以高质量数字化赋能有色行业现代化建设

刘诚｜文

在谱写中国式现代化新篇章的征程上，中国恩菲将始终深入践行《原材料工业数字化转型工作方案（2024-2026 年）》要求，为实现“质量变革、效益变革、动力变革”的高质量发展贡献力量。

党的二十大报告擘画了全面建成社会主义现代化强国、以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图。当前，新一轮科技革命与产业变革加速演进，数字技术革命引领生产力跃迁，形成、发展新质生产力，为包括有色行业在内的现代化产业提供了重要的方向指引。《原材料工业数字化转型工作方案（2024-2026年）》（以下简称《方案》）描绘了构建智能化、绿色化、融合化的现代有色金属产业体系，勾画了推动产业基础高级化和产业链现代化的美好图景。中国恩菲工程技术有限公司（以下简称“中国恩菲”）是伴随共和国有色金属工业恢复发展而诞生的科研设计单位，70多年来始终以自主创新为驱动，引领行业发展。在谱写中国式现代化新篇章的征程上，中国恩菲将始终深入践行《方案》要求，加强数字技术创新应用、加快形成新质生产力，为实现“质量变革、效益变革、动力变革”的高质量发展贡献力量。

聚焦痛点 大力探索数字化转型路径

有色金属品种多样，除铜、铝、铅、锌等大宗金属外，还包括轻金属、稀有金属、稀散金属等；多金属共生，矿物种类多达上千种，工艺离散性强，多为“一矿一厂一技术”；矿山采掘、选矿、冶金等生产过程动态变化，工艺高度非标准化。因此，有色金属行业数字化转型没有统一的技术方案，需要针对不同工艺进行定制化开发，转型难度非常大。近年来，矿产资源开发高海拔、深地层、大规模等趋势逐步显现，工艺、生产条件愈发复杂。冶炼过程涉及复杂的反应和传质传热过程，气液固多相耦合共存，冶金机理高度非线性，模型构建成为难题；在高温、高压、高酸/碱、强腐蚀、多粉尘的环境下，工艺参数实时监测，生产指标自动调优，底层数据在线获取，操作指令自动执行，智能制造自我学习能力训练提升面临更大难度。

加速推进行业数字化进程，是解决矿产资源高效开发利用难题的重要手段，是实现行业绿色、低碳、高质量发展的关键环节，更是提升国家资源保障能力、夯实现代化工业体系基石的坚实保障。实现高质量数字化转型，就要以数字化整体驱动生产方式变革，突破行业发展瓶颈，提高生产智能化水平，以数字技术创新，推动行业实现高层次价值创造；以数字基础能力建设，支撑行业生产运营体系重构；以数字平台拓展，保障产业链、生产链协作、融合，由此推动实现高质量发展。

创新驱动 加快构建数字化技术体系

工程设计是工业现代化的源头，设计院在有色金属行业数字化转型过程中，发挥着重要的创新引领和路径规划的作用。设计院在建国初期学习苏联模式，后又融合西方技术，建立了中国式工业设计模式，视为设计院1.0 阶段，又经计算机辅助设计的2.0阶段、三维协同设计的3.0阶段。目前，正迈向以建设“数字设计院”为目标，面向行业提供数字化设计交付、数字化系统解决方案、工业互联网平台、数字孪生系统和智能管控模块等全产业链数字化服务的设计院4.0阶段。有色行业数字化转型是一个复杂的系统工程，涉及产品方案、生产模式、组织架构、管理方法等诸多方面的创新和变革，设计院要加大数字化创新力度，驱动技术体系的构建，通过数字化的技术和手段来实现业务和业务模式的创新和变革，促进企业提质增效，提升核心竞争力。

中色大冶阳新弘盛铜业有限公司智能工厂智慧中心

一是过程模型构建与先进控制技术。数字模型是数字化转型的核心，模型质量决定了数字化转型的水准和成败。矿山采掘、选矿、冶炼等生产过程,需在设计阶段建立机理模型或数据模型，融入数字基因，提供数字化转型的源生数据资产和原生动力。深度挖掘过程单元最优运行界域，开发基于机理/数据/知识联合驱动先进过程控制系统，提升有色金属行业生产一体化管控水平。

