

如今，在鋁電解行業(yè)首個大模型——“綠鋁云慧鑒”的驅(qū)動下，云鋁文山500千安電解槽自動完成打殼、加料、換極、出鋁等高風(fēng)險作業(yè)，替代了人工操作。

云鋁文山主要負責(zé)人介紹說，過去電解鋁生產(chǎn)像熬老湯，靠手藝，火候難以控制?，F(xiàn)在有了“綠鋁云慧鑒”，就像給電解槽升級了智能爐灶，用數(shù)據(jù)做配方，下料時間精準到毫秒，加料優(yōu)化及時，出鋁預(yù)測也準確靠譜，作業(yè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升，不僅讓生產(chǎn)更安全更高效，還能優(yōu)化下料量、節(jié)約能源消耗，每年降本5000余萬元。

“員工也從高溫下‘記數(shù)據(jù)’變成了中控室‘下指令’，管理從事后復(fù)盤變成了提前預(yù)算，數(shù)據(jù)活起來了，效率高了，員工價值也進一步提升?！壁w加平說。

今年，云鋁文山“基于人工智能的鋁電解數(shù)字孿生模型的開發(fā)與應(yīng)用”入選工信部2024年人工智能賦能新型工業(yè)化典型應(yīng)用案例，云鋁文山“AI驅(qū)動智慧管控的鋁電解智能工廠”入選工信部首批卓越級智能工廠認定名單。

03 中鋁瑞閩

鋁加工用上“最強大腦”

當液態(tài)鋁鑄造成鋁錠后，它們被送往位于福州的國家級5G工廠中鋁瑞閩，迎來最后的蛻變——鋁錠經(jīng)過熔鑄、熱軋、冷軋、精整等工序，變成千家萬戶使用的金屬包裝材，強如鋼材的汽車板，抑或是精密電子器件的外殼。

鋁加工行業(yè)以其半流程、半離散的加工模式著稱，加工過程非常復(fù)雜，生產(chǎn)計劃安排起來類似軍師排兵布陣，需要一個極其聰明的“大腦”輔助決策。

為破解排產(chǎn)難題，中鋁瑞閩基于“坤安”大模型，開發(fā)了“鋁智云排”AI 大模型，如同“最強大腦”，從億級個變量中快速“算”出近似最優(yōu)解的分鐘級生產(chǎn)計劃，按時交貨率從94.1%提高至98%以上，大幅提高了客戶滿意度，也為降本增效注入了新動力。

“面對客戶臨時變更需求，我們不再束手無策?！X智云排’大模型能夠快速輸出結(jié)果，判斷臨時插單的影響，為生產(chǎn)決策提供科學(xué)依據(jù)?！敝袖X瑞閩運營優(yōu)化部副經(jīng)理陳凱向記者介紹。

“排產(chǎn)計劃從‘見招拆招’到‘提前預(yù)判’，AI讓我們跑贏了時間，幫助我們大幅提升了效率?！敝袖X瑞閩主要負責(zé)人介紹說。

同樣智能的還有設(shè)備點巡檢。在中鋁瑞閩AR實驗室里，記者戴上集成了AR眼鏡的安全頭盔，抬起左臂，輕點虛擬彈窗觸屏上的按鈕，按照系統(tǒng)的智能指引，走進工廠調(diào)試設(shè)備，進行點檢項目便捷確認，數(shù)據(jù)可實時傳輸至設(shè)備管理系統(tǒng)。

“點巡檢更省時省力，全過程可追溯。遇到個人解決不了的難題，還可以隨時求助資深專家‘會診’，一起研究、判斷?！敝袖X瑞閩AR實驗室成員吳智敏如是介紹。

夜幕降臨，一批高精度鋁板正裝車發(fā)往客戶。經(jīng)歷了智能“變形記”的鋁土礦，正以更輕、更強、更純凈的姿態(tài)，繼續(xù)“鋁”程——從易拉罐到新能源汽車，從高壓電網(wǎng)到航天火箭，鋁制品服務(wù)著幾十億人的每一天。

從廣西，到云南，再到福建，中鋁集團從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的數(shù)智化實踐，正引領(lǐng)我國有色金屬產(chǎn)業(yè)的智能化蛻變，描繪著高質(zhì)量發(fā)展的新藍圖。

來源丨中鋁集團

煤炭科學(xué)研究總院期刊中心擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國煤炭科工集團有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

刊載欄目：企業(yè)/團隊/人物專訪政策解讀視角·觀點智能示范礦井對話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報道等。

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