二是复杂系统数字化集成技术。有色金属品种多、组分复杂，多数为非标准工艺流程，生产系统高度非线性非稳态，要实现数字化转型，首要任务是解析过程单元非线性相互作用、动态耦合关系，建立复杂非稳态系统数字模型，实现单元—过程—系统数字化集成和全流程结构性优化，保障系统可预测、可调控地动态稳定运行。

三是大数据应用技术。数据是数字化转型的基础。运用智能感知设备和物联网系统，采集生产和管理全过程数据，实现多源异构数据的互联互通，建立可靠的基础数据底座，形成再生数据资产。加快人工智能技术与有色金属行业深度融合，探索构建有色金属行业人工智能通用模型，打造人工智能数据采集、模型训练、测试验证场景，加快设备运行、工艺参数、生产调度、质量管理、安全防控、经营决策等人工智能解决方案研发和应用，提升企业生产运行效率和决策智能化水平。

以“数”提质 形成有色新质生产力

（一）开行业数字化转型之先河。中国恩菲率先在行业内推动数字化转型，目前正在引领“4.0”阶段的加速跨越。一是实现数字化设计交付。加强专有机理模型、核心算法引擎等关键技术开发，打造矿山和工厂数字机理模型设计平台，将技术、知识、产品转化为数据和模型，成为全生命周期“数据资产”重要部分，提供绿色、低碳、高效属性的技术和产品。二是形成数字化组织模式。改变传统的“作坊式”组织模式，向“数字设计院”模式转型，构建全要素、全过程、全方位的工程项目交付数字底座，提供全产业链数字化服务。三是完善数字化设计流程。建设自主知识产权的数字化协同设计平台，推进设计流程再造，建立与数字化设计交付体系适应的管理流程和标准。四是提升数字化项目管理。对工程实体及建设过程进行数字化映射，实现生产要素和管控要素的精准量化，做到设计最优、方案最优、成本最优，全面提升项目集成化和精细化管理水平。五是建强数字化企业大脑。围绕公司战略管控、职能管理、业务管理，建立数字化管理和决策模型，强化数字化思维，提高管理效率效能。六是形成大量实践探索。率先推出“MIM+”数字一体化解决方案，打造了鞍钢集团眼前山智慧矿山、中色大冶弘盛铜业智能工厂等全生命周期、全服务流程的现代化矿冶工程典范。

（二）打造数字化转型系统解决方案。基于中国恩菲多年的工艺积累和知识沉淀，开发了有色金属工艺协同设计和交付平台，打造“1+1+N”架构的生产智能制造解决方案，将设计数据和模型贯通到生产运营阶段，打通设计、交付、生产、运维、管理等所有环节，形成集数字化设计交付、智能化生产运维、智慧化管理决策的全产业链数字化转型系统解决方案。

（三）搭建行业特色工业互联网平台。围绕企业数据感知、存储、分析、建模、预测、决策，搭建稳定、可靠的行业特色工业互联网平台，实现资源统一管理、数据统一治理、安全统一管控、模型统一集成。将工业技术、知识、经验和方法以专业工业模型库的形式持续沉淀在平台，打造集成有色金属工业特色数据和模型的数字化底座。

（四）树立智能工厂示范标杆。以标杆提升转型动力，以实绩衡量转型水平。围绕精准控制、敏捷制造、供应链协同等关键环节，推进有色冶炼生产过程全要素数字化，实现对生产过程人、机、料、法、环的全面感知、预测和管控。以有色冶炼工艺机理模型和智能优化算法为抓手，推进有色冶炼生产过程核心工艺优化与智能控制的数字化升级应用，推进各个关键工序的工艺协同优化，实现工艺指标、生产成本、节能降碳、作业效率等全面优化，打造自学习、自决策、自执行的有色金属智能管控系统，构建知识与数据协同驱动的智能工厂。